DE19800922A1 - Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierbad und Galvanisierverfahren unter Anwendung desselben - Google Patents
Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierbad und Galvanisierverfahren unter Anwendung desselbenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nickel- oder Nickellegierungs-Gal
vanisierbad zur Verwendung beim Galvanisieren eines Leiters, der teilwei
se mit einer organischen, hochmolekularen Resistschicht maskiert ist,
beispielsweise einer Leiterplatte, die teilweise mit einer Löt-Resistschicht
maskiert ist, sowie ein Galvanisierverfahren, bei dem dieses Bad verwen
det wird. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Nickel- oder
Nickellegierungs-Galvanisierbad, das in der Lage ist, den erwähnten Lei
ter zu galvanisieren, ohne die erwähnte Resistschicht während der Galva
nisierung zum Aufschwimmen (Ablösen) zu bringen.
Die Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierung ist für Leiterplatten an
gewandt worden. Hierbei wird im einzelnen ein organischer, hochmoleku
larer Resistfilm (der oftmals im Bereich der Leiterplatten als Löt-Resistfilm
bezeichnet wird) teilweise auf einer Leiterplatte ausgebildet, und ein Teil
der Platte, mit Ausnahme des mit dem Resistfilm maskierten Bereichs, der
Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierung unterzogen.
Die obige Galvanisierung wurde unter Verwendung eines Nickel-Galvani
sierbades vom Watts-Typ, das hauptsächlich Nickelsulfat und Nickelchlo
rid enthält, durchgeführt. Ein solches Nickel-Galvanisierbad vom Watts-
Typ war jedoch bezüglich der Makro-Tiefenwirkung bzw. des Makroum
griffs unzureichend, so daß die Entwicklung eines neuen Galvanisierba
des mit verstärkter Makro-Tiefenwirkung anstand.
Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierbäder mit verstärkter Makro-
Tiefenwirkung waren beispielsweise aus den Japanischen Patentschriften
Nr. 2-22 158, 2-22 160, 2-44 911, 3-19 308 und 3-19 309 bekannt. Bei je
dem dieser Galvanisierbäder wird die Konzentration des elektrolytisch ab
zuscheidenden Metalls, wie Nickel, relativ niedrig eingestellt, und es wird
ein elektrisch leitfähiges Salz, wie ein Halogenid, Sulfat oder Sulfamat ei
nes Alkalimetalls, Erdalkalimetalls oder von Aluminium in einer hohen
Konzentration eingebracht. Insbesondere wurden ein Natriumsalz oder
Kaliumsalz als das elektrisch leitfähige Salz in der Praxis eingesetzt.
Das oben erwähnte Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierbad mit ver
stärkter Makro-Tiefenwirkung weist jedoch Probleme auf. Wenn eine Lei
terplatte, die in einem speziellen Bereich mit der oben erwähnten Resist
schicht maskiert ist, der Galvanisierung unter Verwendung des Nickel- oder
Nickellegierungs-Galvanisierbades, das ein Natriumsalz oder Kali
umsalz in großer Menge enthält, unterzogen wird, kommt es möglicherwei
se zu einem Aufschwimm-(oder Ablöse-)Phänomen der Resistschicht, ob
wohl die Makro-Tiefenwirkung zweifelsohne verstärkt ist. Das Aufschwim
men der Resistschicht führt zu Problemen dahingehend, daß eine Kupfer
unterschicht der Leiterplatte freigelegt wird und die so freigelegte Kupfer
schicht korrodiert wird, und daß die aufschwimmende Resistschicht die
Löt-Resistfunktion nicht mehr aufrechterhalten kann, wodurch das Auf
treten eines Löt-Brückenphänomens beim Löten resultiert. Diese Proble
me führen zu kritischen Defekten der Leiterplatte. Das Aufschwimmen der
Resistschicht ergibt jedoch ein weiteres Problem. Obwohl die Resist
schicht an einem Bereich ausgebildet ist, wo Metallabscheidung nicht
durchgeführt werden sollte, besteht die Möglichkeit, daß ein Galvanisier
film auf einem Bereich gebildet wird, wo die Resistschicht aufgeschwom
men (abgelöst) ist.
