CN109943873B - 电镀金属前处理的厚膜铝电极 - Google Patents
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Abstract
一种电镀金属前处理的厚膜铝电极，是对该厚膜铝电极在进行后续电镀金属前进行一前处理，该前处理为纯机械式处理，纯化学式碱洗/酸洗处理、混合机械化学式、或化学式适当阳极处理，以移除该厚膜铝电极表面的不平整与氧化铝非导电质，令该厚膜铝电极具有表面平整度与低含氧量，使该厚膜铝电极后续电镀金属质量与贵金属厚膜银电极质量相当。
Description
技术领域
本发明有关于一种电镀金属前处理的厚膜铝电极，尤指涉及一种经由纯机械式处理，纯化学式碱洗/酸洗处理、混合机械化学式、或化学式适当阳极处理前处理可以大幅改善厚膜铝电极平整度与含氧量。
背景技术
目前以金属银作为电极虽可易于后续电镀金属镍或锡，但由于银是贵金属，以贵金属银粉为主要导体材料，导致材料成本昂贵，容易受价格起伏不定的影响，为了降低材料成本而选择以卑金属厚膜铝电极取代贵金属厚膜银电极时，厚膜铝电极表面粗糙与容易氧化的缺点，将导致其后续电镀金属制程不易镀上。
一般厚膜铝电极表面粗糙且有孔洞，如图7所示，将此厚膜铝电极做后电镀金属制程（电镀镍与锡），与一般厚膜银电极电镀镍与锡金属比较，如图8所示，可很明显地发现厚膜银电极可以电镀出连续且非常平整的镍与锡，但厚膜铝电极电镀镍与锡却是不连续且凹凸不平，这乃是原先厚膜铝电极表面不平整与有氧化铝的形成而导致无法平整电镀金属镍与锡。
鉴于厚膜银电极表面平整且不易氧化，虽然于后电镀制程容易实践，但银属于贵金属价格昂贵且不稳定，若以厚膜铝电极取代，但其表面粗糙与易氧化的缺点将导致后电镀制程不容易实践。故，一般无法符合使用者于实际使用时所需。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服已知技术所遭遇的上述问题，并提供一种电镀金属前处理的厚膜铝电极，经由纯机械式处理，纯化学式碱洗/酸洗处理、混合机械化学式、或是以化学式适当阳极处理前处理来大幅改善厚膜铝电极平整度与含氧量，达成经前处理后的厚膜铝电极后续金属电镀品质可与贵金属厚膜银电极质量相当。
为达以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种电镀金属前处理的厚膜铝电极，是对该厚膜铝电极在进行后续电镀金属前进行一前处理，其特征在于，该前处理为纯机械式处理、纯化学式碱洗/酸洗处理、混合机械化学式、或化学式适当阳极处理，以移除该厚膜铝电极表面的不平整及氧化铝非导电质，令该厚膜铝电极具有表面平整度与低含氧量，使该厚膜铝电极后续电镀金属质量与贵金属厚膜银电极质量相当。
所述纯机械式处理为机械式研磨，是将该厚膜铝电极以一定比例混合介质铁珠置于滚筒内研磨，令该介质铁珠与该厚膜铝电极摩擦以移除该厚膜铝电极表面的不平整与氧化铝非导电质。
所述介质铁珠粒径介于0.55-0.81 mm之间，且该厚膜铝电极与该介质铁珠以球料比1：10的比例混合研磨6.5-9.5小时。
所述纯化学式碱洗/酸洗处理是将该厚膜铝电极置于滚筒，且浸渍于碱洗液或酸洗液中滚动，令该碱洗液或酸洗液与该厚膜铝电极蚀刻反应以移除该厚膜铝电极表面的不平整与氧化铝非导电质。
