本發(fā)明涉及表面化學(xué)處理技術(shù),更具體是一種在金屬銅表面化學(xué)鍍鎳的前處理活化液及工藝。
背景技術(shù):
化學(xué)鍍鎳層具有優(yōu)秀的均勻性、硬度、耐磨和耐蝕性等綜合物理化學(xué)性能,該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)得到廣泛使用,在航空航天工業(yè)、汽車工業(yè)、電子計(jì)算機(jī)工業(yè)、食品工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、石油工業(yè)、塑料工業(yè)、印刷工業(yè)以及閥門制等等均有不同比例的應(yīng)用。以電子設(shè)備中印刷電路板制造過程為例,經(jīng)常應(yīng)用的表面處理流程是ENIG過程(化學(xué)鍍鎳浸金)和化學(xué)鍍鎳鈀金過程。在這兩種類型的過程中,印刷電路板表面銅線路均需要經(jīng)過活化處理,才能夠進(jìn)行后續(xù)化學(xué)沉積鎳以及鍍鈀或鍍金的過程。因?yàn)殂~是次磷酸化學(xué)鍍鎳的非催化活性金屬。同樣,在裝飾性銅件以及非金屬表面化學(xué)鍍銅、電鍍銅后需要化學(xué)鍍鎳處理的材料,均需要經(jīng)過活化處理才能夠進(jìn)行加工。在目前生產(chǎn)中,利用離子鈀進(jìn)行活化是較為方便快捷的處理方法。離子鈀活化處理容易在化學(xué)鍍鎳中出現(xiàn)漏鍍或溢鍍現(xiàn)象,專利EP2233609A1及專利CN1222636C通過把活化后進(jìn)行后處理的方法來避免鍍鎳中溢鍍現(xiàn)象。專利US005219815A介紹了一種低侵蝕含氨活化液,其組成以鹵化氨及氯化鈀為主,添加少量氯化釕提高活化效果。其特點(diǎn)是濃度較高的氨鹽為溶液提供了高穩(wěn)定性,溶液使用溫度、酸度可在較大范圍內(nèi)調(diào)整。但是其使用的貴金屬濃度較高,提高了生產(chǎn)成本。為了降低生產(chǎn)成本,在無鈀活化方面,近年來也有諸多研究,如專利CN102747345B提供了一種通過浸鎳活化在PCB銅電路表面化學(xué)鍍鎳的方法,其特點(diǎn)是使用置換浸鎳的方法來活化銅表面。但是其在節(jié)約原料成本的同時(shí)增加了反應(yīng)溫度及生產(chǎn)步驟。因此,開發(fā)低成本的對(duì)銅表面化學(xué)鍍鎳進(jìn)行活化的方法具有迫切的需求,對(duì)銅表面化學(xué)鍍鎳應(yīng)用行業(yè)具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有銅表面化學(xué)鍍鎳活化技術(shù)成本較高或工序繁瑣的弊端提供一種銅表面化學(xué)鍍鎳用超低濃度離子鈀活化液。本發(fā)明的另一目的是提供一種銅表面化學(xué)鍍鎳用超低濃度離子鈀活化工藝。本發(fā)明是采用如下技術(shù)解決方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:一種銅表面化學(xué)鍍鎳用超低濃度離子鈀活化液,其特征在于,原料組成包括:鈀鹽中鈀離子濃度控制在2~10ppm。對(duì)上述方案進(jìn)一步說明,所述鈀鹽為:硫酸鈀、氯化鈀、二氯四氨合鈀中的一種。所述表面活性劑為:硬脂酸,十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、脂肪酸甘油酯、二乙醇酰胺、烷基磺酸鹽、烷基聚醚、烷基醚羧酸鹽中的一種。所述加速劑包括兩類:一類為硫酸銅、硫酸鐵、過氧化鈉、雙氧水、過硫酸鹽、次氯酸鈉等弱氧化劑中的一種或多種;另一類為醛、甲酸、甲酸鹽、甲酸某酯、葡萄糖、亞硫酸、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽等弱還原劑中的一種或多種。所述穩(wěn)定劑為:蘋果酸、檸檬酸、乳酸、丙酸、羥基乙酸、三乙醇胺、甘氨酸、硫脲、碘化鉀中的一種或多種。