專利名稱：一種高性能光盤讀取頭用合金懸絲鍍銀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，特別涉及一種電子元器件用金屬功能材料，用于高性
能的光學(xué)讀取設(shè)備。
背景技術(shù)：
在光盤系統(tǒng)中，光學(xué)讀取頭將光盤上存儲的數(shù)據(jù)或音視頻信息轉(zhuǎn)換為電信號，是 光盤系統(tǒng)中的核心部件，是實(shí)現(xiàn)光盤信息讀取的關(guān)鍵部件。光學(xué)頭技術(shù)是光盤系統(tǒng)的基礎(chǔ) 技術(shù)，光學(xué)頭產(chǎn)業(yè)關(guān)系到整個光盤產(chǎn)業(yè)的興衰。我國企業(yè)每年所生產(chǎn)的光學(xué)頭約占世界產(chǎn) 量的75 80% ，達(dá)到3 4億只/年，工業(yè)總產(chǎn)值約為150億 200億。隨著DVD的日益 普及，預(yù)計未來5 10年我國光學(xué)頭的產(chǎn)值將以20%左右的速度增長。
多維力矩器是高密度光盤光學(xué)讀取頭的關(guān)鍵組件，懸絲與物鏡及其支架組成了力 矩器的可動部分，其性能決定了力矩器的動態(tài)特性，如靈敏度、線性度、系統(tǒng)帶寬、耦合特 性、穩(wěn)定性和抗干擾性等，這些特性都直接決定著光學(xué)頭能否進(jìn)行高質(zhì)量的信號讀寫。目前 由于高清讀取設(shè)備的問世，對懸絲的性能提出了更高的要求。 光盤讀取頭用的高性能合金懸絲前期已取得了一定的進(jìn)展，通過銅材料提純、添 加Ce、Ni等合金元素、實(shí)效處理等工藝，獲得了高彈性、耐疲勞的懸絲(CN :100500899C)。然 而，為獲得高導(dǎo)電性、良好的可焊性、耐高溫以及良好的循跡特性、高靈敏度等性能要求，合 金懸絲的進(jìn)一步處理尚未得到良好的解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保、高效的光盤讀取頭用高性能合金懸絲的化學(xué)鍍銀 方法。該方法不同于以往的氰化電鍍銀方法，沒有毒性物質(zhì)，而且沒有電鍍工藝的環(huán)境污 染問題；另外，由于采用化學(xué)方法，沒有電力線分布均勻與否的影響，鍍層厚度均勻，結(jié)合力 好，是一種高效的制備方法，適合于工業(yè)化批量生產(chǎn)。 —種高性能光盤讀取頭用合金懸絲鍍銀的方法，主要包括懸絲(銅合金絲)鍍前 預(yù)處理、化學(xué)鍍銀、鍍后后處理等幾個方面工藝步驟如下 A :基體表面預(yù)處理將銅絲加入到丙酮中超聲除油清洗，然后浸入酸溶液中進(jìn)行 酸洗去除氧化皮，之后去離子水超聲清洗；酸洗之后對銅絲進(jìn)行敏化處理，敏化溶液為氯化 亞錫溶液，敏化后進(jìn)行活化處理，活化溶液為氯化鈀溶液； B :化學(xué)鍍銀配制一定量的還原劑溶液和銀鹽溶液，將A步驟處理好的銅 絲正確懸置在還原劑溶液中，加入銀鹽溶液，常溫下靜置反應(yīng)一定時間，最終在銅
絲表面形成包覆完整、致密的銀； C :鍍后處理施鍍反應(yīng)過后，將銅絲取出，放入去離子水中在超聲波作用下徹底
清洗，然后用無水乙醇清洗，干燥過后即得到所制備的樣品。 1、表面預(yù)處理 a、表面除油丙酮超聲波清洗20分鐘，去離子水超聲清洗10分鐘。
b、酸洗除氧化物將銅絲浸入l : l濃硝酸溶液中1 5分鐘，去除銅絲表面的氧 化物，然后去離子水超聲清洗； c、敏化處理將銅絲浸入氯化亞錫稀鹽酸溶液(SnCl2. H20 :30g/L ;HC1 : 17mL/100mL)40 60分鐘，去離子水超聲清洗； d、活化處理將銅絲浸入氯化鈀稀鹽酸溶液(PdCl2 :0. 5g/L ;HC1 :
17mL/100mL) 20 40分鐘，去離子水超聲清洗；
2、化學(xué)鍍銀
