在化学镀中，化学镀铜是十分重要的镀种。随着电子工业的发展，特别是电子计算机，电子通讯设备，以及家用电器的高速发展，
双面和多层印刷电路板的需求量很大。而印刷板的孔金属化，从导电性、可焊性、镀层韧性和经济性等综合要求来说，非铜莫属。
另外其它非金属材料（如塑料、陶瓷等），化学镀铜应用亦很广泛。今后，非金属材料的金属化方面，化学镀铜应用亦很广泛。
今后，非金属材料的金属化方面，化学镀铜的用量约占90%以上。
化学镀铜水从稳定性划分，可分为低稳定性的化学镀铜和高稳定性的化学镀铜；从沉积速度来分，又可分为低速率和高速率的化学镀铜。
前者沉积速率一般为2～4μm/h；后者一般为10μm/h。高速率化学镀铜一般用于半加成法或全加成法直接镀厚铜。
工艺上已由高温高速发展为低温高速。近年来又出现了差示镀铜法，即印制板上通孔壁上的化学铜层厚度约为复铜层上化学铜层厚度的3～5倍，
既降低了金属铜的消耗，又降低了成本，称之为化学镀铜发展史上的第四个里程碑。
化学镀铜液一般由铜盐、络合剂、还原剂和稳定剂组成。
一、化学镀铜液的配制
化学镀铜液均应分成A、B两组镀液分别配制，使用前才混合在一起，最后加入稳定剂，调整pH值。
A组包括硫酸铜和甲醛，可用蒸馏水或去离子水先溶解计算量的硫酸铜，然后加入计算量的甲醛。
B组包括络合剂如EDTA钠盐、酒石酸盐；碱性物如氢氧化钠、碳酸钠。先用纯水溶解碱性物质，然后加入络合剂。
混合时，在搅拌下将A组徐徐加入B组镀液中，开始可能有氢氧化铜沉淀产生，搅拌中会逐渐溶解，此时铜呈络离子状态存在。
将镀液过滤于生产槽中，稀至总体积，调整pH值，最后加入稳定剂，即可使用。
二、化学镀铜的简单原理
化学镀铜的历程可概括如下：自催化反应
三、各组分的作用和工艺参数的影响
1.铜盐 提供被沉积的铜离子，可用硫酸铜、醋酸铜或氯化铜等可溶性铜盐。硫酸铜便宜，使用最多。当镀液的pH值保持在工艺规范内时，提高铜盐含量，
沉积速度有所增加，但镀液自分解的倾向也随之增大。无稳定剂的镀液通常采用低浓度。铜盐浓度一般为0.03～0.06mol，若用硫酸铜相应为7.5～15g/L。
有稳定剂者采用上限或稍高一点。在使用过程中，铜盐的含量会逐步降低，必须经常按分析结果或凭经验（由深蓝色变淡是铜降低的标志）补充。
补充成分时一般配成母液，禁止直接添加固体药品。
2.还原剂和pH值 目前，化学镀铜几乎都以甲醛作为还原剂，而且甲醛的还原能力与镀液的pH值关系很大，因为甲醛的电极电位随pH值升高而降低：
所以化学镀铜总是在强碱性中进行，pH值愈高，则甲醛还原能力愈强，沉积速度愈快，但同时也增加镀液自分解的倾向。
通常保持pH值为11.5～12.5，超过13反应速度过快则镀液极易分解。甲醛的用量与镀液使用温度有关，甲醛用量在低温时稍高一点，
例如15～25mL/L，温度高时（例如60℃）可用10～15mL/L，这是由于温度高，化学镀铜速度增加之故。此时若还原剂太高，镀液自分解的危险性增大。
前述主反应（1）和副反应（2）和（4）都要消耗甲醛，同时提高了镀液的酸度（pH值下降），为此，必须按分析或凭经验增加甲醛含量和调整pH值，甲醛不足的象征是自槽边嗅得的甲醛气味变淡。
化学镀铜暂时停用（例如过夜）时，为避免镀液自分解消耗，可用浓硫酸将镀液的pH值降低到9.5～10，这就可以降低甲醛的还原作用，保持镀液的稳定。当镀液重新使用时，再用氢氧化钠溶液来调整pH值至工艺规范值。
3.络合剂 添加络合剂的目的是防止在碱性中发生氢氧化铜沉淀，将铜离子变成络离子状态。
常用的络合剂是酒石酸盐和EDTA钠盐。也有用环已二胺四乙酸和乙二胺者。一般采用单一络合剂，也有的采用酒石酸和EDTA钠盐混合络合剂的。
混合型络合剂稳定性好，长期放置不沉淀，使用温度范围宽，而且成本也比单用EDTA钠盐低。使用酒石酸盐和EDTA钠盐各有优缺点；酒石酸盐络离子稳定常数不大，只适合在室温下工作的镀液，
