專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于改善鎳鍍層可焊性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
鎳鍍層的沉積方法在技術(shù)實(shí)踐中廣為傳播。在例如由鋼、銅、銅合金、壓鑄鋅合金和鋁合金組成的零件的表面上沉積鎳鍍層，以達(dá)到防腐、抗氧化和耐磨損的要求。鍍層采用電解質(zhì)或化學(xué)的方法(無(wú)外電流)進(jìn)行沉積。當(dāng)采用無(wú)電流的金屬沉積時(shí)不要求電氣接觸。因此可以例如在非導(dǎo)體上即由金屬組成的電氣絕緣的表面區(qū)域內(nèi)通過(guò)鍍鎳鍍上金屬花紋(Metallmuster)。此外，屬于這類(lèi)方法的元件還有電路板，其中基料由塑料或陶瓷組成，而金屬花紋則由銅組成。
背景技術(shù)：
用于無(wú)光澤或有光澤的鎳鍍層的電解質(zhì)沉積方法已被熟知并且可以通過(guò)商業(yè)渠道購(gòu)買(mǎi)到。無(wú)光澤鎳鍍層例如可從有電流的鎳池中沉積而成。該池含有硫酸鎳、氯化鎳、硼酸和濕潤(rùn)劑。以其它鎳鹽為基礎(chǔ)的電解池，例如氨基磺酸鎳(Nickelsulfamat)或鎳甲磺酸(Nickelmethansulfonat)同樣也熟知。用于沉積有光澤鎳鍍層的電解池含有鎳鹽、緩沖材料，例如硼酸和形成光澤和平整的有機(jī)添加劑。在沉積鎳鍍層時(shí)通常選擇下列條件溫度在40到70℃的范圍內(nèi)，陰極的電流密度在1到6A/dm2的范圍內(nèi)。此外該條件還取決于電解池的種類(lèi)和鎳沉積的方式。鎳鍍層的沉積方法例如在下列的出版物中給予了說(shuō)明Robert Brugger，“Die galvanische Vernicklung”，Eugen G.Leuze出版社，1984年。J.W.Dettner，“Handbuch der Galvanotechnik”，CarlHanser出版社，1966年。
用于化學(xué)鎳沉積的電解質(zhì)含有鎳鹽(例如硫酸鎳、鎳甲磺酸、乙酸鎳、鎳次亞磷酸鹽(Nickelhypophosphit))、還原劑(例如鈉次磷酸鹽(Natriumhypophosphit)、二甲胺硼烷(Dimethylaminoboran))、絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑和其它添加劑，例如促進(jìn)劑和濕潤(rùn)劑。有關(guān)該方法的詳細(xì)說(shuō)明、電解質(zhì)成份和工作條件的說(shuō)明可以查閱例如出版物“Wolfgang Riedel，“Funktionelle chemische Vernickelung”，Eugen G.Leuze出版社，1989年”。
采用電解質(zhì)方法時(shí)，鍍層實(shí)際上是從純鎳中沉積出來(lái)。化學(xué)沉積鎳鍍層根據(jù)所使用的還原劑，還含有其它組成部分，例如磷(根據(jù)所使用的方法種類(lèi)，最大約占15％的重量百分比)或硼(根據(jù)所使用的方法種類(lèi)，最大約占5％的重量百分比)。
在制造電氣和電子元件時(shí)，經(jīng)常采用軟釬焊作為接合方法。為了在釬焊時(shí)使零件之間達(dá)到良好的連接，各個(gè)零件的表面在釬焊過(guò)程中必須用釬料良好地潤(rùn)濕。到目前為止，釬焊使用得最多的是含鉛釬料，例如錫-鉛軟釬料。但是，最近顯示出的趨勢(shì)是使用不含鉛的釬料，例如錫-銀軟釬料。