一種銅表面化學(xué)鍍鎳用超低濃度離子鈀活化工藝,其特征在于,它包括如下步驟:a、按所述配方配制超低濃度離子鈀活化液,在配制過程中各固體組分分別溶解,將硫酸、表面活性劑、穩(wěn)定劑、鈀鹽依次加入去離子水中,最后加入加速劑,并稀釋到指定濃度;b、配制完成的活化液在室溫下使用;將經(jīng)過除油、微蝕的銅件或覆銅件在活化液中浸漬30s~3min。本發(fā)明采用上述技術(shù)解決方案所能達(dá)到的有益效果是:本發(fā)明使用的鈀離子濃度低,無需加溫、無需活化之后對(duì)非金屬表面進(jìn)行保護(hù)處理,適用于各種銅基材化學(xué)鍍鎳或化學(xué)鍍鎳合金。具體實(shí)施方式本發(fā)明一種銅表面化學(xué)鍍鎳用超低濃度離子鈀活化液,原料組成包括:活化液組成所述鈀鹽均為水溶性無機(jī)鹽,鈀鹽用量直接關(guān)系到生產(chǎn)的成本及活化液的穩(wěn)定性,鈀鹽濃度太低容易造成部分銅表面活化不足,在鍍鎳過程中出現(xiàn)漏鍍現(xiàn)象;鈀鹽濃度太高容易使活化液不穩(wěn)定,造成鈀離子在非金屬表面的粘附,在鍍鎳過程中就會(huì)出現(xiàn)溢鍍、橋連現(xiàn)象。本發(fā)明中鈀離子濃度控制在2~10ppm即可滿足應(yīng)用需求。所述表面活性劑為硬脂酸,十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、脂肪酸甘油酯、二乙醇酰胺、烷基磺酸鹽、烷基聚醚、烷基醚羧酸鹽中的一種;表面活性劑的選擇會(huì)在一定程度上影響活化效果并對(duì)鍍鎳過程有造成影響,若表面活性劑選擇不當(dāng),或用量過大容易在非金屬表面吸附,并粘附鈀離子造成鍍鎳過程的溢鍍。也可能會(huì)在銅表面形成吸附層,阻礙鈀離子與銅的置換,而表面活性劑用量過少,可能會(huì)造成銅表面潤濕不足,活化效率降低甚至在鍍鎳過程的漏鍍。所述加速劑根據(jù)其作用原理不同分為兩類,一類是硫酸銅、硫酸鐵、過氧化鈉、雙氧水、過硫酸鹽、次氯酸鈉等弱氧化劑中的一種或多種;另一類為醛、甲酸、甲酸鹽、甲酸某酯、葡萄糖、亞硫酸、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽等弱還原劑中的一種或多種;兩類加速劑不能同時(shí)使用,使用弱氧化劑作為加速劑,能夠使金屬銅更容易發(fā)生氧化反應(yīng),變?yōu)殂~離子,使用若還原劑作為加速劑能夠使鈀離子更易還原,在銅形成鈀的活性點(diǎn);由于作用原理不同,兩類加速劑處于同一溶液中容易相互反應(yīng),故使用時(shí)僅選其一。所述穩(wěn)定劑為:蘋果酸、檸檬酸、乳酸、丙酸、羥基乙酸、三乙醇胺、甘氨酸、硫脲、碘化鉀中的一種或多種;穩(wěn)定劑用量不宜過多,過量的穩(wěn)定劑會(huì)嚴(yán)重影響活化液活性,阻礙鈀離子與銅的置換,使鈀離子不能在銅表面還原,造成鍍鎳過程中不起鍍的問題。配制及使用:活化液在配制過程中各固體組分分別溶解,將硫酸、表面活性劑、穩(wěn)定劑、鈀鹽依次加入去離子水中,最后加入加速劑,并稀釋到指定濃度。配制完成的活化液在室溫下即可使用。將經(jīng)過除油、微蝕的銅件或覆銅件在活化液中浸漬30s~3min,取出后經(jīng)過水洗即可在化學(xué)鍍鎳液中施鍍。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明工藝作進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1采用印有不同大小及間距銅線及銅面的玻纖板(PCB玻纖覆銅板)進(jìn)行實(shí)例測(cè)試,以方便觀測(cè)有無漏鍍溢鍍現(xiàn)象。活化液組成:操作流程:板材→除油→水洗→微蝕→水洗→活化→水洗→施鍍。所用除油液為酸性除油液,活化過程條件控制:室溫、無攪拌、時(shí)間為90s。試樣鍍鎳后無溢鍍漏鍍現(xiàn)象。實(shí)施例2活化液液組成:條件控制:室溫,活化時(shí)間2min,攪拌方式:試片移動(dòng)。操作流程同實(shí)施例1。鍍鎳無溢鍍漏鍍現(xiàn)象實(shí)施例3活化液組成:條件控制:室溫,無攪拌,活化1min;操作流程同實(shí)施例1,鍍鎳無溢鍍漏鍍現(xiàn)象。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。