a、還原溶液配制 實(shí)驗(yàn)所用還原劑為葡萄糖溶液。常溫下，稱取30 60g/L葡萄糖、5 15g/L酒石 酸、0. 5 3g/L十二烷基苯磺酸鈉溶于離子水中，玻璃棒攪拌使固體完全溶解，在加熱臺上 加熱溶液至8(TC左右，然后冷卻至室溫。然后用量筒量取10 30ml/L乙醇加入到還原溶 液中，攪拌均勻，放置備用。
b、銀鹽溶液配制 常溫下，稱取15 40g/L無色透明的AgN03晶體溶解于去離子水中，待晶體完全溶 解后，逐滴滴加氨水，出現(xiàn)棕色絮狀的沉淀后，繼續(xù)滴加氨水，沉淀逐漸溶解，直至溶液又恢 復(fù)透明時，停止滴加氨水。稱取15 30g/L氫氧化鈉固體加入到溶液中，有黑色沉淀產(chǎn)生， 然后慢慢滴加氨水，直到沉淀完全溶解溶液再次變澄清，停止滴加氨水，攪拌均勻，
c、溶液混合，反應(yīng)鍍銀 配制好的還原溶液加入到燒杯中，將已處理好的銅絲正確懸置在溶液中，迅速加 入銀氨溶液，常溫下靜置反應(yīng)，反應(yīng)時間10 60分鐘。
3、鍍后后處理 a、銅絲在鍍液中取出后，迅速去離子水超聲清洗，去除表面殘留的鍍液；
b、無水乙醇超聲波清洗，去除表面殘留的去離子水；
c、干燥備用。 按上述方法制得的鍍銀銅絲，可獲得良好的導(dǎo)電性、可焊性及耐高溫、抗氧化等優(yōu) 良特性，符合高性能光學(xué)讀取頭用懸絲的使用要求。而采用傳統(tǒng)的鍍銀方法，在此銅合金懸 絲上制得的鍍銀層不連續(xù)，與基體之間易有氧化物，結(jié)合力低，導(dǎo)電性和導(dǎo)電性差，無法滿 足光學(xué)讀取頭的使用要求。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提供了一種環(huán)保、高效的光盤讀取頭用高性能合金懸絲的化 學(xué)鍍銀方法。不同于以往的氰化電鍍銀方法，該方法中沒有毒性物質(zhì)，而且不存在電鍍工藝 的環(huán)境污染問題，是一種環(huán)保的工藝方法；另外，由于采用化學(xué)方法，沒有電鍍工藝中電力 線分布均勻與否的影響，鍍層厚度均勻，結(jié)合力好，沉積效率高，適合于大規(guī)模的工業(yè)化生 產(chǎn)。制備出的鍍銀銅絲滿足高性能光學(xué)讀取頭力矩器用高品質(zhì)懸絲的應(yīng)用要求。


圖1是銅絲表面鍍銀后的橫截面(Cross-sectional)掃描電鏡(FE-SEM)圖。
圖2是對銅絲表面鍍銀(Ag)層的EDS能譜成分圖。
圖1、圖2表明銅絲表面為純Ag層，厚度為1.5iim。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 : 將丙酮清洗過的銅絲放入質(zhì)量濃度為32% 34%的硝酸溶液中，在室溫下酸洗 約lmin，然后用去離子水超聲清洗。將銅絲放入敏化溶液中進(jìn)行敏化處理，敏化20min，敏 化液濃度為SnCl2. H20 :30g/L ;HC1 :17mL/100mL。去離子水清洗后放入活化溶液中進(jìn)行活 化處理，活化lOmin，活化液濃度為PdCl2 :0. 5g/L ;HC1 :17mL/100mL。在一燒杯中，室溫下 將3. Og葡萄糖、0. 5g酒石酸、0. 2g十二烷基苯磺酸鈉溶于90mL去離子水中，加熱溶液至 8(TC左右，冷卻至室溫。然后用量筒量取10mL無水乙醇加入到溶液中，配制成還原溶液。 在另一燒杯中將1. 5g硝酸銀溶于60mL去離子水中，攪拌下逐滴加入氨水，至生成的沉淀恰 好完全溶解，溶液變得澄清透明。稱取2. Og氫氧化鈉固體加入到溶液中，有黑色沉淀產(chǎn)生， 滴加氨水直到沉淀完全溶解溶液再次變澄清，攪拌均勻，配制成銀氨溶液。配制好的還原溶 液移入400mL燒杯中，將已處理好的銅絲正確懸置在溶液中，加入銀氨溶液，室溫下靜置反 應(yīng)，反應(yīng)10min后，用去離子水清洗，無水乙醇超聲清洗，自然干燥。