可焊性例如根據(jù)DIN 32506標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)反復(fù)浸漬檢驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
鎳表面與釬料的可潤(rùn)濕性相對(duì)較差，當(dāng)使用活化的溶劑時(shí)也是如此。
采用電解質(zhì)沉積的無(wú)光澤鎳鍍層雖然在沉積后的當(dāng)時(shí)具有良好的可焊性，但是隨著在空氣中存放后其可焊性會(huì)明顯變差?？珊感缘淖儾顚㈦S著溫度的上升而加速。因此，在沉積后的當(dāng)時(shí)具有良好的可焊性的鎳鍍層在溫度為270℃下存放10分鐘后再以無(wú)法可以焊接。
采用化學(xué)沉積鎳鍍層的可焊性在沉積后的當(dāng)時(shí)就已經(jīng)不能令人滿(mǎn)意了。
通過(guò)在鎳表面沉積錫或錫合金可以解決可焊性差的問(wèn)題。但是通過(guò)在表面上覆蓋該鍍層，其中沉積層的厚度在2到5微米范圍內(nèi)，會(huì)失去鎳的一些有利性能(例如硬度、耐磨性、可結(jié)合性)。由錫或錫合金構(gòu)成的鍍層只能采用電解質(zhì)的方法沉積在鎳上。由于這個(gè)原因，致使金屬花紋的金屬化變得非常不易或者根本就無(wú)法實(shí)行。
為了使采用化學(xué)鍍鎳的金屬花紋能夠進(jìn)行釬焊，黃金鍍層通過(guò)置換沉淀或者從含有還原劑的無(wú)電流電解池中進(jìn)行沉積(Coombs，C.F.Jr.，Printed Circuit Handbuch，Mc Graw-Hill出版社，2001年)。
黃金在含錫的釬料中在釬焊過(guò)程中會(huì)自行溶解，并會(huì)在特定的濃度起遭到破壞。黃金的這種不利性能和昂貴的價(jià)格必須在采用此方法時(shí)予以考慮。
有關(guān)使用鈀鍍層作為金屬表面的保護(hù)層，例如銅和鎳或者鎳鍍層，在文獻(xiàn)中已有說(shuō)明。
在US3,285,754中說(shuō)明了使用一種專(zhuān)門(mén)的鈀氮復(fù)合物用于通過(guò)置換沉淀在金屬表面，例如銅、銀、鋼板、鋁青銅、磷青銅、鈹銅和非合金金屬，上沉積鈀，以使金屬表面無(wú)電流地覆蓋一層良好的并且有光澤的鈀層，由此使金屬獲得防腐保護(hù)。根據(jù)US3,285,754中的說(shuō)明，通過(guò)所述方法鈀鍍層的沉積量為4到100mg/dm2(每平方英寸1/4到10mgm)。
在DE43196679中說(shuō)明了一種方法，根據(jù)該方法鈀鍍層首先通過(guò)置換沉淀沉積到銅或鎳上，然后進(jìn)行無(wú)電流地自動(dòng)催化沉積，其中在第一階段使用含有氧化劑的酸溶液。根據(jù)DE4316679中的說(shuō)明，第一階段用于為接下來(lái)的無(wú)電流鈀沉積做好表面預(yù)處理(活化)。覆蓋的鈀鍍層應(yīng)例如作為防腐保護(hù)使用。
從DE4415211中得知，如果鎳鍍層要用鈀鍍層，則不要求通過(guò)置換沉淀對(duì)鈀的沉積進(jìn)行表面預(yù)處理。根據(jù)該專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中的說(shuō)明，鈀鍍層直接自動(dòng)催化沉積到鎳鍍層上，以使鎳鍍層可以焊接并獲得防腐保護(hù)。
