CN103806058A

CN103806058A - 一种led引脚电镀高光泽银镀层的方法

Info

Publication number: CN103806058A
Application number: CN201210444100.4A
Authority: CN
Inventors: 林永峰
Original assignee: WUXI XINSANZHOU STEEL Co Ltd
Current assignee: WUXI XINSANZHOU STEEL Co Ltd
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2014-05-21

Abstract

本发明涉及一种LED引脚电镀高光泽银镀层的方法，包括：(1)投入LED引脚；(2)用碳酸钠对引脚材料表面进行热脱脂和电脱脂；(3)酸活化；(4)电镀铜；(5)电镀银；(6)对镀层清洗干燥和保护处理，其特征在于：所述的酸活化采用40-80g/L的氢氟酸和5-15g/L的硫酸混合液;所述的镀铜为两步镀铜，先采用氰化镀铜，再采用硫酸铜镀铜；所述的镀银工艺为：硝酸银20-50g/L；乙内酰脲140-200g/L；碳酸钾30-70g/L；硼酸5-15g/L；柠檬钾120-140g/L；光亮剂10～15mL/L；温度20～100℃；阴极电流密度0.1～2A/dm²；阳极99.99％纯银板。所述方法能够在极薄的银镀层（1μm）的情况下，仍能达到1.7-1.8的光泽度，充分后继焊接质量和导电性能的需求。

Description

一种LED引脚电镀高光泽银镀层的方法

技术领域

本发明涉及电沉积技术领域，涉及一种LED引脚电镀高光泽银镀层的方法。

背景技术

作为一种全新的照明技术，发光二极管(LightEmittingDiode，LED)是利用半导体芯片作为发光材料、直接将电能转换为光能的发光器件。它是一种光电转化率极高的冷光源，能耗只有白炽灯的1/8~1/10，而使用寿命可达10万小时。自20世纪60年代世界第一个半导体发光二极管诞生以来，随着技术和加工工艺的改进，LED具有了寿命长、节能、色彩丰富、安全、环保等特性，得到了世界各国的大力推广，可广泛的应用于家庭、商业或公共场所照明，DVD、笔记本电脑、电视机的彩色显示屏的背光，广告灯、路灯及标志灯，汽车及运输工具的内外照明及数码相机的闪光灯等。随着技术的完善，其应用领域会越来越广泛。LED的引脚一般为冲压件，表面不平整，要对其进行电镀，而LED引脚电镀后表面的光泽度对后继焊接质量和导电性能有较大影响，间接影响了LED的发光亮度，在一些高端电子产品中，LED引脚的光泽度要求较高。

现有技术中常用的提高LED引脚的光泽度的方法为镀银。银是一种可锻、可塑的贵金属，同金一样，由于其在地壳中的含量少，同时具有光亮外观，因而在装饰行业中得到广泛的应用。装饰性电镀银要求镀层与基体的结合强度高、耐磨、抗腐蚀及抗变色能力强，外观光亮细致。以往使用最广泛、研究最多的光亮镀银体系为碱性氰化物光亮电镀银体系，但随着人们环保意识的增强，有氰电镀银必将逐渐被淘汰。因此，以往研制的氰化镀银光亮剂已不适合未来的发展方向，开发无氰镀银光亮剂应当是今后的主要发展方向。无氰光亮电镀银工艺从20世纪70年代开始研究以来，虽然取得了一些成果，但其工艺仍不很成熟，为了获得光亮银镀层，通常需要对电镀得到的暗银镀层进行机械抛光或化学出光，这样不仅浪费大量的人力、物力，还在抛光过程中浪费大量的白银。也有采用在无氰镀银液中加入光亮剂直接得到镜面光亮镀银层的报道，但至目前为止，光亮镀银一般是采用有机添加剂(大多数是含易于参与反应的含硫化合物)来获得光亮镀银层，这样获得的镀层由于含硫，镀层易变色、脆性较大，可焊性较差。也有在镀液中添加锑盐或硒盐的报道，但并不能得到满意的光亮镀层。

而现有电镀银工艺很难保证LED引脚的高光泽度，为了确保后续生产所需要的高光泽度，通常的采用的方法是简单增加银镀层的厚度，但是这样容易造成实际镀膜的厚度远大于目标厚度，易造成贵金属银的浪费，成本增加。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种LED引脚电镀高光泽银镀层的方法。所述方法能够在极薄的银镀层（1μm）的情况下，仍能达到1.7-1.8的光泽度，充分后继焊接质量和导电性能的需求。

