CN103938193B

CN103938193B - 一种用于气密玻封接线端子的环保高磷化学镀镍液及其应用

Info

Publication number: CN103938193B
Application number: CN201410175701.9A
Authority: CN
Inventors: 黄胜平
Original assignee: SHENZHEN CITY DIKAI NEW TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN CITY DIKAI NEW TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2034-04-28
Also published as: CN103938193A

Abstract

本发明公开了一种用于气密玻封接线端子的环保高磷化学镀镍液，由以下浓度的原料组成：硫酸镍:25-27g/L,次磷酸钠:19-22g/L,氢氧化钠:20-23g/L,乳酸:41-44g/L,柠檬酸三钠:1.5-2.3g/L,苹果酸:13-15g/L,甘氨酸:8-12g/L,OP-10:0.2-0.4ml/L,氯化亚锡:0.26-0.3g/L,顺丁烯二酸酐:0.26-0.34g/L,N，N-二乙基丙炔胺:3-5mg/L。本发明公开了一种采用上述化学镀镍液进行化学镀的方法。本发明能够使得不锈钢针与铁盖可同时化学镀镍并上镀均匀，同时保证烧结玻璃上不产生任何镍核，从而解决了保持玻璃表面光亮洁净的难题。

Description

一种用于气密玻封接线端子的环保高磷化学镀镍液及其应用

技术领域

本发明涉及一种用于气密玻封接线端子的环保高磷化学镀镍液及其应用，主要应用于不锈钢(针)与铁盖通过玻璃粉烧结而成的电接插件(气密玻封接线端子)上，属于化学镀技术领域。

背景技术

随着电子技术的发展，金属玻璃封装技术得到越来越广泛的应用并对品质提出越来越高要求，除了高气密、高绝缘、耐高压和高耐蚀性要求外，对环保、耐摩擦、易焊接等性能也提出更高的要求，为达到以上要求，除了金属玻璃烧结技术过硬外，对烧结后产品的表面处理技术也提出了越来越苛刻的要求，其中高磷化镀镍应用最为广泛；但是市场上高磷化学镀镍在这方面的应用存在很多的不足，如不锈钢针(以下简称钢针)难上镀或钢针较铁盖起镀严重滞后，或玻璃上镍，或钢针镀层结合力差，或钢针镀层难焊接，或不环保等，很难有一款产品同时满足以上要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于气密玻封接线端子的环保高磷化学镀镍液，能够使得不锈钢针与铁盖可同时化学镀镍并上镀均匀，同时保证烧结玻璃上不产生任何镍核(镍屑或镍痕等)，从而解决了保持玻璃表面光亮洁净的难题。

实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种用于气密玻封接线端子的环保高磷化学镀镍液，其特征在于，由以下浓度的原料组成：

优选地，环保高磷化学镀镍液，由以下浓度的原料组成：硫酸镍:26g/L,次磷酸钠:20.5g/L,氢氧化钠:21.5g/L,乳酸:42.5g/L,柠檬酸三钠:1.9g/L,苹果酸:14g/L,甘氨酸:10g/L,OP-10:0.3ml/L,氯化亚锡:0.28g/L,顺丁烯二酸酐:0.3g/L,DEP:4mg/L。

一种化学镀的方法，包括将烧结好的气密玻封接线端子进行碱性氧化处理、酸蚀处理、活化处理、中和处理、化学镀镍处理及风干处理的过程，其特征在于：采用上述环保高磷化学镀镍液进行化学镀镍，控制工艺参数如下：pH值控制在4.3-5.2,温度控制在83-92℃；化学镀镍液中，Ni²⁺的浓度控制在5.5-6.2g/L,次亚磷酸钠的浓度控制在17-23g/L。

上述化学镀镍液中的Ni²⁺的浓度、次亚磷酸钠的浓度采用化学镀中的常规检测方法进行检测。

优选地，利用本发明所述环保高磷化学镀镍液施镀，镀速在8-13μm/h，镀层含磷量在11-13wt％；镀液寿命可达12个周期。

优选地，碱性氧化处理步骤的工艺条件：KMnO4：70-80g/L,NaOH：100-120g/L,温度为88-95℃,时间为60-90min。

优选地，所述的各处理步骤之间都要增加水洗处理步骤。

优选地，酸蚀处理的工艺条件：浓度为35-45％的盐酸，占盐酸质量的3％的若丁，控制温度为45-55℃,时间为7-9min。

优选地，活化处理的工艺条件：浓度为25-35％的盐酸,控制温度为45-55℃,时间为1.5-2min。

优选地，中和处理的工艺条件：通过氨水调pH至12-13，控制温度为60-80℃。

本发明的有益效果在于:

1、本发明的配方是以硫酸镍为主盐，以次磷酸钠为还原剂；乳酸为主络合剂，以稳定镀液延长镀液使用寿命；以柠檬酸三钠、苹果酸为辅助络合剂，以提高和控制镀层的含鳞量和细化镀层的晶粒度，使镀层致密，孔隙率降低；以甘氨酸为促进剂，提高镀液的镀速；采用复合光亮稳定剂：SnCL₂、顺丁烯二酸酐和DEP，此复合光亮稳定剂与以上复合络合剂的协同作用，不仅可以很好地抑制镀液自身分解避免镀液活性镍核的生成从而防止玻璃上镀镍，同时也有利于镀层的锡焊，另外此复合稳定光剂使镀液体系活性适中有利于不锈钢起镀(滚镀)，镀层也具有一定的光亮度；非离子型表面活性剂OP-10的加入也可改善镀层的晶粒细度，提高镀层耐蚀性和镀液热稳定性。本发明具有如下优点：1、镀液稳定性好，化学活性适中，避免玻璃上镍；2、不锈钢针易起镀，却镀层6um内90度弯折无裂痕，不起皮；3、镀层结晶致密，具高耐蚀性；4、镀层表面光滑，抗摩擦，焊接优良。

因此，本发明解决了端子化学镀镍存在的以下技术问题：

1)不锈钢针与铁盖可同时化镀镍并上镀均匀，而烧结玻璃上不产生任何镍核(镍屑或镍痕等)，从而解决了保持玻璃表面光亮洁净的难题，保障接线柱间或接线柱与盖壳间高绝缘、耐高电压的品质。

2)化学镀镍层均匀致密，孔隙率低，硬度高，镀层光滑，磷含量11％以上，保障镀层的耐蚀性、耐磨性要求。

3)解决了一般高磷镍镀层难于锡焊的问题。

4)环保，不含Pb²⁺、Cd²⁺、Cr⁶⁺、Hg⁺等禁用物质。

5)同样适用锂电池(ER.CR系列)密封盖板，锂锰电池玻封件，通讯玻封接插件，集成电路玻封件，半导体玻封件，光纤玻封接插件和各类密封绝缘军工产品的表面高磷化学镀镍行业。

2、本发明前处理采用了碱性氧化工艺，主要是针对不锈钢针烧结后形成的致密氧化膜(硬膜)进行再氧化，对主要由FeO、Fe₃O₄组成氧化膜转化为三价铁氧化膜层，起到氧化、渗透、疏松作用，利于后续酸蚀活化，彻底露出活性基底。

附图说明

图1为采用实施例1的化学镀镍液生成的工件的图片。

图2为采用实施例1的化学镀镍液生成工件的另一个角度拍摄的图片。

图3为采用实施例1的化学镀镍液生成工件的烧结玻璃表面情况的图片。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述：

下面针对端子化学镀Ni-P合金对本发明作具体的说明。

实施例1：

本发明的实施过程严格按照端子化学镀工艺流程进行控制，包括将烧结好的气密玻封接线端子进行碱性氧化、酸蚀、活化、中和、化学镀镍及风干处理的过程，其中，

碱性氧化处理步骤的工艺条件：KMnO4：70-80g/L,NaOH：100-120g/L,温度为88-95℃,时间为60-90min。

酸蚀的工艺条件：浓度为35-45％的盐酸，占盐酸质量的3％的若丁，控制温度为45-55℃,时间为7-9min。

活化的工艺条件：浓度为25-35％的盐酸,控制温度为45-55℃,时间为1.5-2min。

中和的工艺条件：通过氨水调pH至12-13，控制温度为60-80℃。

上述各步骤之间都要进行水洗。

采用环保高磷化学镀镍液进行化学镀镍，所述环保高磷化学镀镍液，由以下浓度的原料组成：硫酸镍:26g/L,次磷酸钠:20.5g/L,氢氧化钠:21.5g/L,乳酸:42.5g/L,柠檬酸三钠:1.9g/L,苹果酸:14g/L,甘氨酸:10g/L,OP-10:0.3ml/L,氯化亚锡:0.28g/L,顺丁烯二酸酐:0.3g/L,DEP:4mg/L。

操作控制工艺参数：PH:4.4-4.8,温度:85-88℃,Ni²⁺的浓度控制在5.5-6.2g/L,次亚磷酸钠的浓度控制在17-23g/L，滚镀时间:32min。承载量：20L镀液滚镀90个端子。