在金屬表面上無(wú)電流自動(dòng)催化沉積鈀以作為防止氧化和為了獲得良好的可焊性例如在EP0697805中予以了說(shuō)明。在該方法中使用的電解池除了含有鈀鹽之外，還含有用于鈀鹽的還原劑，其中使用了在前面所述的專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中的次磷酸鹽作為還原劑。這里根據(jù)EP0697805中的說(shuō)明，沉積的鈀層厚度為0.025到2.5微米，優(yōu)選地是0.1到1微米。
自動(dòng)催化的無(wú)電流方法在電解池導(dǎo)向和維護(hù)方面相對(duì)昂貴。由于電解池要保持金屬的穩(wěn)定狀態(tài)，因此存在著電解池自我分解的危險(xiǎn)。如果金屬鹽不是有選擇地在要鍍層的表面上還原成金屬，而是自發(fā)地在整個(gè)鈀溶液和電解池容器的壁上，則電解池的分解與無(wú)電流的自動(dòng)催化沉積有關(guān)。
自動(dòng)催化沉積金屬相對(duì)于通過(guò)置換沉淀沉積金屬的區(qū)別在于，在通過(guò)置換沉淀沉積時(shí)，表面金屬用作金屬鹽的還原劑，因此一旦要鍍層的金屬表面被覆蓋之后，通過(guò)置換沉淀的沉積就結(jié)束。當(dāng)采用自動(dòng)催化方法時(shí)，在要鍍層表面沉積的金屬在當(dāng)?shù)刈鳛榻饘冫}進(jìn)一步還原的催化劑通過(guò)含有在溶液中的還原劑，因而無(wú)電流自動(dòng)催化沉積金屬層的厚度另外還可通過(guò)要鍍層的物體在處理池中的保持時(shí)間來(lái)確定。
在制造引線(xiàn)框架時(shí)，用于在鎳鍍層上電解質(zhì)沉積鈀的方法例如在專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)US6,139,977、US6,159,623、US4,911,798和US4,911,799中有說(shuō)明。如前面已經(jīng)提及的，電解質(zhì)沉積的缺點(diǎn)在于，無(wú)法圓滿(mǎn)地處理相互絕緣的表面區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種用于改善鎳鍍層可焊性的簡(jiǎn)單方法，所述方法不具有已知方法的缺點(diǎn)。該任務(wù)通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法來(lái)解決，根據(jù)該方法改善鎳鍍層可焊性的方法是通過(guò)在酸性的鈀鹽溶液中的置換沉淀而沉積一層鈀來(lái)達(dá)到。
通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法可以獲得下列優(yōu)點(diǎn)-與無(wú)電流自動(dòng)催化沉積相比，該方法在電解池導(dǎo)向方面比較簡(jiǎn)單。不存在電解池自我分解的危險(xiǎn)。
-根據(jù)本發(fā)明的方法與電解質(zhì)沉積相比，要處理的表面不需要電接觸。因此可以圓滿(mǎn)解決相互絕緣的表面。
-與通過(guò)電鍍沉積的鍍層相比，通過(guò)置換沉淀形成的鈀層具有均勻的鍍層分布。
-在通過(guò)置換沉淀在鎳鍍層上沉積鈀上時(shí)將形成很薄的鈀層。因此在表面沉積的金屬數(shù)量很少。由此該方法具有經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)。
要鍍鈀的鎳鍍層可以由純鎳或鎳合金組成，如同前面已經(jīng)提及的該鎳合金例如在化學(xué)沉積鎳時(shí)可以獲得。采用根據(jù)本發(fā)明的方法而獲得的鎳鍍層含有的鎳至少占到80％的重量百分比。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，用于沉積鈀的鎳鍍層通過(guò)置換沉淀電解質(zhì)沉積無(wú)光澤鎳鍍層、化學(xué)沉積鎳磷鍍層或者化學(xué)沉積鎳硼鍍層。
