無電鍍又稱之為化學鍍(chemical plating)或自身催化電鍍(autocatalytic
plating)。無電鍍是指於水溶液中之金屬離子被在控制之環境下,予以化學還元
,而不需電力鍍在基材(s
plating)。無電鍍是指於水溶液中之金屬離子被在控制之環境下,予以化學還元
,而不需電力鍍在基材(s
無電鍍(Electroless Plating)
無電鍍又稱之為化學鍍(chemical plating)或自身催化電鍍(autocatalytic
plating)。無電鍍是指於水溶液中之金屬離子被在控制之環境下,予以化學還元
,而不需電力鍍在基材(substrate)上。ASTM B374之標準定義為 Autocatalytic
plating -〝deposition of a metallic coating by a controlled chemical
reduction that is catalyzed by the metal or alloy being deposited〞。其
過程(process)不同於浸鍍(immersion plating),它的金屬鍍層是連續的(continu-
ous)、自身具有催化性的(autocatalytic)。
14.2 無電鍍的特性
優點:
1. 鍍層非常均勻,也就是均一性(throwing power)非常好,因它沒有電流分佈
不均的困難,鍍件內外都顯出均勻,銳邊及角等節狀鍍層(nodular deposits
)情形可完全消除。
2.鍍層孔率較少,其耐蝕性比電鍍為佳。
3.電源、電器接線、導電棒、匯流及電器儀錶都可省略,減少裝架及各種附屬
設備。
4 可鍍在非導體上(需做適當前處理)。
5 鍍層具有獨特的物理、化學、機械性質及磁性。
6 複合鍍層(co-deposit),多元合金(polyalloy)可形成。
7 密著性、耐磨性良好。
8操作較簡單。
9精密零件、管子、深孔內部可完全鍍上。應用在如軸心、半導體製造。
10製品與導體接觸也可完全鍍上。
缺點:
1.價格較貴。
2.鍍層厚度受限制(理論上應無限制)。
3.工業上應用較多、裝飾性光澤較不易達成。
應用:
1. 非導體的電鍍,如塑膠電鍍。
2. 精密零件,如軸心。
3. 半導體、印刷電路板、電子零件。
4. 須特別耐蝕的化學機械零件,如管件內部。
5. 複合、多元合金鍍層製作。
14.3 無電鍍浴的組成及其作用
1.金屬離子(metal ions)為鍍層金屬的來源。
2.還元劑(reducing agent): 將金屬離子還原成金屬。
3. 催化劑(catalyst):使基材表面具有催化性。
4.錯合劑(complexing agent):防止氫氧化物沈澱、調節析出速率、防止鍍浴
分解,使鍍浴安定。
5. 安定劑(stabilizer):吸著微粒雜質防止鍍浴自然分解,以延長鍍浴壽命。
6. 緩衝劑(buffer):控制pH值在操作範圍內。
7.潤濕劑(wetting agent):使表面作用良好。
8.光澤劑(brightener):使鍍層具有良好光澤性。
14.4 無電鍍浴配方的要件
1.還元劑的氧化還元電位必須足以還元金屬離子,使金屬析出。
2.鍍浴需安定,在未使用時需不起作用,只有在催化性的鍍件表面接觸時才迅
速開始作用析出金屬鍍層。
3.析出速率要能被控制、pH值,溫度能調節析出速率。
4.析出的金屬須具有催化作用,以進行自身催化電鍍,鍍層才能連續形成,以
達到所需之鍍層厚度。
5.鍍浴反應生成物須不妨磚鍍浴的功能,鍍浴的壽命才能長久。
6.化學藥品的成本,要選擇便宜適用的原料。
14.6 無電鍍鎳(Electroless Nickel)
無電鍍鎳可鍍上各種形狀的鍍件,包括金屬程非金屬,應用於導彈零件、電
子零件、鑄模,鍍層厚度約在0.002〞~0.005〞。成本約為電鍍的2~3倍,主要
應用於工業上,不具高度光澤,不適作裝飾。
14.6.1 無電鍍鎳鍍浴配方的種類
(1) 鹼性,鎳磷無電鍍鎳浴(Alkaline, Nickel-Phosphorus)。
(2) 酸性,鎳磷無電鍍鎳浴(Acid, Nickel-Phosphorus)。
(3) 鹼性,鎳硼無電鍍鎳浴(Alkaline, Nickel-Boron)。
(4) 酸性,鎳硼無電鍍鎳浴(Acid, Nickel-Boron)。
最常用還元劑(reducing agent)為次磷酸鈉鹽(Sodium Hypophosphite)其他
的有DBAB(n-Dimthylamine Borane),DEAB(n-Diethylamine Borane),氫硼化鈉
(Sodium Borohydride ),聯胺(Hydrazine)。
14.6.2 鹼性鎳-磷無電鍍鎳鍍浴
此浴操作溫度較低,常用於塑膠電鍍,鍍層有良好的焊接性(soiderability)
應用在電子工業。溫度低可省能源,但耐蝕性(corrosion protection),附著性(
