آبکاری الکترولس مس
تاریخچه ی آبکاری الکترولس به سال 1946 بر میگردد که در آن سال برنر و ریدل آزمایشاتی روی آبکاری الکترو لس نیکل – فسفر انجام دادند. سال بعد آبکاری الکترولس مس توسط نارکوس ارائه شد . اولین کاربرد صنعتی مس الکترولس در اواسط دهه ی پنجاه میلادی با توسعه ی محلول های آبکاری برای برد های مدار چاپی گزارش شده است . محلول های غیر الکتریکی مس که در سال 1957 توسط کاهیل ارائه شد نظیر تکنولوژی امروزی ، حمام تارتارات مس ( Cu2C4H4O6)حاوی فرم آلدئید (HCHO) به عنوان احیا کننده بود . این حمام ها به سختی کنترل می شدند و نسبت به تجزیه ی خود به خود نیز مستعد بودند. در طول سال ها پیشرفت های زیادی در روش های کنترل و قابلیت های محلولی انجام شده است . امروزه حمام خیلی پایدار بوده ، رفتار آن در سیکل های طولانی و شرایط عملیاتی متفاوت قابل پیش بینی است و علاوه بر این رسوبی با خواص فیزیکی عالی و خواص متالوژیکی قابل مقایسه با رسوب ها الکتریکی ایجاد می گردد.
همانطور که می دانیم پوشش الکترولس فلزی یا خود کاتالیتیک ، یک رسوب غیر الکترولیتی از محلول است . حداقل ترکیباتی که برای این منظور لازم هستند عبارتند از : نمک فلز ،و عوامل احیا کننده ی مناسب . شرط دیگر این است که محلول در طول عملیات پایدار بماند تا سطح فعال شده مناسبی تولید شود ( قابل ذکر است که محلول ذکر شده از نظر ترمودینامیکی نا پایدار است ). در حقیقت بعد از فعال شدن سطح ، پوشش دهی اغاز می گردد . خود کاتالیتیک بودن سطح ، واکنش های آبکاری را تقویت می کند.بنابر این طبق تعریف فوق، محلول هایی که خود به خود همه سطوح را می پوشانند نظیر محلول های نقره دهی بر روی آیینه ها و همین طور محلول های آبکاری غوطه وری که رسوب از طریق جانشین شدن فلز نسبتا نجیب به جای فلز کمتر نجیب ایجاد می شود ، به این گروه از محلول ها متعلق نیستند.
هنگامی که آبکاری الکترو لس مس بر روی نمونه های پلاستیکی انجام شد ، باید آنها را با دقت شست و سپس برای انجام آبکاری الکتریکی آماده کرد . اگر امکان آبکاری الکتریکی بلافاصله بعد از آبکاری الکترولس مس وجود نداشت ، می توان نمونه ها را در داخل محلول رقیق EDTA ( دو گرم بر لیتر ) یا محلول آبکاری الکترولس مس رقیق ( 5 تا 10% غلظت معمولی ) چند ساعت نگه داری کرد. اگر زمان طولانی تری نیاز باشد باید نمونه ها را کاملا خشک کرد و در اتمسفر تمیز و خشک و گرم ( خارج از محل آبکاری ) نگهداری کرد .با این روش می توان نمونه ها را به مدذت چند هفته نگه داشت . بهتر است عمل خشک کردن در بخار هوای گرم انجام گردد ، در غیر این صورت باید قطعات را در آب داغ وارد کرده و سپس آب اضافی را از نمونه گرفت و نمونه ها را تا حد امکان خشک کرد . برای جلوگیری از اکسید شدن خشک شدن سریع نمونه ها ضروری است . قبل از این که آبکاری الکتریکی بر روی نمونه ها انجام گردد ، آنها را درون محلول اسید سولفوریک رقیق 10% غوطه ور می کنند تا هرگونه لایه ی اکسیدی از بین برود و سپس کاملا می شویند.
در مقایسه با آبکاری الکتریکی مس ، مس غیر الکتریکی خیلی آرام رسوب می کند و فرآیند آن نیز گران تر است با این حال آبکاری الکترولس نسبت به آبکاری الکتریکی مزایایی دارد که باعث می شود ، در بعضی موارد آبکاری الکترولس روش انتخابی باشد ، مس آبکاری شده توسط روش غیر الکتریکی صرف نظر از شکل و اندازه ، همه سطوح را به صورت یکنواخت می پوشاند ، قدرت پرتابی آن 100% است ، روی سطوح غیر هادی یا سطوح هادی که در تداوم یا پیوستگی الکتریکی سهمی ندارند رسوب می کند ، همزمان می توان تعداد زیادی از قطعات را مورد عملیات قرار داد.
آبکاری الکترولس مس ارزان و عمر آن طولانی است و اگر به دقت کنترل شود عمر حمام آن افزایش نیز می یابد، به طوری که برای هفته ها یا ماه ها می توان با اصلاح یا تقویت محلول از آن استفاده کرد .محلول های الکترولس مس بر اساس فرمول فهلینگ است.و شامل سولفات یا نیترات مس است که تامین کننده ی یون مس در محلول می باشد. از نمک راشل به عنوان عامل کمپلکس کننده در محلول استفاده می شود. گاهی از عوامل کمپلکس کننده ی آلی نیز استفاده می شود. همچنین به یک عامل احیا کننده در حمام نیاز است که از فرم آلدئید می توان استفاده نمود و سود سوز آور را نیز به عنوان تنظیم کننده ی PH به کار می برند. محدوده PH برای آبکاری الکترو لس مس بین 11 تا 12.5 می باشد . از کربنات سدیم به عنوان عامل بافری در حمام جهت جلو گیری از تغییر ناگهانی PH می توان استفاده کرد. یکی دیگر از اجزای مهم محلول پایدار کننده است که از تجزیه ی سریع محلول و از آزاد شدن فلز در خود محلول جلوگیری می کند.از پایدار کننده های مهم می توان مرکاپتابنزول ، تیو اوره ، پنتا اکسید وانادیم و ترکیبات سیلیسیم را نام برد.
معمولا مس محلول ابکاری الکترولس نسبتا کم است. در فرآیند های عملی این مقدار بین 1.5 تا 6 گرم بر لیتر است .در حالت تئوری 1 گرم مس حدود 30 تا 50 دسی متر مربع را می تواند پوشش دهد ولی در شرایط عملی تنها 60 تا 70% این مقدار قابل دسترسی است.افزایش میزان غلظت مس در محلول اگر چه سرعت رسوب را افزایش می دهد ، ولی سرعت تجزیه ی محلول را نیز افزایش می دهد .