一般來(lái)說(shuō)，已鍍鎳的物體在處理前和處理后都要在酸性的鈀鹽溶液中用水進(jìn)行沖洗，緊接著將鍍有鈀的鍍層進(jìn)行干燥。鑒于鎳鍍層的表面現(xiàn)象，鈀鹽溶液的成份(例如酸的種類(lèi)和濃度)以及處理?xiàng)l件(例如溫度和處理的持續(xù)時(shí)間)通常的選擇方法是，使鎳鍍層在處理后沒(méi)有可見(jiàn)的缺陷，即鎳鍍層在處理后用肉眼看不到缺陷。
酸性的鈀鹽溶液可以含有任意的鈀鹽，該鈀鹽對(duì)于所選的鈀鹽生成溶液中的PH值可以溶解。特別適合的是例如硫酸鈀、硝酸鈀、氯化鈀和/或醋酸鈀。這些鹽都可以通過(guò)商業(yè)渠道購(gòu)買(mǎi)到。
較有利的是，鈀鹽溶液中的鈀濃度調(diào)節(jié)到20-500mg/l，特別有利的是50 200mg/l(當(dāng)時(shí)使用的鈀鹽濃度根據(jù)所要求的鈀濃度進(jìn)行選擇)。
選擇用于制造酸性的鈀鹽溶液的酸的種類(lèi)和濃度的方法是，使鈀鹽溶液既不對(duì)鈀鍍層產(chǎn)生缺陷，也不會(huì)引起鈀鹽的還原。相應(yīng)的處理持續(xù)時(shí)間和溫度的調(diào)節(jié)方法是，使鈀鍍層沒(méi)有可見(jiàn)的缺陷。例如可以使用硫酸、鹽酸、磷酸、鈀氟氫酸(Borfloursaeure)、醋酸、草酸、檸檬酸、乳酸、琥珀酸、蘋(píng)果酸、甲烷硫酸和/或酚硫酸。根據(jù)本發(fā)明的方法特別適合的是硫酸、磷酸、鈀氟氫酸、醋酸和/或草酸。
酸的濃度較有利地調(diào)節(jié)到5-100g/l。生成的鈀鹽溶液的pH值較有利地在0到4的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一種特別有利的實(shí)施方式，鈀鹽濃度的pH值調(diào)節(jié)到小于1，因?yàn)樵谶@樣低的pH值下鈀鹽特別穩(wěn)定。
鈀鹽水解作用的傾向隨著pH值的升高而增加。根據(jù)本發(fā)明的方法，pH值調(diào)節(jié)到1到4的范圍內(nèi)有利于添加鈀離子的絡(luò)化劑，以防止在較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)鈀鹽水解成無(wú)法溶解的化合物。
用于鈀離子的絡(luò)合物是眾所周知的。例如它可以使用氨水和/或氨基化合物。用于這種化合物的優(yōu)選示例是甲胺、乙二胺、二甲胺、一醇胺、苯胺、甲基胺、芐胺、1，3-二甲胺、二甲苯芐基胺和環(huán)已醇-(2-異丙基) -乙二胺中選擇氨基化合物。
與鈀形成陰離子化合物的物質(zhì)同樣可以作為絡(luò)合劑使用在根據(jù)本發(fā)明的方法中。例如氯化物或溴化物與鈀離子形成[Pdcl4]2-或[PdBr4]2-復(fù)合物。這種化合物在較高的pH值下保持穩(wěn)定，因此同樣適合于制造處理溶液。
通過(guò)置換沉淀沉積鈀較有利地在10℃到80℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，特別有利的是在不超過(guò)60℃的室溫下。鎳鍍層與酸性鈀鹽溶液的曝光時(shí)間在0.5到10分鐘的范圍內(nèi)就足夠了。
根據(jù)本發(fā)明的方法，不僅適合于使用含鉛的釬料時(shí)改善鎳鍍層的可焊性，而且適合于使用不含鉛的釬料時(shí)改善鎳鍍層的可焊性。