所述采用碱洗液时是在40-60℃下进行12-18分钟。
所述碱洗液包括氢氧化钠、氢氧化铵或其组合。
所述采用酸洗液时是在50-80℃下进行12-18分钟。
所述酸洗液包括硫酸镍、硫酸或其组合。
所述化学式适当阳极处理是将该厚膜铝电极置于滚筒，且浸渍于酸性液中滚动，以白金电极为阴极，该厚膜铝电极为阳极，施以25-35V电压进行阳极处理反应，令该厚膜铝电极经由电解反应以移除该厚膜铝电极表面的不平整与氧化铝非导电质。
所述采用酸性液时是在25-65℃下进行12-18分钟。
所述酸性液为磷酸。
附图说明
图1是本发明的厚膜铝电极机械式研磨处理后表面SEM图。
其中，从上至下放大倍数依次为：×500、×1000、×2000。
图2是本发明的厚膜铝电极机械式研磨处理表面元素分析示意图。
其中，a为未进行前处理；b为进行了前处理。
图3是本发明的厚膜铝电极机械式研磨处理后电镀金属镍锡照片。
其中，a为无前处理样品，b为前处理后样品。
图4是本发明的厚膜铝电极化学式碱洗/酸洗处理后表面SEM图。
其中，a为未经化学处理前表面微结构，b为碱性化学处理后表面微结构，c为酸性化学处理后表面微结构；c中从左至右放大倍数依次为：×500、×1000、×2000。
图5是本发明的厚膜铝电极化学式阳极处理后电镀镍SEM比较图。
其中，a为未经阳极处理、b为适当阳极处理、c为过度阳极处理。
图6是本发明的厚膜铝电极化学式适当阳极处理后电镀镍锡照片。
其中，a为未经前处理样品，b为经阳极处理样品。
图7是已知厚膜铝电极未处理前表面SEM图。
其中，从左至右放大倍数依次为：×500、×1000、×2000。
图8是已知厚膜铝电极与银电极电镀金属镍锡比较图。
具体实施方式
请参阅图1-图6所示，分别为本发明的厚膜铝电极机械式研磨处理后表面SEM图、本发明的厚膜铝电极机械式研磨处理表面元素分析示意图、本发明的厚膜铝电极机械式研磨处理后电镀金属镍锡照片、本发明的厚膜铝电极化学式碱洗/酸洗处理后表面SEM图、本发明的厚膜铝电极化学式阳极处理后电镀镍SEM比较图、以及本发明的厚膜铝电极化学式适当阳极处理后电镀镍锡照片。如图所示：本发明为一种电镀金属前处理的厚膜铝电极，是对该厚膜铝电极在进行后续电镀金属前进行一前处理，该前处理为纯机械式处理、纯化学式碱洗/酸洗处理、混合机械化学式、或化学式适当阳极处理，以移除该厚膜铝电极的表面不平整与氧化铝非导电质，令该厚膜铝电极具有表面平整度与低含氧量，使该厚膜铝电极后续电镀金属质量具有与贵金属厚膜银电极质量相当。如是，藉由上述揭露的流程构成一全新的电镀金属前处理的厚膜铝电极。
当运用时，本发明将厚膜铝电极表面处理含机械式研磨一定时间、或化学式碱洗/酸洗一定时间、抑或化学式适当阳极处理一定时间，可以大幅改善厚膜铝电极表面平整度，且其含氧量也可大幅降低，使厚膜铝电极后电镀制程易于实践。
于机械式研磨处理实施例中，本发明是将厚膜铝电极芯片电阻器以一定比例混合粒径介于0.55～0.81 mm间的介质铁珠置于滚筒内，该厚膜铝电极芯片电阻器与该介质铁珠以球料比1：10（重量比）的比例混合研磨8小时，令该介质铁珠与该芯片电阻器的厚膜铝电极摩擦以移除该厚膜铝电极表面的不平整与氧化铝，使厚膜铝电极表面平整度大幅改善及去除氧化铝非导电质。如图1所示是利用机械式研磨与滚磨、或砂纸抛磨后的厚膜铝电极表面不同倍率的显微结构，很明显地，即使表面仍有些微孔洞，但表面平整度大幅改善。本发明另将机械式处理后的厚膜铝电极与未处理的厚膜铝电极做表面元素分析，如图2所示，图2a为无前处理，图2b为进行了前处理，经比较后显示图2b表面含氧量大幅降低，代表经过机械式处理后的厚膜铝电极表面氧化铝的含量已大幅减少。