adhesion)在鋼鐵鍍件上較差。因pH高對鋁質基材處理有困難。未做熱處理的鍍層
硬度約700VHN,含2%磷。磷的成份可由溫度來調整。其配方組成如下:
例1 高溫鹼性鎳-磷無電鍍鎳浴(High-Temperature, Alkaline, Electroless
Nickel-phosphorous Bath)。
酸性鎳磷無電鍍鎳鍍浴(Acid Nickel- Phosphorous Electroless Bath)
鍍層含有 88~94%Ni及 6~12%P,操作溫度 77~93℃,pH4.4~5.2,還
元劑通常用次磷酸鈉。pH是控制鍍層 P的含量,一般 pH較高,P含量較少,鍍層
性質因而有所改變,低 P含量比高 P含量的鍍層耐蝕性較差。P含量大於 8%則
鍍層不含磁性。未經處理的鍍層硬度 500~600VHN,經1小時,400℃烘烤後處理
(post-heat-treatment)硬度可達 950 VHN,氫脆 (Hydrogen Embrittlement)可
加熱 116℃加以消除。後處理之烘焙 (post-baking)對鍍層的結晶結構有顯著影
響,硬度、耐蝕性、耐磨性、磁性、附著性、張力強度 (tensile strength)及
電導性(electrical conductivity)。鍍層在250℃以上大氣中會變色(discolor)
,為了防止失色可在真空或鈍氣(lnert),還元氣體中熱處理。鍍層厚度一般在
2.5~250μm。
鹼性鎳硼無電鍍鎳鍍浴(Alkaline Nickel- Boron Electroless Bath)
鹼性鎳硼浴用硼氫化鈉(Sodium Borohydride)強還元劑。所得的鍍層5~6%
硼,94~95%鎳。此浴比較不安定,pH低於12則鍍浴會自行分解。浴溫在90~95
℃,pH操作範圍在12~14。鍍層經400℃1小時後熱處理(post-heat treatment)
其硬度可達1200VHN,未經處理的鍍層硬度為650~750VHN。
酸性鎳硼無電鍍鎳鍍浴(Acid Nickel-Boron Electroless Bath)
此浴將DMAB或DEAM還元出硼,硼含量在0.1~0.4%,硼含量低於1%,則焊
接性良好。浴溫在65~77℃,pH在4.8~7.5,其鍍層之熔點很高,約在1350℃。
14.6.7 無電鍍鎳作業
無電鍍前要考慮各種不同基材的各項清潔手續,清潔及活性化均需確實做好
。鍍槽用不銹鋼做成並用 F號的人造橡皮做襯裡。浴溫加熱控制適當溫度,必需
有良好攪拌,更需不斷的過濾及補充化學藥品,以維持鍍浴功能及電鍍速率。有
機物雜質影響很嚴重,使電鍍效率大量降低,甚至停止,金屬雜質如
無電鍍又稱之為化學鍍(chemical plating)或自身催化電鍍(autocatalytic
plating)。無電鍍是指於水溶液中之金屬離子被在控制之環境下,予以化學還元
,而不需電力鍍在基材(substrate)上。ASTM B374之標準定義為 Autocatalytic
plating -〝deposition of a metallic coating by a controlled chemical
reduction that is catalyzed by the metal or alloy being deposited〞。其
過程(process)不同於浸鍍(immersion plating),它的金屬鍍層是連續的(continu-
ous)、自身具有催化性的(autocatalytic)。
14.2 無電鍍的特性
優點:
1. 鍍層非常均勻,也就是均一性(throwing power)非常好,因它沒有電流分佈
不均的困難,鍍件內外都顯出均勻,銳邊及角等節狀鍍層(nodular deposits
)情形可完全消除。
2.鍍層孔率較少,其耐蝕性比電鍍為佳。
3.電源、電器接線、導電棒、匯流及電器儀錶都可省略,減少裝架及各種附屬
設備。
4 可鍍在非導體上(需做適當前處理)。
5 鍍層具有獨特的物理、化學、機械性質及磁性。
6 複合鍍層(co-deposit),多元合金(polyalloy)可形成。
7 密著性、耐磨性良好。
8操作較簡單。
9精密零件、管子、深孔內部可完全鍍上。應用在如軸心、半導體製造。
10製品與導體接觸也可完全鍍上。
缺點:
1.價格較貴。
2.鍍層厚度受限制(理論上應無限制)。
3.工業上應用較多、裝飾性光澤較不易達成。
應用:
1. 非導體的電鍍,如塑膠電鍍。
2. 精密零件,如軸心。
3. 半導體、印刷電路板、電子零件。
4. 須特別耐蝕的化學機械零件,如管件內部。
5. 複合、多元合金鍍層製作。
14.3 無電鍍浴的組成及其作用
1.金屬離子(metal ions)為鍍層金屬的來源。
2.還元劑(reducing agent): 將金屬離子還原成金屬。
3. 催化劑(catalyst):使基材表面具有催化性。