根據(jù)本發(fā)明的方法，鈀通過(guò)置換沉淀而沉積。按這種方法沉積的鈀量非常少，因而所形成的鈀鍍層從外表上幾乎或者可以說(shuō)是根本無(wú)法覺(jué)察到。通過(guò)分析沉積鈀層的清晰度，可以得出沉積的鈀量大約只有1-2mg/dm2。這相應(yīng)于0.008-0.016微米的層厚。
令人驚異的是，盡管通過(guò)置換沉淀形成的鈀層極薄，但是根據(jù)本發(fā)明的方法卻改善了鎳鍍層的可焊性。
具體實(shí)施例方式
示例、參考示例和比較示例如下面要進(jìn)一步說(shuō)明的，銅板用不同的方法鍍上了不同的鎳鍍層(參考示例)。該鎳鍍層或者檢測(cè)其可焊性(比較示例)，或者根據(jù)本發(fā)明通過(guò)用酸性的鈀鹽溶液處理并通過(guò)置換沉淀(Zementation)而沉積在其上面的鈀層(示例)。
表面的可焊性按照DIN32506標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)反復(fù)浸漬檢測(cè)進(jìn)行檢驗(yàn)。可焊性的檢驗(yàn)或者直接在制造試樣之后進(jìn)行，或者在270℃下進(jìn)行退火10分鐘后進(jìn)行。通過(guò)退火模擬了時(shí)效處理或者在回流焊接時(shí)出現(xiàn)的情況。作為檢驗(yàn)可焊性的溶劑使用以酒精為基質(zhì)的不含鹵素的溶劑(產(chǎn)品“ELI0099”，制造商Felder GmbH Lttechnik in D-46047 Oberhausen，按DIN EN 29454第一部分2.1.3.A上的特征)。在按照DIN32506標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行可焊性的所有檢驗(yàn)時(shí)的浸漬速度調(diào)節(jié)到10mm/s，在焊池中的停留時(shí)間調(diào)節(jié)到10秒。釬料使用按DIN 1707-L-Sn60Pb標(biāo)準(zhǔn)的軟釬料，焊池溫度調(diào)節(jié)到230℃。另外一種可選方法是采用不含鉛的錫-銀釬料進(jìn)行檢驗(yàn)(參見(jiàn)示例5和比較示例5)。錫-銀釬料的成份是銀占3.5％重量百分比，錫占96.5％的重量百分比。
通過(guò)對(duì)表面進(jìn)行外觀(guān)評(píng)定來(lái)評(píng)價(jià)可焊性。如果經(jīng)檢驗(yàn)后表面的光澤度符合按照DIN32506第2部分或者第3部分中的

圖1要求，則標(biāo)明可焊性的檢驗(yàn)結(jié)果是很好。
參考示例1-5，示例1-5和比較示例1-5通過(guò)將銅板放在下面列出的鎳池中上鍍鎳而獲得鎳鍍層(參考示例)。
參考示例1鎳池鎳(作為硫酸鎳) 7g/l乳酪(92％) 30g/l醋酸 15g/l丙酸 2g/l甘氨酸 5g/l氫氧化鈉 15g/l鉛作為乙酸鉛 1mg/l鎘作為硫酸鎘 1mg/l亞磷酸鈉 25g/l銅板在鎳池中在90℃下用4.5的pH值鍍鎳20分鐘。
參考示例2鎳池鎳(作為硫酸鎳)7g/l
乳酪(92％) 30g/l醋酸15g/l丙酸2g/l甘氨酸 5g/l氫氧化鈉15g/l鉛作為乙酸鉛1mg/l硫脲2mg/l亞磷酸鈉25g/l銅板在鎳池中在90℃下用4.5的pH值鍍鎳20分鐘。
參考示例3鎳池鎳(作為硫酸鎳) 7g/l乳酪(92％) 45g/l乙酸鈉 16g/l氫氧化鈉15g/l硫脲2mg/l亞磷酸鈉25g/l銅板在鎳池中在90℃下用4.5的pH值鍍鎳20分鐘。
