CN102011107A - 可获取高可焊性镀层的化学镀镍磷合金溶液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可获取高可焊性镀层的化学镍磷合金溶液，该溶液包括硫酸镍、次磷酸钠、含羧酸根的络合剂、二价锡离子以及二巯基丁二酸或二巯基丁二酸盐，含羧酸根的络合剂选自羟基乙酸、乳酸、丙二酸、丁二酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸、乙酸、丙酸、氨基乙酸或各酸相应盐中的一种或几种组合，溶液的pH值调至4-7。本发明的可获取高可焊性镀层的化学镀镍磷溶液使化学镍磷镀层具有更好的可焊性能，且不受镀层中磷含量的制约，解决了化学镍磷镀层的可焊性问题的同时也降低了成本。

Description

可获取高可焊性镀层的化学镀镍磷合金溶液

技术领域

本发明属于化学镀镍领域，尤其是一种可获取高可焊性镀层的化学镍磷合金溶液。

背景技术

化学镍磷镀层具有良好的防腐性能、较高的硬度和较好的光亮度，同时化学镀镍工艺均镀性能优异，且具无需通电的自催化特性。化学镍磷镀层广泛应用在化工、纺织、模具、齿轮等机械行业，同时也广泛应用于电子行业如PBC、硬盘、电子元器件基片、散热片等产品的表面处理。

化学镍磷镀层作为镀件的表层材料通常会涉及焊接问题，这在电子行业的应用上尤为突出。化学镀镍工艺种类繁多，但以镍磷合金化学镀工艺最为成熟，且该工艺成本最低、应用最广。在镀层可焊性能上，镍磷合金差于镍硼合金及纯镍，而镍磷合金中，低磷镀层可焊性能较好，中、高磷镀层差。

化学镀镍磷工艺中，高、中磷工艺最为成熟，使用最广。低磷化学镍磷镀层可焊性虽好，但也存在缺陷：镀液从配槽开始，随着使用时间的延续，镀层中的磷含量会逐渐增加，可焊性也逐步变差。为了改善化学镍磷合金的可焊性，现有的主要方法是在化学镍表面置换上一层金，也有专利报道置换上一层钯。这种置换金、钯的方法虽可改善镀层的可焊性，但也大大提高了生产成本。

发明内容

为了解决化学镍磷合金镀层的可焊性和生产成本问题，本发明提供了一种高可焊性的化学镀镍磷合金溶液，使化学镍磷镀层具有更好的可焊性能，且不受镀层中磷含量的制约。

本发明的技术方案是：一种可获取高可焊性镀层的化学镀镍磷合金溶液，该溶液包括硫酸镍、次磷酸钠、含羧酸根的络合剂、二价锡离子以及二巯基丁二酸或二巯基丁二酸盐，含羧酸根的络合剂选自羟基乙酸、乳酸、丙二酸、丁二酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸、乙酸、丙酸、氨基乙酸或各酸相应盐中的一种或几种组合，各组分含量为：硫酸镍10-50g/l、次磷酸钠8-50g/l、含羧酸根的络合剂10-100g/l、二价锡离子0.1-1000ppm、二巯基丁二酸或二巯基丁二酸盐0.2-1000ppm，溶液的pH值调至4-7。

作为优选，所述的二价锡离子以硫酸亚锡、氯化亚锡、氟硼酸亚锡、各类有机磺酸亚锡或各类有机羧酸亚锡的一种或者多种组合的形式存在。

作为优选，所述的二价锡离子以硫酸亚锡的形式存在，硫酸亚锡含量为2ppm。

作为优选，所述的二价锡离子以氯化亚锡和氟硼酸亚锡二种并存的形式存在，氯化亚锡含量为1ppm，氟硼酸亚锡含量为5ppm。

本发明在镍磷合金化学镀液中通过添加二价锡，可以让镀层中夹杂一定含量的金属锡。使得镀层具有很好的可焊性。添加一定量的二价锡，特别在5ppm以上，镀液在镀速有较大影响，二价锡在10ppm以上化学镍容易漏镀，或不上镀，而二巯基丁二酸或二巯基丁二酸，可以明显的消除二价锡对镀液的毒化作用。

作为优选，溶液的pH值采用氢氧化钠或氨水调节。

作为优选，所述化学镀镍磷溶液还含有稳定剂，所述稳定剂选自碘化钾、碘酸钾、硫脲、两价铅离子、两价镉离子、钼酸盐或钨酸盐的一种或多种，稳定剂含量为0-50ppm。

本发明的有益效果是：本发明的可获取高可焊性镀层的化学镀镍磷溶液使化学镍磷镀层具有更好的可焊性能，且不受镀层中磷含量的制约，解决了化学镍磷镀层的可焊性问题的同时也降低了成本。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1 