所得的沉积层韧性较差，但酒石酸盐价廉，成本低；EDTA钠盐络离子稳定常数大，可在温度较高的镀液中保持其稳定性，而且镀层性能优良，但价格高。两者混合使用可扬长避短。 为保持络合物稳定性，络合剂与主盐的比例很重要，对于酒石酸盐和EDTA钠盐，它们的比例分别为3.5:1和2：1。比例过高，沉积速度太慢；比值过低，镀层粗糙。
4.稳定剂 镀液不稳定是化学镀铜的最大缺点。
在化学镀中，沉积速度同镀液的稳定性往往是相矛盾的，即沉积速度高的化学镀铜镀液，通常稳定性差。现在已找到若干种组合稳定剂，即可保持镀液稳定又不至于影响沉积速度。 化学镀铜中会发生副反应（2），这个反应产生氧化亚铜，而且难以避免。由于氧化亚铜进而产生岐化反应生成金属铜微粒，这些微粒分散于镀液中，成为镀液的自催化反应的核心，使铜的反应不是只局限于催化表面，而可在镀液中任何地方发生，从而导致镀液的自分解。根据“软硬酸碱规则”，亚铜属软酸，可与像CN－、I－、、S2-、SCN－等软碱离子形成稳定的络合物，
或者与含氮含硫的杂环化合物，例如α，α′-联吡啶、三吡啶、硫脲、巯基苯骈噻唑（2-MBT）、菲绕啉等等形成络合物，从而阻止亚铜离子的岐化反应，提高其稳定性。
稳定剂单独使用的效果远没有两种以上组合使用好，后者可产生协同效应。为此要选择稳定剂搭配的种类和含量。 α，α′-联吡啶不仅是稳定剂，而且能增加镀层的光亮度，但含量不得太高，通常10～20mg/L，过高严重降低沉积速度。 α，α′-联吡啶常与镍氰化钾或亚铁氰化钾配合使用，还能提高镀层的平整性和韧性。镍氰化钾含量为50～100mg/L；亚铁氰化钾稍降低沉速，用量为10～100 mg/L。 氰化钾单独用能提高稳定性，但严重降低沉积速度。但与2-MBT配合时，沉积速度可回升。2-MBT随含量升高，沉积速度出现最大值，但继续增加沉积速度将降至零。
所以选择化学镀铜的稳定剂必须互相搭配和严格控制其含量。
5.改善镀层性质的添加剂 化学镀铜的脆性可能由氢泡和氧化亚铜的夹杂所致，因此加入前述的稳定剂，防止氧化亚铜进入镀层可提高镀层的韧性。在有些配方中还加入非离子型或阴离子型的表面活性剂， 例如聚乙二醇（M=1000）、聚氧乙烯烷基酚醚等。有利于氢气的排放，防止镀层氢脆。这类高分子化合物还可吸附于镀液中的铜微粒上，使之失去催化活性，所以它们同时也是稳定剂，其量不能多，以免“毒化”催化表面。
6.附加盐 氢氧化钠是造就化学镀铜的碱性条件，是速度控制因素，最好的pH值范围是12～13，过低沉积速度下降；过高导致镀液自然分解。另外碱性太强，反应（4）亦加剧。 硫酸镍（或氯化镍）能提高镀层的光泽和加快沉积速度。
7.温度 升高温度，沉积速度显著增加，但镀液稳定性则显著下降。低稳定性镀液宜在室温下工作。为提高速度，加有稳定剂的高速镀铜液中还加有强络合剂，这时可以在较高温度下操作。一般也不应超过70℃，因为康尼查罗反应随温度升高而显著增加。若以22℃时反应速度为1，49℃时为22，60℃为33，这时甲醛的自然消耗大增，导致组分不稳定，沉积速率和镀层质量都难以控制。 在印制电路板的连续生产中，应采用自动控温装置，以确保质量稳定。
8.搅拌 化学镀铜液浓度低，搅拌是必要的。最好使用空气搅拌，使亚铜离子氧化成可溶性的二价铜，可以提高镀液的稳定性。
9.装载量 槽的装载量关系到生产效率和镀液稳定性。装载少，镀液稳定性好，但生产效率低；装载过多，镀液稳定性差，产品合格率亦降低。一般载荷能力为2dm2/L。
10.操作注意事项：为避免镀液过早失效，必须及时除去镀液中出现的固体微粒。为此，宜定期或连续过滤。 化学镀铜最好设有备用槽，以便定期清理沉积在槽壁上的金属沉积物。镀液过滤于备用槽后， 用1：1硝酸浸泡生产槽以溶解金属沉积物。然后用水彻底冲洗干净，槽壁不能用钢丝刷等硬物擦洗，以免磨粗表面。 化学镀铜槽最好用憎水材料（如聚乙烯塑料）制造，并保持内壁平整光滑，这样可降低镀液对槽壁的润湿性，从而减少在其上沉积金属的可能性，延长镀液的使用寿命。 |
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