參考示例4作為鎳池使用了SLOTONIP30-1，該鎳池可向Dr.-Ing.MaxSchltter GmbH & Co.KG公司購(gòu)買(mǎi)，地址D-73312 Geislingen/Steige?；瘜W(xué)鎳池SLOTONIP30-1含有硫酸鎳、亞磷酸鈉作為還原劑，羥基碳酸作為絡(luò)合劑以及乙酸鉛作為穩(wěn)定劑。在該池中通過(guò)化學(xué)的方法沉積具有磷含量達(dá)8-10％重量百分比的鎳-磷鍍層。pH值調(diào)節(jié)到4.5，溫度調(diào)節(jié)到90℃。銅板鍍鎳的處理時(shí)間為20分鐘。
作為鎳池使用了SLOTONIP30-3，該鎳池可向Dr.-Ing.MaxSchltter GmbH & Co.KG公司購(gòu)買(mǎi)，地址D-73312 Geislingen/Steige?；瘜W(xué)鎳池SLOTONIP30-3含有硫酸鎳、亞磷酸鈉作為還原劑，羥基碳酸作為絡(luò)合劑以及硫化物作為穩(wěn)定劑。在該池中通過(guò)化學(xué)的方法沉積具有磷含量達(dá)7-8％重量百分比的鎳-磷鍍層。pH值調(diào)節(jié)到4.5，溫度調(diào)節(jié)到90℃。制取鎳磷鍍層的處理時(shí)間為20分鐘。
示例1-5按照在參考示例1-5中的方法制取的鎳鍍層用自然水沖洗，然后將鍍有鎳的銅板在室溫下浸漬在下面說(shuō)明的酸性鈀鹽溶液中，時(shí)間為3分鐘(示例1-5)。
鈀鹽溶液的成份如下鈀(作為鈀鹽溶液)200mg/l硫酸(96％) 100mg/l鎳鍍層不會(huì)受到鈀鹽溶液的侵害，鎳鍍層表面的外觀(guān)在通過(guò)置換沉淀而沉積鈀層后可以與沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理的鍍鎳銅板相比較。在對(duì)示例1-5中對(duì)鍍有鈀的鎳鍍層進(jìn)行可焊性檢驗(yàn)時(shí)，它將全部而且均勻地用釬料潤(rùn)濕，因此其可焊性被評(píng)定為很好。
此外，在示例5的鈀鹽溶液中處理的鎳鍍層還在錫-銀釬料而不是在所使用的錫-鉛釬料DIN1707-L-Sn60Pb中進(jìn)行可焊性檢驗(yàn)(釬料的成份銀占3.5％的重量百分比，錫占96.5％的重量百分比)。
焊池溫度245℃在焊池中的停留時(shí)10秒浸漬速度10mm/s
在鈀鹽溶液中處理的鋼板在檢驗(yàn)可焊性后全部而且均勻地用釬料潤(rùn)濕。
將根據(jù)示例5中鍍有鈀層的鎳鍍層放在硝酸中溶解并定量分析鈀的數(shù)量。分析表明，在鎳上沉積的鈀的數(shù)量為1.88mg/dm2。
比較示例1-5如果在參考示例1-5中制取的鎳鍍層沒(méi)有在鈀鹽溶液中處理(比較示例1-5)，則在進(jìn)行可焊性檢驗(yàn)時(shí)只能部分用釬料覆蓋，而且表面不光滑。
根據(jù)參考示例5制取的鎳鍍層，如果沒(méi)有在鈀鹽溶液中進(jìn)行處理而檢驗(yàn)其可焊性(比較示例5)，則在在錫-銀釬料中進(jìn)行可焊性檢驗(yàn)時(shí)只能部分用釬料覆蓋。
參考示例6銅板在鎳池NIBODUR GJN中通過(guò)化學(xué)方法鍍鎳，所述鎳池可向Dr.-Ing.Max Schltter GmbH & Co.KG公司購(gòu)買(mǎi)，地址D-73312Geislingen/Steige?；瘜W(xué)鎳池NIBODUR GJN含有硫酸鎳、二甲胺硼烷作為還原劑，羥基碳酸作為絡(luò)合劑以及硫化物作為穩(wěn)定劑。在該池中沉積具有硼含量達(dá)1-2％重量百分比的鎳-硼鍍層。鍍鎳時(shí)pH值調(diào)節(jié)到6.0，溫度調(diào)節(jié)到65℃。處理時(shí)間為30分鐘。
