CN1060420C - 电镀后性能可恢复的片式元件的端电极的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电镀后性能可恢复的片式元件的端电极，该端电极包括内层的银层和中间的镍层，还包括外层的金属层，该金属层为银、金、铂、钯中的任何一种。其制备方法是首先在烧有银层的电极上电镀镍，再在镍层上电镀银、金、铂、钯中的任何一种金属，最后将电镀样品在氧化气氛中热处理。本发明研制的端电极，最外层为熔点较高的可焊性良好的金属，因而可使片式元件能够在电镀后进行氧化热处理，以消除电镀产生的不利影响。
Description
本发明涉及一种电镀后性能可恢复的片式元件的端电极的制备方法，属电子元器件技术领域。
表面安装技术是将片式元件的端电极经过波峰焊或再流焊直接焊接到印刷电路板上。由于在焊接过程中银端电极容易熔解在熔融态的焊锡液中而造成端电极的脱落，目前片式元件的银端电极普遍采用电镀的方法形成一层镍阻挡层，阻止焊锡液对银端电极的熔蚀，再在镍层上电镀一层锡(铅)以提高元件的可焊性，形成如图一所示的三层结构的端电极。
在电镀过程中一些片式元件因受到各种因素的影响而使性能下降以至完全失效。在研究过程中发现，如果这些失效样品在空气或氧气中加热到一定温度，其性能可以得到显著改善以至完全恢复。因此如果对电镀后的片式元件进行氧化热处理可以有效地消除电镀产生的各种不利影响。但是由于锡的熔点较低，在二百摄氏度左右容易被氧化而使可焊性下降，使电镀后的片式元件不能在较高温度下进行氧化处理。为此，本专利申请人曾经提出过名称为“一种片式元件的端电极及其制备工艺”的发明专利申请，申请号为96120702．7，将传统三层结构的端电机最外层的镀锡改成烧银，既保留镍阻挡层的优点，又减小电镀对于片式元件的不利影响，但是烧银也有一些缺点，一方面在工艺上比较复杂，增加了生产成本；另一方面，烧银层的厚度不容易控制，使片式元件端电极的尺寸一致性较差。
本发明的目的是提出一种新型结构的端电极的制备方法，即Ag-Ni-M三层结构的端电极，如图二所示。其中M代表一种熔点在500℃以上的可焊性良好的金属。包括Ag、Au、Pd、Pt等。与传统结构的端电极相比，最外层的金属在较高温度下经氧化处理后仍能保持良好的可焊性，因而可以使片式元件能够在电镀后进行氧化热处理以消除电镀产生的各种不利影响，从而提高片式元件的性能和可靠性。
本发明设计的电镀后性能可恢复的片式元件的端电极，由片式元件端部的银层，中间的镍层和最外层的金属层，该金属层为银、金、铂、钯中的任何一种。
上述电镀后性能可恢复的片式元件的端电极的制备方法由下列各步骤组成：
(1)在烧有银层的电极上电镀镍；
(2)在上述镍层外用电镀方法镀上银、金、铂、钯中的任何一种；
(3)将上述第(2)步制得的样品在氧化气氛中400～800℃下，热处理10～100分钟，即为电镀后性能可恢复的片式元件的端电极。
本发明采用与传统端电极一致的电镀成型方法，不用投资新的生产设备，因而在生产上极易实现，另一方面由于本发明采用的端电极可使电镀失效样品的性能恢复，提高了产品的合格率，从而可显著降低产品的生产成本，
附图说明：
图1是已有技术结构示意图。
图2是本发明端电极的结构示意图。
图1和图2中，1是片式元件，2是端电极最里层的银层，3是中间的镍层，4是已有技术中最外层的锡层，5是本发明研制的端电极的最外层，为银、金、铂、钯金属中的任何一种。
下面介绍本发明的实施例。
实施例1：
选取一批表面已烧有银的铌镁酸铅基高性能低烧多层陶瓷电容器片式元件，其尺寸规格为1206，采用滚镀方法镀镍，电镀工艺参数为：
电镀液成分：硫酸镍： 220g／l
氯化镍： 25g／l
硼酸： 35g／l
12烷基硫酸钠： 0．08g／l
电镀液PH值： 4．0
电镀液温度： 50℃
阴极电流密度： 0．2ASD
电镀时间： 30分钟
镀镍之后进行清洗，部分样品继续镀锡作对比用，其余的样品则继续镀银，其中镀锡的工艺参数为：
电镀液锡含量： 22-27g／l
电镀液阴值： 4．0-5．0
阴极电流密度： 0．3-0．8ASD
电镀时间： 40分钟
镀银的工艺参数为：
电镀液成分：氯化银： 40g／l
氰化钾(总量)： 60g／l
氰化钾(游离)： 35g／l
碳酸钾： 20g／l
电镀液温度： 20℃
阴极电流密度： 0．4ASD
电镀时间： 40分钟
镀锡和镀银的样品分别用去离子水反复冲洗。镀锡的样品在150℃下，空气中烘烤2小时，而镀银的样品则在650℃下，空气中烧30分钟，自然冷却后在25℃下测量。结果镀锡的样品有50％的绝缘电阻小于5×109或1KHz下损耗大于0．0250，而镀银的样品只有5％绝缘电阻小于5×109或1KHz下损耗大于0．0250。对于低频电容器如果绝缘电阻小于5×109或1KHz下损耗大于0．0250则为不合格产品。