溶液中各组分的含量为：

六水硫酸镍      28g/l；

乳酸            20g/l；

丙酸            8g/l；

丁二酸          16g/l；

醋酸钠          15g/l；

次磷酸钠        30g/l；

硫脲            2ppm；

二巯基丁二酸    0.5ppm；

硫酸亚锡        2ppm；

采用氢氧化钠溶液调整pH值到4.8。

实施例2

溶液中各组分的含量为：

六水硫酸镍      25g/l；

柠檬酸          20g/l；

苹果酸          15g/l；

醋酸钠          15g/l；

次磷酸钠        30g/l；

醋酸铅           1.5ppm；

二巯基丁二酸钠    5ppm；

氯化亚锡         1ppm；

氟硼酸亚锡       5ppm；

采用氨水溶液调整pH值到4.6。

实施例3

溶液中各组分的含量为：

六水硫酸镍        30g/l；

丁二酸            25g/l；

羟基乙酸          15g/l；

醋酸钠            15g/l；

次磷酸钠          20g/l；

钼酸钠            2ppm；

二巯基丁二酸钠    10ppm；

甲基磺酸亚锡      50ppm；

采用氨水溶液调整pH值到6.5。

实施例4

溶液中各组分的含量为：

六水硫酸镍       30g/l；

柠檬酸钠          25g/l；

乳酸              15g/l；

氨基乙酸           10g/l；

次磷酸钠          20g/l；

碘酸钾            10ppm；

二巯基丁二酸钾     50ppm；

酒石酸亚锡       100ppm；

采用氨水溶液调整pH值到5。

实施例5

溶液中各组分的含量为：

六水硫酸镍        16g/l；

柠檬酸钠          25g/l；

乳酸              15g/l；

乙酸铵            15g/l；

次磷酸钠          25g/l；

二巯基丁二酸钠     500ppm；

柠檬酸亚锡         100ppm；

采用氨水溶液调整pH值到6。

上述实施例1、实施例2、实施例4溶液加温到85-95℃，实施例3、实施例5溶液加温到75-85℃。零件先进行相应的预处理：钢铁零件进行除锈、除油、稀酸活化处理；铝合金、镁合金零件进行除油、去氧化皮、沉锌等处理；铜及合金零件（包括BPC线路板）进行除油、酸洗、氯化钯溶液活化处理；塑料零件进行粗化、活化、解胶等处理；陶瓷经过粗化、活化、解胶等处理。将上述经过不同预处理的各种材质的零件，分别放入各实施例的镀液中施镀2分钟以上，取出水洗，封闭，烘干或吹干。

本发明的高可焊性化学镀镍磷合金溶液，用于获取有焊接需要的化学镍磷合金镀层。

用本溶液镀好的零件进行锡焊试验，挂锡面积大于90%，焊锡和镍磷合金镀层结合力良好。通过平衡法可焊性测试，湿润性良好。

对比例1－5

上述实施例1-5中，去除二价锡化合物和二巯基丁二酸或二巯基丁二酸盐而得相应的对比例1－5，按上述方法进行施镀，镀好的零件进行锡焊试验，对比例1，挂锡面积少于70%；对比例2,4挂锡面积少于40%；对比例3,5挂锡面积少于90%。

Claims (10)

1.一种可获取高可焊性镀层的化学镀镍磷合金溶液，其特征在于：该溶液包括硫酸镍、次磷酸钠、含羧酸根的络合剂、二价锡离子以及二巯基丁二酸或二巯基丁二酸盐，含羧酸根的络合剂选自羟基乙酸、乳酸、丙二酸、丁二酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸、乙酸、丙酸、氨基乙酸或各酸相应盐的一种或多种，各组分含量为：硫酸镍10-50g/l、次磷酸钠8-50g/l、含羧酸根的络合剂10-100g/l、二价锡离子0.1-1000ppm、二巯基丁二酸或二巯基丁二酸盐0.2-1000ppm，溶液的pH值调节至4-7。

2.根据权利要求1所述的可获取高可焊性镀层的化学镀镍磷合金溶液，其特征在于：所述的二价锡离子以硫酸亚锡、氯化亚锡、氟硼酸亚锡、各类有机磺酸亚锡或各类有机羧酸亚锡的一种或多种并存的形式存在。

3.根据权利要求1所述的可获取高可焊性镀层的化学镀镍磷合金溶液，其特征在于：所述的二价锡离子以硫酸亚锡的形式存在，硫酸亚锡含量为2ppm。

4.根据权利要求1所述的可获取高可焊性镀层的化学镀镍磷合金溶液，其特征在于：所述的二价锡离子以氯化亚锡和氟硼酸亚锡二种并存的形式存在，氯化亚锡含量为1ppm，氟硼酸亚锡含量为5ppm。

5.根据权利要求1所述的可获取高可焊性镀层的化学镀镍磷溶液，其特征在于：溶液的pH值采用氢氧化钠或氨水调节。

6.根据权利要求1所述的可获取高可焊性镀层的化学镀镍磷合金溶液，其特征在于：所述化学镀镍磷溶液还含有稳定剂，所述稳定剂选自碘化钾、碘酸钾、硫脲、两价铅离子、两价镉离子、钼酸盐或钨酸盐的一种或多种，稳定剂含量为0-50ppm。

7.根据权利要求6所述的可获取高可焊性镀层的化学镀镍磷合金溶液，其特征在于：所述稳定剂为碘化钾。

8.根据权利要求6所述的可获取高可焊性镀层的化学镀镍磷合金溶液，其特征在于：所述稳定剂为硫脲。

9.根据权利要求1所述的可获取高可焊性镀层的化学镀镍磷合金溶液，其特征在于：所述化学镀镍磷溶液由下述含量的组分组成：六水硫酸镍28g/l、乳酸20g/l、丙酸8g/l、丁二酸16g/l、醋酸钠15g/l、次磷酸钠30g/l、硫脲2ppm、二巯基丁二酸0.5ppm、硫酸亚锡2ppm，采用氢氧化钠溶液调整pH值到4.8。

10.根据权利要求1所述的可获取高可焊性镀层的化学镀镍磷合金溶液，其特征在于：所述化学镀镍磷溶液由下述含量的组分组成：六水硫酸镍25g/l、柠檬酸20g/l、苹果酸15g/l、醋酸钠15g/l、次磷酸钠30g/l 、醋酸铅1.5ppm、二巯基丁二酸钠5ppm、氯化亚锡1ppm，氟硼酸亚锡5ppm，采用氨水溶液调整pH值到4.6。