本发明将上述机械式研磨处理过后的厚膜铝端电极芯片电阻器进行电镀镍与锡，其中镍以21 A电流下电镀40分钟，锡以7 A电流下电镀40分钟后，完成铝端电极芯片电阻器制程。如图所示，图3a为无前处理样品，可见镀镍层许多位置不连续，而由图3b经过机械式研磨处理后的厚膜铝电极电镀镍与锡照片中，可发现与目前贵金属厚膜银电极电镀镍与锡的质量相当，连续性相当好且平整。这说明本发明经过机械式前处理厚膜铝电极其电镀镍与锡金属质量可以如一般贵金属厚膜银镀镍锡水平。
于化学式碱洗/酸洗处理实施例中，是将厚膜铝电极芯片电阻器置于滚筒，且浸渍于碱洗液（0.25M NaOH，温度50℃）或酸洗液（硫酸镍：410g/l，硫酸：10%质量浓度，温度65℃）中经过约15分钟滚动，令该碱洗液或酸洗液与该芯片电阻器的厚膜铝电极蚀刻反应以移除该厚膜铝电极表面的不平整与氧化铝，使厚膜铝电极表面平整度大幅改善与去除氧化铝非导电质。如图4所示是经过化学式碱洗或酸洗处理后的厚膜铝电极表面微结构图，如同之前机械式前处理厚膜铝电极一般，经化学碱洗或酸洗前处理厚膜铝电极其平整度也可以大幅改善，虽然厚膜铝电极表面孔洞仍然存在，但将化学式碱洗或酸洗处理过的厚膜铝电极电镀上镍与锡，可以发现与目前贵金属厚膜银电极电镀镍与锡的质量相当，连续性相当好且平整。这说明本发明经过化学式碱洗或酸洗前处理厚膜铝电极其电镀镍与锡金属质量可以如一般贵金属厚膜银镀镍锡水平。
于化学式阳极处理实施例中，是将厚膜铝电极芯片电阻器置于滚筒，且浸渍于酸性液（磷酸：1/10Vol%，温度25-65℃）中，以白金电极为阴极，该厚膜铝电极芯片电阻器为阳极，施以30V电压进行阳极处理反应，经过约15分钟滚动，令该芯片电阻器的厚膜铝电极经由电解反应（Al→Al3++3e-）以移除该厚膜铝电极表面的不平整与氧化铝，使厚膜铝电极表面平整度大幅改善及去除氧化铝非导电质。将上述化学式阳极处理不同时间过后的铝端电极芯片进行电镀镍，如图5所示的厚膜铝电极化学式阳极处理比较，含未、适当与过度阳极处理后电镀镍表面结构图，可见未处理厚膜铝端电极电镀镍（Ni：21 A，60分钟）系呈现一颗一颗电镀镍不连续性，经过15分钟阳极处理厚膜铝电极后再电镀镍（Ni：21 A，60分钟）已可呈现片状连续性镍，但当阳极处理时间过长40分钟后，因厚膜铝电极铝再次氧化反应发生，所以电镀时又再次呈现一颗一颗电镀镍不连续性。因此，本发明选择化学式适当阳极处理过后的厚膜铝端电极芯片电阻器进行电镀镍与锡时，将镍以21 A电流下电镀60分钟，锡以7A电流下电镀60分钟后，完成铝端电极芯片电阻器制程。将上述化学式适当阳极处理后的厚膜铝电极电镀上镍与锡，如图6所示的照片，图6a为无前处理样品，可见镀镍层许多位置不连续，而由图b经过化学式适当阳极处理后的厚膜铝电极电镀镍与锡照片中，可以发现与目前贵金属厚膜银电极电镀镍与锡的质量相当，连续性相当好且平整。这说明本发明经过化学式适当阳极前处理厚膜铝电极其电镀镍与锡金属质量可以如一般贵金属厚膜银镀镍锡水平。
