CN1057300A

CN1057300A - 无引线瓷介电容局部化学镀镍或铜方法

Info

Publication number: CN1057300A
Application number: CN 91103379
Authority: CN
Inventors: 刘炳泗; 袁维富; 王国斌
Original assignee: FUSHUN PETROLEUM COLLEGE
Current assignee: FUSHUN PETROLEUM COLLEGE
Priority date: 1991-05-29
Filing date: 1991-05-29
Publication date: 1991-12-25

Abstract

本发明是对介电陶瓷，特别是无引线瓷介电容局部表面涂抹或印刷一层具有催化特性的有机载体浆料。该浆料经干燥，高温活化后，可直接化学镀镍或铜，结果在瓷介电容局部表面形成一层附着力高，介电性能好，容易焊接的金属层。用本发明所述的局部化学镀镍或铜工艺，可提高劳动生产率3倍，原料成本仅为原来的15％，并且可节省大量贵金属白银。

Description

本发明属于化学镀领域，涉及到无引线瓷介电容表面金属化方法。

无引线瓷介电容表面金属化方法，一直采用传统的被银烧渗工艺，即将配制的银浆涂抹或印刷到瓷介电容规定的表面，为达到工艺要求，需3次被银，三次烧结，在其表面形成被银层。这种传统工艺不但要用大量的贵金属白银，而且涉及到银浆的配制，涂抹或印刷，高温烧结等，该方法过程复杂，周期长，能耗高，经济效益差等。提高经济效益以镍、铜代替贵金属是电子行业研究的重要课题，近年来，电子陶瓷全部浸镀技术已用于工业，但需用机械磨削的方法将边缘金属除去，这对于形状复杂的无引线瓷介电容不适用。日本专利（昭60-60994）陶瓷部分镀金属法是用可溶于碱的保护层墨水，在所希望的部位进行覆盖，干燥后粘附上钯和锡胶态催化剂，与碱溶液接触，使其活化的同时，将保护层墨水溶去，然后进行化学镀，该法虽能解决局部镀问题，但需事前保护，工艺复杂，且使用胶态钯催化剂，介电性能劣化，附着力低。中国专利（CN 86103987）《陶瓷玻璃常温化学镀铜、镍、钴》改变了原来的事前保护金属化法。其采用催化剂胶体的主体成分是铝、硅酸盐，催化金属是钯、铑、钴等卤化物。增稠剂是阿拉伯胶，聚乙烯醇等。表面活性剂是非离子型，阴离子，阳离子型。该法虽然能解决局部镀覆问题，但由于基体与镀层之间硅-铝层的存在，将导致电容器的介电损耗增加。对介电陶瓷，特别是高频无引线瓷介电容使用性很小。

本发明的目的是为无引线瓷介电容提供一种新的局部化学镀方法。该方法操作简单，成本较低，附着力强，介电性能良好。

本发明提供无引线瓷介电容局部金属化方法，发明特征是应用了含催化特性的浆料组成，将该浆料涂覆在基体表面，然后干燥，高温活化，经预镀后可进行化学镀镍，也可直接化学镀铜。催化浆料组成，又分为涂抹的催化浆料和印刷的催化浆料两种，涂抹的催化浆料组成由0.05～10%（重量）PdCl₂;0.5～5%（重量）HCl（1∶1）;50～95%（重量）甲基溶纤素;1～20%（重量）醋酸纤维素;1～20%（重量）聚乙二醇所组成。印刷的催化浆料的重量百分组成为0.05～10%（重量）PdCl₂;0.1～5%（重量）HCl（1∶1）;20～70%（重量）甲基溶纤素;10～20%（重量）环己酮;5～20%（重量）松油醇;1～30%（重量）醋酸纤维素;1～20%聚乙二醇;1～15%（重量）碳粉。

经过预镀液处理后的镀件沉积速度均匀，迅速，预镀液的组成为0.1～1.5g/l硫酸镍;10～30g/l NaH₂PO₂;1～10ml/l水合肼[85%（wt）]处理温度为30～60℃。如果因化学镀不及时而造成的活化后基体失活，可采用重新活化处理。化学镀铜过程中可用硬脂酸钠和2-酰基苯并噻唑，其中一种或两种混合组成的水溶液缓蚀剂，可使镀铜层保持两个月不氧化，各种性能均达到指标要求。本发明除无引线瓷介电容外，还有较大的适用性，如氧化铝系，压电陶瓷，介电陶瓷，磁性陶瓷等，对上述任一基体材料先进行预处理，即配制具有催化特性浆料涂抹或印刷在基体需金属化的部位，催化浆料的配制是用1∶1HCl溶于Pd、Pt、Rt等盐类的其中一种呈离子状态，然后用甲基溶纤素，松油醇，环己酮，其中的一种或几种混合倒入溶于金属盐的盐酸中，再加入醋酸纤维素，聚乙二醇，颗粒直径在1μm以下的碳粉，按涂抹或印刷手段调节适当的粘度。增稠剂的加入可使浆料长期稳定，而且使陶瓷体上涂覆更易于伸长，碳粉的加入可提高印刷精度，防止流滴。催化浆料配好后，在对无引线瓷介电容涂覆前，应对基体进行清洁处理，可用去污能力强的表面活性剂清洗或高温烧洁处理，或超声波处理，再充分漂洗干燥，然后将催化浆料涂覆在基体表面，涂覆工艺可采用涂抹，滚刷或印刷等手段。可以全部覆盖，也可对任意的点、线、面覆盖。将涂上催化浆料的介电陶瓷基体，在60～150℃的条件下干燥。干燥方法可用红外干燥，烘箱干燥，自然干燥，接着在高温炉（450～800℃）内活化处理5～15分钟缓慢冷却。经活化处理后的催化基体，溶剂和增稠剂蒸发或燃烧除去，其催化金属盐分解生成颗粒精细的单质，嵌在陶瓷基体细小的空隙之中，成为下步化学镀镍或铜的结晶核，由于这种细小的“锚钩”效应，使镀层与基体的结合力明显增加。经活化后的陶瓷基体，根据工业要求即可选用化学镀镍，为了提高镀镍的沉积速度，镀膜均匀致密，可用预镀液处理10分钟，所用预镀液为硫酸镍0.1～5g/l，10～30g/l NaH₂PO₂，1～10ml水合肼[85%（重量）]，处理温度30～60℃，然后进行化学镀镍。化学镀液可以选用高温、低温、酸性、碱性配方，其中以中温碱性配方最佳，PH为9～10。化学镀液由金属离子，络合剂，还原剂，缓冲剂，稳定剂组成，最后在基体的局部表面沉积一层附着力强，介电性能好的Ni-P合金镀层。