實(shí)施例2 : 將丙酮清洗過的銅絲放入質(zhì)量濃度為32% 34%的硝酸溶液中，在室溫下酸洗 約lmin，然后用去離子水超聲清洗。將銅絲放入敏化溶液中進(jìn)行敏化處理，敏化20min，敏 化液濃度為SnCl2. H20 :30g/L ;HC1 :17mL/100mL。去離子水清洗后放入活化溶液中進(jìn)行活 化，活化10min，活化液濃度為PdCl2 :0. 5g/L ;HC1 :17mL/100mL在一燒杯中，室溫下將4. Og 葡萄糖、0. 7g酒石酸、0. 5g聚乙二醇溶于90mL去離子水中，加熱溶液至8(TC左右，冷卻至室 溫。然后用量筒量取10mL無水乙醇加入到溶液中，配制成還原溶液。在另一燒杯中將2. Og 硝酸銀溶于60mL去離子水中，攪拌下逐滴加入氨水，至生成的沉淀恰好完全溶解，溶液變 得澄清透明。稱取2.0g氫氧化鈉固體加入到溶液中，有黑色沉淀產(chǎn)生，滴加氨水直到沉淀 完全溶解溶液再次變澄清，攪拌均勻，配制成銀氨溶液。配制好的還原溶液移入400mL燒杯 中，將已處理好的銅絲正確懸置在溶液中，加入銀氨溶液，室溫下靜置反應(yīng)，反應(yīng)20min后， 用去離子水清洗，無水乙醇超聲清洗，自然干燥。
實(shí)施例3 : 將丙酮清洗過的銅絲放入質(zhì)量濃度為32% 34%的硝酸溶液中，在室溫下酸洗 約lmin，然后用去離子水超聲清洗。將銅絲放入敏化溶液中進(jìn)行敏化處理，敏化20min，敏 化液濃度為SnCl2. H20 :30g/L ;HC1 :17mL/100mL。去離子水清洗后放入活化溶液中進(jìn)行 活化，活化10min，活化液濃度為PdCl2 :0. 5g/L ;HC1 :17mL/100mL。在一燒杯中，室溫下將 6. Og葡萄糖、1. Og酒石酸、0. 5g十二烷基苯磺酸鈉溶于90mL去離子水中，加熱溶液至80°C 左右，冷卻至室溫。然后用量筒量取lOmL無水乙醇加入到溶液中，配制成還原溶液。在另一 燒杯中將3. Og硝酸銀溶于60mL去離子水中，攪拌下逐滴加入氨水，至生成的沉淀恰好完全 溶解，溶液變得澄清透明。稱取2. Og氫氧化鈉固體加入到溶液中，有黑色沉淀產(chǎn)生，滴加氨 水直到沉淀完全溶解溶液再次變澄清，攪拌均勻，配制成銀氨溶液。配制好的還原溶液移入 400mL燒杯中，將已處理好的銅絲正確懸置在溶液中，加入銀氨溶液，室溫下靜置反應(yīng)，反應(yīng) 15min后，用去離子水清洗，無水乙醇超聲清洗，自然干燥。
實(shí)施例4 : 將丙酮清洗過的銅絲放入質(zhì)量濃度為32% 34%的硝酸溶液中，在室溫下酸洗約lmin，然后用去離子水超聲清洗。將銅絲放入敏化溶液中進(jìn)行敏化處理，敏化20min，敏 化液濃度為SnCl2. H20 :30g/L ;HC1 :17mL/100mL。去離子水清洗后放入活化溶液中進(jìn)行 活化，活化lOmin，活化液濃度為PdCl2 :0. 5g/L ;HC1 :17mL/100mL。在一燒杯中，室溫下將 4. Og葡萄糖、0. 7g酒石酸、0. 8g十聚乙二醇溶于90mL去離子水中，加熱溶液至8(TC左右， 冷卻至室溫。然后用量筒量取lOmL無水乙醇加入到溶液中，配制成還原溶液。在另一燒杯 中將4. Og硝酸銀溶于lOOmL去離子水中，攪拌下逐滴加入氨水，至生成的沉淀恰好完全溶 解，溶液變得澄清透明。稱取2. Og氫氧化鈉固體加入到溶液中，有黑色沉淀產(chǎn)生，滴加氨水 直到沉淀完全溶解溶液再次變澄清，攪拌均勻，配制成銀氨溶液。配制好的還原溶液移入 400mL燒杯中，將已處理好的銅絲正確懸置在溶液中，加入銀氨溶液，室溫下靜置反應(yīng)，反應(yīng) 20min后，用去離子水清洗，無水乙醇超聲清洗，自然干燥。
權(quán)利要求
