淺談電鍍（氨基磺酸鎳）鎳

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電子接插件鎳-磷合金中間層電鍍工藝

摘要:對(duì)電子接插件鎳-磷合金(氨基磺酸鎳-磷合金)中間層電鍍工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)單綜述,包括工藝流程,鍍液成分、操作條件等對(duì)鍍層結(jié)構(gòu)和物性的影響、初步并介紹了合金鍍層的維護(hù)與管理方法、以及雜質(zhì)處理此外,本文還介紹了一種較成熟卷對(duì)卷連續(xù)(電子行業(yè)接觸件連續(xù)電鍍生產(chǎn)線)電鍍鎳-磷合金工藝電鍍。引言

氨基磺酸鎳是一種優(yōu)良的電鍍主鹽，因其內(nèi)應(yīng)力低、電鍍速度快，溶解度大，無(wú)污染等，而成為近年國(guó)際上發(fā)展較快的一種電鍍主鹽。由于電子接插件鎳-磷合金中間層電鍍工藝由于不存在晶界位錯(cuò)等缺陷,因此不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕現(xiàn)象,耐點(diǎn)蝕的性能遠(yuǎn)比晶態(tài)(化學(xué)鎳-磷)合金要好,除此之外它還具有鍍層致密/耐化學(xué)藥品性好以及耐摩性/能屏蔽電磁波比硫酸鎳磷合金好等特性/已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)電子、航空電子、計(jì)算機(jī)電子、縝密電子電鍍、化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域特適用于卷對(duì)卷連續(xù)電鍍中間層電鍍工藝。

目前獲取鎳-磷合金中間層的方法有硫酸鎳磷合金與氨基磺酸鎳磷合金電兩種,本文綜述了作為電子接插件鎳-磷合金中間層(電鍍氨基磺酸鎳為主鹽的鎳-磷合金層)工藝,氨基磺酸鎳中間層合金工藝較硫酸鎳磷合金工藝中間層工藝相比具有好多優(yōu)點(diǎn):1.沉積速度快、使用氨基磺酸鎳可以通過(guò)的電流密度為1-20A/dm

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可根據(jù)法拉第兩大定律導(dǎo)出以下公式:Z=2.448CTM/ND其中Z代表厚度(單位為微英寸);C

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代表電流密度(單位為A/dm);T代表時(shí)間(單位為分鐘);M代表鎳的原子量;N代表鎳的電荷量;D代表鎳的密度.(1)

而硫酸鎳電鍍鎳-磷合金可以通過(guò)的電流密度為1-5A/dm在一致時(shí)間內(nèi)厚度是硫酸鎳電鍍鎳-磷合金的1-4倍之間.

2.氨基磺酸鎳鍍液穩(wěn)定性高、較硫酸鎳電鍍鎳-磷合金有很好的溫和性,折彎一般不因厚度而產(chǎn)生折彎龜裂現(xiàn)象。

3.氨基磺酸鎳鍍液有很高的溶解度(目前沒(méi)有方法確定)至少在常溫能溶解≥180g/lNi,而

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硫酸鎳是≤100g/lNi(50℃),適用于高濃度電鍍工藝.1氨基磺酸鎳鎳-磷合金工藝1.1氨基磺酸鎳的制備

可以用堿式碳酸鎳和氨基磺酸來(lái)制備氨基磺酸鎳鍍液。每制備1.0kg氨基磺酸鎳需2.0kg堿式堿酸鎳和3.2kg氨基磺酸。配制時(shí)將氨基磺酸溶解在存有2／3去離子水的槽中，加熱至70℃(不得超過(guò)80℃，否則會(huì)分解)，在攪拌下參與堿式碳酸鎳，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生C02氣體，應(yīng)防止槽液溢出。

化學(xué)反應(yīng)為：NH3S03+Ni(OH)2·NiC03=2Ni(NH2S03)2+C02↑+H20

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1.2氨基磺酸鎳鎳-磷合金中間層工藝特點(diǎn):1.2.1鍍層中含磷9%-13%

1.2.2用于卷對(duì)卷連續(xù)電鍍中間層,能顯著提高電子產(chǎn)品的耐蝕性與抗高溫性,有極高的柔

軟性..1.2.3鍍液中含氯化物極低,腐蝕性低以及應(yīng)力低,溫和性好.1.2.4管理維護(hù)簡(jiǎn)單,溶液穩(wěn)定性好等等.