示例6按照示例6進(jìn)行鍍鎳的銅板如同在示例1-5中一樣，用相同的鈀鹽溶液在室溫下處理3分鐘。在示例6中在270℃下退火10分鐘后對(duì)鍍有鈀的鎳鍍層的可焊性進(jìn)行評(píng)價(jià)。表面全部用釬料覆蓋而且光滑。
比較示例6在比較示例6中，按照參考示例6制取的鎳鍍層的可焊性直接在沉積鎳鍍層和退火后(270℃，10分鐘)進(jìn)行檢驗(yàn)。沉積后當(dāng)時(shí)的鎳鍍層幾乎全部用釬料濕潤(rùn)，但是沒(méi)有象示例6中的那樣光滑。退火大大地惡化了沒(méi)有在鈀鹽溶液中處理的鎳表面的焊接效果表面沒(méi)有用釬料全部覆蓋并且不再光滑。
參考示例7銅板在無(wú)光澤的鎳池中用電解質(zhì)方法進(jìn)行鍍鎳。為此使用NORMA鎳池，該鎳池可向Dr.-Ing.Max Schltter GmbH & Co.KG公司購(gòu)買(mǎi)，地址D-73312 Geislingen/Steige。該鎳池由硫酸鎳、氯化鎳、硼酸和濕潤(rùn)劑組成。
示例7在參考示例7中的鎳鍍層按照在示例1到6中所說(shuō)明的鈀鹽溶液進(jìn)行處理。鍍有鈀的鎳鍍層在用鈀鹽溶液處理后并且在退火后(270℃，10分鐘)馬上進(jìn)行可焊性檢驗(yàn)時(shí)可獲得良好的結(jié)果。
比較示例7在比較示例7中，按照參考示例7制取的鎳鍍層的可焊性直接在沉積鎳鍍層和退火后(270℃，10分鐘)進(jìn)行檢驗(yàn)。沉積后當(dāng)時(shí)的可焊性很好，退火后則不令人滿(mǎn)意。表面不再光滑而且沒(méi)有全部用釬料濕潤(rùn)。
示例8-12按照參考示例4制取的鎳鍍層(在鎳池SLOTONIP 30-1中化學(xué)鍍鎳)在室溫下用下面說(shuō)明的鈀鹽溶液處理3分鐘，其中鈀鹽的濃度和酸的種類(lèi)進(jìn)行了改變。作為鈀鹽使用了硝酸鈀。有關(guān)成份和焊接測(cè)試的結(jié)果說(shuō)明列在表1中。
表1

示例13按照參考示例4，通過(guò)在鎳池SLOTONIP 30-1中對(duì)銅板進(jìn)行化學(xué)鍍鎳而制取的鎳鍍層在室溫下在鈀鹽溶液中處理3分鐘。鈀鹽溶液的成份如下鈀(作為鈀鹽溶液)200mg/l硫酸(96％) 100mg/l鋼板在可焊性檢驗(yàn)后全部而且很均勻地用釬料濕潤(rùn)。
示例14按照參考示例4，通過(guò)在鎳池SLOTONIP30-1中對(duì)銅板進(jìn)行化學(xué)鍍鎳而制取的鎳鍍層在室溫下在鈀鹽溶液中處理3分鐘。鈀鹽溶液的成份如下鈀(作為鈀鹽溶液)200mg/l硫酸(96％) 100mg/l鋼板在可焊性檢驗(yàn)后全部而且很均勻地用釬料濕潤(rùn)。
示例15-18按照參考示例4，通過(guò)在鎳池SLOTONIP30-1中對(duì)銅板進(jìn)行化學(xué)鍍鎳而制取的鎳鍍層如同在示例1中的那樣在室溫下在鈀鹽溶液中進(jìn)行處理。這里選擇了不同的處理時(shí)間。有關(guān)可焊性檢驗(yàn)的結(jié)果列在表2中。
表2

示例19-22按照參考示例4，通過(guò)在鎳池SLOTONIP30-1中對(duì)銅板進(jìn)行化學(xué)鍍鎳而制取的鎳鍍層在鈀鹽溶液中進(jìn)行處理。在鈀鹽溶液中的處理在室溫下持續(xù)3分鐘。鈀鹽的濃度是200mg/l。為了制取溶液使用了硝酸鈀。溶液中的其它成份是示例19鹽酸(37％)20ml/l氯化鈉5g/lpH值用氫氧化鈉調(diào)節(jié)到2.5。
示例20硫酸(96％)20g/l
pH值用濃氨溶液調(diào)節(jié)到2.3。
示例21硫酸(96％)5g/lpH值用乙醇胺調(diào)節(jié)到2.3。