实施例2
选取一批已烧有银端电极的钛酸钡-锡酸钙基低频多层陶瓷电容器片式元件，采用滚镀的方法镀镍，电镀工艺同实施例1，镀镍之后清洗，部分样品继续镀锡，电镀工艺参数同实施例1，其余的样品则继续镀银，工艺如下：
镀液组成：销酸银： 50g／l
硫代硫酸钠： 280g／l
亚硫酸钢： 80g／l
乙酸钠： 30g／l
硫代氯基脲： 0．8g／l
PH值： 6
温度： 30℃
阴极电流密度： 0．3A8D
电镀时间： 50分钟
镀锡和镀银的样品分别用去离子水反复冲洗，镀锡的样品在150℃的空气中烘烤2小时，而镀银的样品则在空气中650℃烧30分钟，自然冷却后在25℃下测量，结果20％的镀锡样品因绝缘电组小于5×109Ω而失效，而镀银的样品只有3％以下的样品失效。
实施例3
选取一批端部已烧有银电极的铌铋锌-铌铋镍基高频多层陶瓷电容器片式元件，其尺寸规格为1206，采用振动电镀方法镀镍，电镀工艺参数为：
电镀液成分：氨基磺酸镍： 650-780g／l
氯化镍： 60-18g／l
硼酸： 36-48g／l
电镀液PH值： 4．0
电镀液温度： 50-60℃
阴极电流密度： 0．5-0．8ASD
电镀时间： 20-40分钟
镀镍之后进行清洗，部分样品继续镀锡，其工艺参数同例1，其余的样品则继续镀钯。镀钯的工艺参数为：
电镀液成分：钯(以Pd(NH3)4Cl2的形式加入)：15g／l
氯化铵： 15g／l
氢氧化铵： 35g／l
氨(游离)： 5g／l
电镀液PH值： 9．0
电镀液温度： 30℃
阴极电流密度： 0．3ASD
电镀时间： 30分钟
镀锡和镀钯的样品分别用去离子水冲洗，镀锡的样品在150℃下，空气中烘烤2小时，有70％的样品因1KHz下损耗大于0．0006或绝缘电阻小于1010而失效；而镀钯的样品则在650℃下，空气中烧30分钟。自然冷却后25℃下测量，只有10％以下的样品因1KHz下损耗大于0．0006或绝缘电阻小于1010。
实施例4
选取一批端部已烧有银电极的Ni-Zn-Cu铁氧体多层片式电感元件，其型号为LCM1210R-41010M，采用滚镀方法镀镍，电镀工艺参数同实施例1，镀镍之后进行清洗，部分样品继续镀锡，其工艺参数同例1，其余的样品则继续镀铂，镀铂的工艺为：
溶液组成：亚硝酸二氨铂：10g／l
氨基磺酸： 50g／l
温度 60℃
PH值： 2
阴极电流密度： 1ASD
电镀时间： 30分钟
镀锡和镀铂的样品分别用去离水反复冲洗，镀锡的样品在150℃下，空气中烘烤2小时，而镀铂的样品则在650℃在空气中烧30分钟，自然冷却后在25℃下测量，结果镀锡的样品在100MHz下有30％因品质因子Q小于15而失效了，而镀铂的样品只有5％以下的样品失效。
实施例5
选取一批已烧有银端电极的Ni-Zn-Cu铁氧体多层片式电感元件，其型号为LCM1210R-R082M，采用滚镀的方法镀镍，电镀工艺同实施例1，镀镍之后清洗，部分样品继续镀锡，电镀工艺参数同实施例1，其余的样品则继续镀金，工艺为下：
镀液组成：氰化金钾：20g／l
焦磷酸钾：25g／1
氰化银钾：0．05g／l
PH值： 7
温度： 30℃
阴极电流密度： 1ASD
电镀时间： 30分钟
镀金和镀锡的样品分别用去离水反复冲洗，镀锡的样品在150℃的空气中烘烤2小时，而镀金的样品则在空气中650℃烧30分钟，自然冷却后在25℃下测量，结果镀锡的样品在100MHz下有40％因品质因子Q小于27而失效，镀金的样品则只有3％以下失效。
实施例6
选取一批已烧有银端电极的钛酸钡-钛酸镁基高频多层陶瓷电容器片式元件，采用滚镀的方法镀锡，电镀工艺同实施例1，镀镍之后清洗，部分样品继续镀锡，电镀工艺参数同实施例1，其余的样品则继续镀金，工艺为下：
镀液组成：金(以亚硫酸金钾加入)：10g／l
亚硫酸钾： 100g／l
钴(以乙胺四乙酸钴加入)： 0．3g／l
磷酸氢二钾： 20g／l
PH值： 10
温度： 50℃
阴极电流密度： 0．8ASD
电镀时间： 30分钟
镀锡和镀金的样品分别用去离子水反复冲洗，镀锡的样品在150℃的空气中烘烤2小时，而镀金的样品则在空气中650℃烧30分钟，自然冷却后在25℃下测量，结果20％的镀锡样品因绝缘电阻小于1×1010Ω而失效，而镀金的样品只有3％以下失效。
Claims (1)
1．一种电镀后性能可恢复的片式元件端电极的制备方法，其特征在于该制备方法由下列各步骤组成：
(1)在烧有银层的电极上电镀镍；
(2)在上述镍层外用电镀方法镀上银、金、铂、钯中的任何一种；
(3)将上述第(2)步制得的样品在氧化气氛中650℃下，热处理30分钟，即为电镀后性能可恢复的片式元件的端电极。
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