1.2.5氨基磺酸鎳鎳溶解度高,可以使用的電流范圍廣(1-20a/dm)1.3卷對(duì)卷連續(xù)電鍍工藝流程:(基材以銅鍍半金亮錫為例)

放料-化學(xué)除油-陰陽(yáng)電解除油-活化-氨基磺酸鎳(半光)⑴⑵⑶⑷-氨基磺酸鎳鎳-磷合金(高溫鎳)⑴⑵-選擇性鍍金(刷/點(diǎn)/噴)⑴⑵⑶-選擇性鍍亮錫⑴⑵⑶⑷-錫防變色-金封孔處理-烘干-收料

⑴⑵⑶⑷表示電鍍子槽個(gè)數(shù),上述工藝流程中應(yīng)有必要的水洗.1.3.1卷對(duì)卷連續(xù)電鍍(以銅合金為例)各工序的配方及工藝條件簡(jiǎn)介:1.3.1.1化學(xué)除油

化學(xué)除油粉3-5%溫度50-60℃時(shí)間2-15s1.3.1.2陰陽(yáng)電解除油(分為陰電解與陽(yáng)電解)

電解除油粉3-5%溫度50-60℃時(shí)間兩段共4-30s工件:接陰極過(guò)大時(shí)含磷量相對(duì)較低,析氫增大,亞磷酸鎳以雜質(zhì)形式使鍍層粗糙,或者外觀不均或出現(xiàn)燒焦等現(xiàn)象,耐蝕性與抗高溫性

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降低.一般控制在10A/dm為宜.1.5.2PH

隨著PH的升高,鍍層耐蝕性降低,應(yīng)力有所提高,但PH過(guò)高時(shí)陰極大量析氫會(huì)使鎳的亞磷酸鹽析出,夾在鍍層中使鍍層粗糙(高電流區(qū)表現(xiàn)尤為明顯)過(guò)低,陰極析氫嚴(yán)重,電流效率下降,但是鍍層含鄰量增加,,耐蝕性與抗高溫性有所提高.可用堿式碳酸鎳或氨基磺酸調(diào)整.1.5.3溫度

鍍液溫度對(duì)鍍層有較大的影響。溫度較低會(huì)導(dǎo)致鍍層內(nèi)應(yīng)力增大,陰極的電流效率較低,允許的電流密度較低,沉積速度變慢,并且鍍層質(zhì)量變差,簡(jiǎn)單出現(xiàn)斑點(diǎn)。升高溫度將提高陰極電流效率,沉積速度也會(huì)隨之增大,獲得的鍍層會(huì)更加細(xì)致光亮。但溫度過(guò)高簡(jiǎn)單引起鍍液

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中的添加劑變質(zhì),增加電能的消耗,鍍液蒸發(fā)加快,維護(hù)也變得困難。一般控制在50-55℃為宜.

1.5.4氨基磺酸鎳的含量

鍍液中鎳離子濃度低會(huì)導(dǎo)致沉積速度變慢,析氫嚴(yán)重,只有當(dāng)鎳達(dá)到一定濃度時(shí)鎳和磷才能達(dá)到共沉形成合金。隨著鎳離子濃度的增加,一般陰極電流效率會(huì)隨之增加,鍍層含磷量也隨之增加,耐蝕性與抗高溫性增加。但鎳離子濃度過(guò)高,鍍層的沉積速度過(guò)快將導(dǎo)致鍍層粗糙,鍍層中磷的含量也會(huì)下降,耐蝕性與抗高溫性也隨之下降。所以鍍液中的鎳離子要保持在一

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適合的濃度范圍內(nèi)一般控制在Ni80-110g/l為宜。1.5.5磷含量

鍍液中磷含量的多少對(duì)鍍層外觀沒(méi)有明顯的影響,一般都能得到光亮鍍層.鍍液中磷小于20G/L時(shí)隨磷含量的增加鍍層中含磷量也隨著增加,而到了20g/l時(shí)逐漸減慢,當(dāng)達(dá)到25g/l時(shí)鍍層中磷含量基本保持不變,鍍層中磷含量約為9%--13%之間.1.5.6硼酸

鍍液中尋常參與硼酸作緩沖劑,以穩(wěn)定鍍液的pH。一般控制在35-55g/l之間.1.5.7氯化鎳

氯化鎳作為陽(yáng)極活化劑,促進(jìn)陽(yáng)極溶解的作用.過(guò)低氨基磺酸鎳補(bǔ)加頻繁,造成成本過(guò)高,過(guò)高造成應(yīng)力大,溫和性下降.一般控制在4-8g/l之間.1.5.8有害雜質(zhì)以及處理

幾種常見(jiàn)有害雜質(zhì)以及去除方法如下表:雜質(zhì)有機(jī)污染金鐵銅最大容忍度(mg/l)﹤2000﹤3000﹤15現(xiàn)象高區(qū)鍍層脆性,嚴(yán)重時(shí)脫皮過(guò)多時(shí)鍍層偏紅鍍層偏黃白