藉此，本发明为解决厚膜铝电极后续电镀金属的问题，将经由纯机械式处理，纯化学式碱洗/酸洗处理、混合机械化学式、或是以化学式适当阳极处理前处理来大幅改善厚膜铝电极的平整度与含氧量，达成经处理后的厚膜铝电极后续金属电镀品质可与贵金属厚膜银电极质量相当。
综上所述，本发明的一种电镀金属前处理的厚膜铝电极，可有效改善现有技术的种种缺点，是对该厚膜铝电极在进行后续电镀金属前进行一前处理，该前处理为纯机械式处理，纯化学式碱洗/酸洗处理、混合机械化学式、或化学式适当阳极处理，以移除该厚膜铝电极表面的不平整与氧化铝非导电质，令该厚膜铝电极具有表面平整度与低含氧量，使该厚膜铝电极后续电镀金属质量具有与贵金属厚膜银电极质量相当，进而使本发明能更进步、更实用、更符合使用者所须，确已符合发明专利申请的要件，依法提出专利申请。
但以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围。故，凡依本发明申请专利范围及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (7)
1.一种电镀金属前处理的厚膜铝电极，是对该厚膜铝电极在进行后续电镀金属前进行一前处理，其特征在于，该前处理为纯机械式处理、纯化学式碱洗/酸洗处理、或化学式适当阳极处理，以移除该厚膜铝电极表面的不平整及氧化铝非导电质，令该厚膜铝电极具有表面平整度与低含氧量，使该厚膜铝电极后续电镀金属质量与贵金属厚膜银电极质量相当；
上述纯机械式处理为机械式研磨，是将该厚膜铝电极以球料比1：10的比例混合介质铁珠研磨6.5-9.5小时；其中，介质铁珠粒径介于0.55-0.81mm之间；
上述纯化学式碱洗/酸洗处理是将该厚膜铝电极浸渍于碱洗液或酸洗液中滚动，令该碱洗液或酸洗液与该厚膜铝电极发生蚀刻反应；其中，碱洗是在40-60℃下进行12-18分钟，碱洗液为氢氧化钠、氢氧化铵或其组合；酸洗是在50-80℃下进行12-18分钟，酸洗液为硫酸镍、硫酸或其组合；
上述化学式适当阳极处理是将该厚膜铝电极浸渍于酸性液中滚动，以白金电极为阴极、该厚膜铝电极为阳极进行阳极处理反应；其中，采用酸性液时是在25-65℃下进行12-18分钟，酸性液为磷酸。
2.如权利要求1所述的电镀金属前处理的厚膜铝电极，其中，所述纯机械式处理于滚筒内进行。
3.如权利要求1所述的电镀金属前处理的厚膜铝电极，其中，所述纯化学式碱洗/酸洗处理于滚筒内进行。
4.如权利要求1所述的电镀金属前处理的厚膜铝电极，其中，所述碱洗液浓度为0.25M。
5.如权利要求1所述的电镀金属前处理的厚膜铝电极，其中，所述酸洗液中硫酸镍浓度为410g/l、硫酸质量浓度为10％。
6.如权利要求1所述的电镀金属前处理的厚膜铝电极，其中，所述酸性液的磷酸浓度为1/10Vol％。
7.如权利要求1所述的电镀金属前处理的厚膜铝电极，其中，所述阳极处理反应时施以25-35V电压。
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| CN109943873A (zh) | 2019-06-28 |
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