经对以上端子随机抽取9个分别对不锈钢针和铁盖的镀层厚度进行厚度测试，结果如表1：

表1

从表1可以看出，钢针与端盖的镀层厚度非常接近，因此，可以看出基本上是同时起镀。

参照图1-图3，采用本实施例所述环保高磷化学镀镍液进行化学镀镍后，烧结玻璃洁净、光滑黑亮、无镍屑等异物。

对上述生产端子按每项测试项目均按10％随机抽取(9个)，进行以下性能测试，结果如表2：

表2

注：端子铁盖外径28.0-28.5mm；钢针中心距：11.66/-0.13mm；钢针直径：3.2mm。

实施例2-3：

与实施例1相比，所不同的是对主辅络合剂、复合稳定光亮剂进行调整,其他不变。如表3：

表3

物料名称	实施例2	实施例3
			乳酸(g/L)	41.2	43.8
柠檬酸三钠(g/L)	1.5	2.63
			苹果酸(g/L)	13.2	15
甘氨酸(g/L)	8.3	11.2

氯化亚锡(g/L)	0.27	0.3
			顺丁烯二酸酐(g/L)	0.26	0.33
DEP(mg/L)	3	5
			OP-10(ml/L)	0.23	0.36

经试验(分别5L烧杯模拟试制30个各抽5个)和测试，结果如表4：

表4

参照表4，从试验情况看，采用配制参数下线时因镀液活性强有利于提高镀速，钢针上镀也更容易，但镀液稳定性略差；采用参数上线时，镀液稳定性提高，但镀速会偏低，所以可以根据客户的要求进行调整；但对于端子化镀工艺，建议采用参数中上限范围。

本发明在施镀过程中也应注意控制以下：一是对化学镀镍溶液最好采用2μm滤芯循环过滤，有利于保证和提高镀液的稳定性，同时对避免玻璃镀上镍也起到一定的作用；二是对烧结过程中钢针上形成的氧化膜应进行彻底碱性氧化、酸蚀和活化以彻底露出活性基底，以排除前处理不好带来的上镀不良和结合力不好；三是在施镀过程中，严格按化学镍液操作工艺参数进行控制，补充添加时尽量做到少加勤加，在条件许可时对镀液pH和温度控制随MOTO(添加周期)按先低后高原则进行调整，这样也有利于提高施镀过程中镀层质量的稳定性，避免玻璃上镍，保持钢针与钢盖上镀始终均一；施镀速率始终保持在8～13μm/h。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种用于气密玻封接线端子的环保高磷化学镀镍液，其特征在于，由以下浓度的原料组成：

2.根据权利要求1所述的用于气密玻封接线端子的环保高磷化学镀镍液，其特征在于,由以下浓度的原料组成：硫酸镍:26g/L,次磷酸钠:20.5g/L,氢氧化钠:21.5g/L,乳酸:42.5g/L,柠檬酸三钠:1.9g/L,苹果酸:14g/L,甘氨酸:10g/L,OP-10:0.3ml/L,氯化亚锡:0.28g/L,顺丁烯二酸酐:0.3g/L,N，N-二乙基丙炔胺:4mg/L。

3.一种化学镀的方法，包括将烧结好的气密玻封接线端子依次进行碱性氧化处理、酸蚀处理、活化处理、中和处理、化学镀镍处理及风干处理的过程，其特征在于：采用权利要求1所述的用于气密玻封接线端子的环保高磷化学镀镍液进行化学镀镍处理，控制工艺参数如下：pH控制在4.3-5.2,温度控制在83-92℃；化学镀镍液中，Ni²⁺的浓度控制在5.5-6.2g/L,次亚磷酸钠的浓度控制在17-23g/L。

4.根据权利要求3所述的化学镀的方法，其特征在于：在化学镀镍处理步骤中，镀速为8-13μm/h，镀层含磷量在11-13wt％。

5.根据权利要求3所述的化学镀的方法，其特征在于：所述碱性氧化处理步骤的工艺条件：KMnO₄：70-80g/L,NaOH：100-120g/L,温度为88-95℃,时间为60-90min。

6.根据权利要求5所述的化学镀的方法，其特征在于：所述的各处理步骤之间都要增加水洗处理步骤。

7.根据权利要求3所述的化学镀的方法，其特征在于：所述酸蚀处理的工艺条件：浓度为35-45％的盐酸，占盐酸质量的3％的若丁，控制温度为45-55℃,时间为7-9min。

8.根据权利要求3所述的化学镀的方法，其特征在于：所述活化处理的工艺条件：浓度为25-35％的盐酸,控制温度为45-55℃,时间为1.5-2min。

9.根据权利要求3所述的化学镀的方法，其特征在于：所述中和处理的工艺条件：通过氨水调pH至12-13，控制温度为60-80℃。