示例22硫酸(96％)5g/lpH值用乙胺調(diào)節(jié)到2.3。
示例19-22中在用鈀鹽溶液對(duì)鎳鍍層處理后馬上進(jìn)行可焊性檢驗(yàn)?？珊感詸z驗(yàn)的結(jié)果在全部試樣中都很好。
示例23如同在示例20中所描述的鍍鎳銅板，在與示例20中具有相同成份的鈀鹽溶液中處理3分鐘，溫度調(diào)節(jié)到50℃，它與示例20中的溫度不同。
在處理后馬上檢驗(yàn)可焊性。示例19到22中的可焊性檢驗(yàn)結(jié)果都是很好。
示例24按照參考示例4制取的鎳鍍層用示例20中的鈀鹽溶液處理。鈀鹽溶液的pH值調(diào)節(jié)到4.0，處理溫度調(diào)節(jié)到80℃。處理時(shí)間為3分鐘。
可焊性檢驗(yàn)的結(jié)果是很好。
權(quán)利要求
1.一種用于改善鎳鍍層的可焊性的方法，其特征在于，通過(guò)在酸性的鈀溶液中的置換沉淀而在鎳鍍層上沉積一層鈀。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，硫酸、磷酸、鈀氟氫酸、醋酸和/或草酸用于制作酸性的鈀鹽溶液。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，鈀鹽溶液的PH值調(diào)節(jié)到0到4之間。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，鈀鹽溶液的PH值調(diào)節(jié)到＜1。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，鈀鹽溶液PH值的調(diào)節(jié)范圍在1-4之間。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，鈀鹽溶液至少添加了一種用于生成鈀的絡(luò)合劑。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，使用氯化物和/或溴化物作為絡(luò)合劑。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，使用氨水和/或氨基化合物作為絡(luò)合劑。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，從甲胺、乙二胺、二甲胺、一醇胺、苯胺、甲基胺、芐胺、1，3-二甲胺、二甲苯芐基胺和環(huán)已醇-(2-異丙基)-乙二胺中選擇氨基化合物。
10.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，用于通過(guò)置換沉淀沉積鈀的鎳鍍層可以從電解質(zhì)沉積無(wú)光澤鎳鍍層、化學(xué)沉積鎳-磷鍍層和化學(xué)沉積鎳-硼鍍層中選出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種簡(jiǎn)單且低成本的改善鎳鍍層可焊性的方法，其中可焊性的改善通過(guò)在酸性的鈀溶液中進(jìn)行置換沉淀而在鎳鍍層上沉積一薄層鈀來(lái)達(dá)到。根據(jù)本發(fā)明的方法適用于改善通過(guò)電解質(zhì)沉積無(wú)光澤鎳鍍層和通過(guò)化學(xué)沉積鎳－磷或鎳－硼鍍層的可焊性。
文檔編號(hào)H05K3/24GK1985023SQ200580023897
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月14日
發(fā)明者伊里·勞巴爾 申請(qǐng)人:馬克斯·施洛特爾股份有限兩合公司