LED的引脚一般由铜冲压而成，这是由于铜导线可以降低互连阻抗，降低功耗和成本，随着电子产品技术的发展，铜已经为电子产品中电路制造中的主流互连材料。冲压的引脚表面凹凸不平，要对其表面进行电镀处理，以提高表面的光泽度。电镀工艺包括：(1)投入LED引脚，此引脚为冲压后投入；(2)用碳酸钠对引脚材料表面进行热脱脂和电脱脂；(3)酸活化，加酸以增强铜微蚀剂的腐蚀效果，以此活化金属表面，并采用化学抛光腐蚀素材表面，用有机分子填平，此外采用通电利用电解抛光以增加抛光效果；(4)镀铜，配置电镀铜溶液进行电镀铜；(5)镀银，即配置电镀银溶液，进行电镀银；(6)对镀层清洗干燥和保护处理。其中酸活化、镀铜、镀银对引脚的表面光泽度有较大影响。本发明针对现有LED引脚的电镀工艺中上述3个步骤的具体工艺参数进行了全面的研究和改进，从而实现了本发明。

为了实现以上目的，本发明的技术方案是：

一种LED引脚电镀高光泽银镀层的方法，包括：(1)投入LED引脚；(2)用碳酸钠对引脚材料表面进行热脱脂和电脱脂；(3)酸活化；(4)电镀铜；(5)电镀银；(6)对镀层清洗干燥和保护处理，其特征在于：

所述的酸活化采用40-80g/L的氢氟酸和5-15g/L的硫酸混合液；

所述的镀铜为两步镀铜，先采用氰化镀铜，再采用硫酸铜镀铜；

所述的镀银工艺为：硝酸银20-50g/L；乙内酰脲140-200g/L；碳酸钾30-70g/L；硼酸5-15g/L；柠檬钾120-140g/L；光亮剂10～15mL/L；温度20～100℃；阴极电流密度0.1～2A/dm²；阳极99.99％纯银板；

其中，本发明的无氰镀银光亮剂由0.1～1mol/L胡椒醛、0.1～2mol/L亚硫酸氢钠、0.1～2mol/L三乙醇胺、0.1～1mol/L丁炔二醇制成。上述无氰镀银光亮剂的制备方法按照如下步骤进行：a、将0.1～2mol亚硫酸氢钠配成饱和溶液；b、将0.1～1mol胡椒醛加到a步骤配制的饱和的亚硫酸氢钠溶液中，超声震荡30～60min，使全部的胡椒醛变成亚硫酸氢钠的加成产物；c、另将0.1～2mol三乙醇胺、0.1～1mol丁炔二醇溶解于c步骤配制的溶液中，加入溶剂稀释至1L，经混合均匀后即得所需之光亮剂。

本发明具有以下优点：本发明制备的光亮剂，加入乙内酰脲-硝酸银系无氰镀银液中，可得到表面平整、结晶细致、与基体结合力强的镜面光亮镀层。另外由于本发明的光亮剂不含参与反应的含硫化合物，克服了含硫光亮剂易于使镀层变色的缺点。同一般的无氰镀银光亮剂相比，在操作工艺上具有不含参与反应的含硫化合物、易于配制、分散能力好等优点。本发明的方法能够在极薄的银镀层（1μm）的情况下，仍能达到1.7-1.8的光泽度，充分后继焊接质量和导电性能的需求。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

所述的酸活化采用40-80g/L的氢氟酸和5-15g/L的硫酸混合液；

所述的镀银工艺为：硝酸银20-50g/L；乙内酰脲140-200g/L；碳酸钾30-70g/L；硼酸5-15g/L；柠檬钾120-140g/L；光亮剂10～15mL/L；温度20～100℃；阴极电流密度0.1～2A/dm²；阳极99.99％纯银板。

具体实施方式一：本实施方式的无氰镀银光亮剂由0.1～1mol/L胡椒醛、0.1～2mol/L亚硫酸氢钠、0.1～2mol/L三乙醇胺、0.1～1mol/L丁炔二醇制成。其中溶剂为可以使上述四种成分互溶的任意溶剂，例如水，或乙醇和水的混合液。

本实施方式中所述丁炔二醇可以是1，4-丁炔二醇、丙氧基丁炔二醇、乙氧基丁炔二醇中的一种或几种的混合物。

具体实施方式二：本实施方式的无氰镀银光亮剂由0.1mol/L胡椒醛、0.5mol/L亚硫酸氢钠、1mol/L三乙醇胺、0.5mol/L1，4-丁炔二醇、0.5mol/L丙氧基丁炔二醇制成。

具体实施方式三：本实施方式的光亮剂由0.1mol/L胡椒醛、0.2mol/L亚硫酸氢钠、2mol/L三乙醇胺、1mol/L1，4-丁炔二醇制成。

具体实施方式四：本实施方式的光亮剂由1mol/L胡椒醛、1.5mol/L亚硫酸氢钠、0.5mol/L三乙醇胺、0.2mol/L丙氧基丁炔二醇制成。

具体实施方式五：本实施方式的光亮剂由0.3mol/L胡椒醛、1mol/L亚硫酸氢钠、1.5mol/L三乙醇胺、0.1mol/L乙氧基丁炔二醇制成。

具体实施方式六：本实施方式的光亮剂由0.7mol/L胡椒醛、2mol/L亚硫酸氢钠、1mol/L三乙醇胺、0.5mol/L1，4-丁炔二醇制成。

具体实施方式七：本实施方式按照如下方法制备无氰镀银光亮剂：a、将0.1～2mol亚硫酸氢钠配成饱和溶液；b、将0.1～1mol胡椒醛加到a步骤配制的饱和的亚硫酸氢钠溶液中，超声震荡30～60min，使全部的胡椒醛变成亚硫酸氢钠的加成产物；c、另将0.1～2mol三乙醇胺、0.1～1mol丁炔二醇溶解于c步骤配制的溶液中，加入溶剂稀释至1L，经混合均匀后即得所需之光亮剂。