本发明工艺简单，操作方便，金属镀层具有良好的物理性能和强的附着力和可焊性。是一种成本低，效益高，切实可行的化学镀法。

以下的实施例为进一步说明本发明的内容，而不是限制本发明的范围。

制备例1

催化浆料的配制：称取1000g PdCl₂，用10ml 1∶1的HCl使其溶解再加入920ml甲基溶纤素和40ml聚乙二醇配成清漆。然后加入45g醋酸纤维素溶解，即配成涂抹的催化浆料。

制备例2，按制备例1相同的方法溶解1gPdCl₂，再加甲基溶纤素400ml，环己酮250ml，松油醇70ml，配成清漆，加入50g碳粉分散于该清漆中。用300目的纱网过滤，其滤液加入257g醋酸纤维素和充分溶解，即配成黑色的印刷浆料。

实施例1

取D10.5mm，厚1.5mm的瓷介电容基体，经清洗，粗化后用上述浆料抹面积见附图1，经涂覆后的瓷体在90℃的烘箱中干燥，然后放在700℃的高温炉中处理10分钟，待自然冷却后，置入下列预镀液中预镀10分钟，预镀液组成：NiSO₄2.5g/l，NaH₂PO₂25g/l;水合肼[85%（重量）]50ml/l。再化学镀镍：硫酸镍40g/l;柠檬酸钠80g/l;三乙醇胺75ml/l;NH₄Cl40g/l;NaH₂PO₂25g/l;PH＝9～10，温度在55～65℃，15分钟，取出冲洗，干燥，焊接测得镀层结合力均在11公斤以上，特殊情况可达18公斤，其介电损耗值均在7×10^-4以下（注：介电损耗值还决定于瓷体本身）。

实施例2

按照实施例1相同的前处理，然后用300目的印刷机将浆料印刷到瓷体需金属化的部位，干燥后在650℃的高温炉中活化处理10分钟，冷却后直接化学镀铜：硫酸铜8g/l;酒石酸钾钠10g/l;EDTA＝钠22g/l;氢氧化钠12g/l;α，α-联吡啶20mg/l;甲醛[3.6%（重量）]9ml/l;甲醇2.5mg/l;亚铁氰化钾10mg/l;PH为12～12.5，其镀层的结合力均在12Kgf以上。

实施例3

用D4.5mm的氧化铝磁棒，经脱脂清洗后，干燥，不经过粗化，用旋转式涂抹机将上述浆料涂抹在氧化铝磁棒的两端，经120℃烘干后，分别在600℃、650℃、700℃、750℃、800℃的高温炉内加热活化，然后直接化学镀铜。测得镀层的结合力分别为12.45，15.34，15.58，16.06，13.25Kgf。

Claims

1、一种无引线瓷介电容局部金属化方法包括对基体材料进行清洁处理，再将浆料涂覆至基体的表面，然后干燥，高温活化，经予镀后可进行化学镀镍，也可直接化学镀铜，其特征是应用具有催化特性的浆料涂覆在基体的表面。

2、根据权利要求1所述的金属化方法，其特征是催化浆料的组成，其又分为涂抹的催化浆料和印刷的浆料两种，涂抹的催化浆料组成如下：

组成重量百分数

PdCl₂0.05～10%

HCl（1∶1） 0.5～5%

甲基溶纤素 50～95%

醋酸纤维素 1～20%

聚乙二醇 1～20%

印刷催化浆料组成如下：

组成重量百分数

PdCl₂0.05～10%

HCl（1∶1） 0.1～5%

甲基溶纤素 20～70%

环己酮 10～20%

松油醇 5～20%

醋酸纤维素 1～30%

聚乙二醇 1～20%

碳粉 1～15%

3、根据权利要求1所述的基本材料还包括氧化铝系，压电陶瓷，介电陶瓷，磁性陶瓷等。

4、根据权利要求1所述的涂覆工艺包括涂抹，滚刷或印刷等，可以对基体材料全部覆盖，也可以对任意的点、线、面覆盖。

5、根据权利要求1所述的对基体材料进行清洁处理，可用清洁能力强的表面活性剂清洗或高温烧洁处理，或超声波处理，再充分漂洗干燥。