一種高性能光盤讀取頭用合金懸絲鍍銀的方法，其特征是工藝步驟如下A基體表面預(yù)處理將銅絲加入到丙酮中超聲除油清洗，然后浸入酸溶液中進(jìn)行酸洗去除氧化皮，之后去離子水超聲清洗；酸洗之后對銅絲進(jìn)行敏化處理，敏化溶液為氯化亞錫溶液，敏化后進(jìn)行活化處理，活化溶液為氯化鈀溶液；B化學(xué)鍍銀配制一定量的還原劑溶液和銀鹽溶液，將A步驟處理好的銅絲正確懸置在還原劑溶液中，加入銀鹽溶液，常溫下靜置反應(yīng)一定時間，最終在銅絲表面形成包覆完整、致密的銀；C鍍后處理施鍍反應(yīng)過后，將銅絲取出，放入去離子水中在超聲波作用下徹底清洗，然后用無水乙醇清洗，干燥過后即得到所制備的樣品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能光盤讀取頭用合金懸絲鍍銀的方法，其特征是所用的 基體材料為銅合金，其成分重量百分比為Be :0. 5% 5%、 Ni :0. 1% 3%、 Co :0. 1% 3%、Ag :0. 05% l%、Ce :0. 05% 1%、其余為銅。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能光盤讀取頭用合金懸絲鍍銀的方法，其特征在于步驟A所述的酸溶液為硝酸溶液，硝酸溶液的質(zhì)量濃度為30% 45%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能光盤讀取頭用合金懸絲鍍銀的方法，其特征在于步驟 A所述的酸洗時間為1 5min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能光盤讀取頭用合金懸絲鍍銀的方法，其特征是步驟B 所述銀鹽溶液按如下要求配制在燒杯中配制一定濃度的AgN03溶液，逐滴滴加氨水，至生 成的沉淀恰好完全溶解溶液變成澄清透明，加入一定量的堿性固體顆粒，產(chǎn)生沉淀后滴加 氨水至溶液再次變?yōu)槌吻逋该?；所用的硝酸銀溶液濃度范圍為15 40g/L，所加入的堿性 固體顆粒為氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能光盤讀取頭用合金懸絲鍍銀的方法，其特征是步驟B 所述的還原劑為葡萄糖、甲醛或肼中的一種，還原劑的濃度為30 60g/L。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能光盤讀取頭用合金懸絲鍍銀的方法，其特征是步驟B 所述還原劑溶液中加入酒石酸、穩(wěn)定劑和表面活性劑；穩(wěn)定劑為無水乙醇或硫脲中的一種， 表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇或明膠中的一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能光盤讀取頭用合金懸絲鍍銀的方法，其特征是步驟B 所述的反應(yīng)時間為10 60min。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高性能光盤讀取頭用合金懸絲鍍銀的方法，屬于金屬材料領(lǐng)域，特別涉及一種電子元器件用金屬功能材料，用于高性能的光學(xué)讀取設(shè)備。通過表面除油、酸洗除氧化物、敏化、活化等預(yù)處理后，配制銀鹽溶液和還原溶液，通過化學(xué)反應(yīng)在合金懸絲表面鍍得銀層。按該方法制得的鍍銀銅絲，可獲得良好的導(dǎo)電性、可焊性及耐高溫、抗氧化等優(yōu)良特性，符合高性能光學(xué)讀取頭用懸絲的使用要求。本發(fā)明方法中沒有毒性物質(zhì)，而且不存在電鍍工藝的環(huán)境污染問題，沒有電鍍工藝中電力線分布均勻與否的影響，鍍層厚度均勻，結(jié)合力好，沉積效率高，適合于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。制備出的鍍銀銅絲滿足高性能光學(xué)讀取頭力矩器用高品質(zhì)懸絲的應(yīng)用要求。
文檔編號C23C18/44GK101736334SQ20101003418
公開日2010年6月16日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者于廣華, 吳蘭鷹, 王海成, 王立錦, 龔占雙 申請人:北京科技大學(xué)