4.錯合劑(complexing agent):防止氫氧化物沈澱、調節析出速率、防止鍍浴
分解,使鍍浴安定。
5. 安定劑(stabilizer):吸著微粒雜質防止鍍浴自然分解,以延長鍍浴壽命。
6. 緩衝劑(buffer):控制pH值在操作範圍內。
7.潤濕劑(wetting agent):使表面作用良好。
8.光澤劑(brightener):使鍍層具有良好光澤性。
14.4 無電鍍浴配方的要件
1.還元劑的氧化還元電位必須足以還元金屬離子,使金屬析出。
2.鍍浴需安定,在未使用時需不起作用,只有在催化性的鍍件表面接觸時才迅
速開始作用析出金屬鍍層。
3.析出速率要能被控制、pH值,溫度能調節析出速率。
4.析出的金屬須具有催化作用,以進行自身催化電鍍,鍍層才能連續形成,以
達到所需之鍍層厚度。
5.鍍浴反應生成物須不妨磚鍍浴的功能,鍍浴的壽命才能長久。
6.化學藥品的成本,要選擇便宜適用的原料。
14.6 無電鍍鎳(Electroless Nickel)
無電鍍鎳可鍍上各種形狀的鍍件,包括金屬程非金屬,應用於導彈零件、電
子零件、鑄模,鍍層厚度約在0.002〞~0.005〞。成本約為電鍍的2~3倍,主要
應用於工業上,不具高度光澤,不適作裝飾。
14.6.1 無電鍍鎳鍍浴配方的種類
(1) 鹼性,鎳磷無電鍍鎳浴(Alkaline, Nickel-Phosphorus)。
(2) 酸性,鎳磷無電鍍鎳浴(Acid, Nickel-Phosphorus)。
(3) 鹼性,鎳硼無電鍍鎳浴(Alkaline, Nickel-Boron)。
(4) 酸性,鎳硼無電鍍鎳浴(Acid, Nickel-Boron)。
最常用還元劑(reducing agent)為次磷酸鈉鹽(Sodium Hypophosphite)其他
的有DBAB(n-Dimthylamine Borane),DEAB(n-Diethylamine Borane),氫硼化鈉
(Sodium Borohydride ),聯胺(Hydrazine)。
14.6.2 鹼性鎳-磷無電鍍鎳鍍浴
此浴操作溫度較低,常用於塑膠電鍍,鍍層有良好的焊接性(soiderability)
應用在電子工業。溫度低可省能源,但耐蝕性(corrosion protection),附著性(
adhesion)在鋼鐵鍍件上較差。因pH高對鋁質基材處理有困難。未做熱處理的鍍層
硬度約700VHN,含2%磷。磷的成份可由溫度來調整。其配方組成如下:
例1 高溫鹼性鎳-磷無電鍍鎳浴(High-Temperature, Alkaline, Electroless
Nickel-phosphorous Bath)。
酸性鎳磷無電鍍鎳鍍浴(Acid Nickel- Phosphorous Electroless Bath)
鍍層含有 88~94%Ni及 6~12%P,操作溫度 77~93℃,pH4.4~5.2,還
元劑通常用次磷酸鈉。pH是控制鍍層 P的含量,一般 pH較高,P含量較少,鍍層
性質因而有所改變,低 P含量比高 P含量的鍍層耐蝕性較差。P含量大於 8%則
鍍層不含磁性。未經處理的鍍層硬度 500~600VHN,經1小時,400℃烘烤後處理
(post-heat-treatment)硬度可達 950 VHN,氫脆 (Hydrogen Embrittlement)可
加熱 116℃加以消除。後處理之烘焙 (post-baking)對鍍層的結晶結構有顯著影
響,硬度、耐蝕性、耐磨性、磁性、附著性、張力強度 (tensile strength)及
電導性(electrical conductivity)。鍍層在250℃以上大氣中會變色(discolor)
,為了防止失色可在真空或鈍氣(lnert),還元氣體中熱處理。鍍層厚度一般在
2.5~250μm。
鹼性鎳硼無電鍍鎳鍍浴(Alkaline Nickel- Boron Electroless Bath)
鹼性鎳硼浴用硼氫化鈉(Sodium Borohydride)強還元劑。所得的鍍層5~6%
硼,94~95%鎳。此浴比較不安定,pH低於12則鍍浴會自行分解。浴溫在90~95
℃,pH操作範圍在12~14。鍍層經400℃1小時後熱處理(post-heat treatment)
其硬度可達1200VHN,未經處理的鍍層硬度為650~750VHN。
酸性鎳硼無電鍍鎳鍍浴(Acid Nickel-Boron Electroless Bath)
此浴將DMAB或DEAM還元出硼,硼含量在0.1~0.4%,硼含量低於1%,則焊
接性良好。浴溫在65~77℃,pH在4.8~7.5,其鍍層之熔點很高,約在1350℃。
14.6.7 無電鍍鎳作業
無電鍍前要考慮各種不同基材的各項清潔手續,清潔及活性化均需確實做好
。鍍槽用不銹鋼做成並用 F號的人造橡皮做襯裡。浴溫加熱控制適當溫度,必需
有良好攪拌,更需不斷的過濾及補充化學藥品,以維持鍍浴功能及電鍍速率。有
機物雜質影響很嚴重,使電鍍效率大量降低,甚至停止,金屬雜質如