本实施方式中所述溶剂为水，或者为水和乙醇的混合物；所述丁炔二醇可以是1,4-丁炔二醇、丙氧基丁炔二醇、乙氧基丁炔二醇中的一种或几种的混合物。

具体实施方式八：本实施方式按照如下步骤制备无氰镀银光亮剂：将0.2mol亚硫酸氢钠配成饱和溶液；然后将0.1mol的胡椒醛加到前述配制的饱和的亚硫酸氢钠溶液中，超声震荡30min，使全部的胡椒醛变成亚硫酸氢钠的加成产物；另将2mol三乙醇胺、1mol丁炔二醇溶解于前述配制的溶液中，以水或乙醇稀释至1L，经混合均匀后即得所需之光亮剂。

将本实施方式提供的光亮剂加入无氰镀银镀液中按常规方法进行电镀，即可得到表面平整、结晶细致的镜面光亮镀层，且该光亮剂同一般的无氰镀银光亮剂相比在操作工艺上具有以下特点：

1.本实施方式提供的光亮剂在电沉积过程中不含参与反应的含硫化合物，获得的镀层不含硫，镀层的抗变色能力强。

2.将本实施方式提供的光亮剂加入无氰镀银镀液中按常规方法进行电镀，获得的镀层经锉刀试验法和弯曲试验法测试镀层与基体的结合强度，试验后镀层未出现起皮、脱落等现象，说明镀层与基体结合良好。

3.将本实施方式提供的光亮剂加入无氰镀银镀液后，镀液的电流效率高，分散能力好，在本发明推荐使用的最佳电镀工艺条件中电流效率为99.1％，分散能力为86.2％。

本发明推荐使用的最佳电镀银工艺条件为：

硝酸银35g/L；

乙内酰脲170g/L；

碳酸钾50g/L；

硼酸10g/L；

柠檬酸钾100g/L；

光亮剂10～15mL/L；

温度20～100℃；

阴极电流密度0.1～2A/dm²；

阳极99.99％纯银板。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种LED引脚电镀高光泽银镀层的方法，包括：(1)投入LED引脚；(2)用碳酸钠对引脚材料表面进行热脱脂和电脱脂；(3)酸活化；(4)电镀铜；(5)电镀银；(6)对镀层清洗干燥和保护处理，其特征在于：

所述的酸活化采用40-80g/L的氢氟酸和5-15g/L的硫酸混合液；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述无氰镀银光亮剂由0.1～1mol/L胡椒醛、0.1～2mol/L亚硫酸氢钠、0.1～2mol/L三乙醇胺、0.1～1mol/L丁炔二醇制成。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于光亮剂由0.1mol/L胡椒醛、0.2mol/L亚硫酸氢钠、2mol/L三乙醇胺、1mol/L1,4-丁炔二醇制成。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于光亮剂由1mol/L胡椒醛、1.5mol/L亚硫酸氢钠、0.5mol/L三乙醇胺、0.2mol/L丙氧基丁炔二醇制成。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于光亮剂由0.3mol/L胡椒醛、1mol/L亚硫酸氢钠、1.5mol/L三乙醇胺、0.1mol/L乙氧基丁炔二醇制成。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于光亮剂由0.7mol/L胡椒醛、2mol/L亚硫酸氢钠、1mol/L三乙醇胺、0.5mol/L1，4-丁炔二醇制成。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于光亮剂由0.1mol/L胡椒醛、0.5mol/L亚硫酸氢钠、1mol/L三乙醇胺、0.5mol/L1，4-丁炔二醇、0.5mol/L丙氧基丁炔二醇制成。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述光亮剂按照下述步骤进行制备：a、将0.1～2mol亚硫酸氢钠配成饱和溶液；b、将0.1～1mol胡椒醛加到a步骤配制的饱和的亚硫酸氢钠溶液中，超声震荡30～60min，使全部的胡椒醛变成亚硫酸氢钠的加成产物；c、另将0.1～2mol三乙醇胺、0.1～1mol丁炔二醇溶解于c步骤配制的溶液中，加入溶剂稀释至1L，经混合均匀后即得所需之光亮剂。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述溶剂为水，或者为水和乙醇的混合液。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述丁炔二醇为1，4-丁炔二醇、丙氧基丁炔二醇、乙氧基丁炔二醇中的一种或几种的混合物。