Es ist zu bemerken, daß das oben beschriebene Galvanisierbad vom Watts-
Typ das Aufschwimmphänomen der Resistschicht nicht zeigt, jedoch, wie
oben erwähnt, hinsichtlich der Makro-Tiefenwirkung unzureichend ist.
Angesichts dieser Umstände war es erforderlich, ein Nickel- oder Nickelle
gierungs-Galvanisierbad zu entwickeln, das fähig ist, eine hohe Makro-
Tiefenwirkung zu ergeben, ohne Aufschwimmen bzw. Ablösen einer Re
sistschicht.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Nickel- oder Nickelle
gierungs-Galvanisierbad vorzusehen, das fähig ist, einen Leiter, der teil
weise mit einer organischen, hochmolekularen Resistschicht maskiert ist,
mit einer hohen Makro-Tiefenwirkung zu galvanisieren, ohne Aufschwim
men bzw. Ablösen der Resistschicht, sowie ein Galvanisierverfahren unter
Verwendung des Bades vorzusehen.
Die hier genannten Erfinder haben Versuche durchgeführt, um das obige
Ziel zu erreichen, wobei sich gezeigt hat, daß ein für ein Nickel- oder
Nickellegierungs-Galvanisierbad verwendetes, elektrisch leitfähiges Salz
einen großen Effekt hinsichtlich des Aufschwimmens bzw. Ablösens einer
Resistschicht ausübt. Insbesondere hat sich gezeigt, daß die Verwendung
eines elektrisch leitfähigen Salzes mit einem Natriumion oder Kaliumion
als Kation das Aufschwimmen der Resistschicht verursacht, daß jedoch
die Verwendung eines elektrisch leitfähigen Salzes, das ein Ammoniu
mion, Magnesiumion, Aluminiumion, Calciumion oder Bariumion als Ka
tion enthält, nicht das Aufschwimmen bzw. Ablösen der Resistschicht ver
ursacht. Als Ergebnis hat sich somit gezeigt, daß ein Nickel- oder Nickelle
gierungs-Galvanisierbad, das fähig ist, eine hohe Makro-Tiefenwirkung
ohne Aufschwimmen der Resistschicht zu ergeben, durch Zugabe einer ho
hen Konzentration eines elektrisch leitfähigen Salzes, das NH4⁺, Mg2⁺,
Al3⁺, Ca2⁺ und/oder Ba2⁺ enthält, erzielt werden kann. Die vorliegende
Erfindung wurde auf Grundlage dieser Erkenntnisse bewerkstelligt.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Nickel- oder Nickellegierungs-
Galvanisierbad für die Galvanisierung eines Leiters, der teilweise mit einer
organischen, hochmolekularen Resistschicht maskiert ist,
wobei das Nickel-Galvanisierbad ein wasserlösliches Nickelsalz, und das Nickellegierungs-Galvanisierbad sowohl ein wasserlösliches Nickel salz als auch ein wasserlösliches Salz eines Metalls, das fähig ist, mit Nickel legiert zu werden, enthält,
in das Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierbad ein elektrisch leitfähiges Salz eingebracht ist, das mindestens ein Kation enthält, ge wählt aus der Ammoniumion, Magnesiumion, Calciumion, Aluminiumion und Bariumion umfassenden Gruppe, und
das elektrisch leitfähige Salz im wesentlichen kein Natriumion und Kaliumion als Kationen enthält.
wobei das Nickel-Galvanisierbad ein wasserlösliches Nickelsalz, und das Nickellegierungs-Galvanisierbad sowohl ein wasserlösliches Nickel salz als auch ein wasserlösliches Salz eines Metalls, das fähig ist, mit Nickel legiert zu werden, enthält,
in das Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierbad ein elektrisch leitfähiges Salz eingebracht ist, das mindestens ein Kation enthält, ge wählt aus der Ammoniumion, Magnesiumion, Calciumion, Aluminiumion und Bariumion umfassenden Gruppe, und
das elektrisch leitfähige Salz im wesentlichen kein Natriumion und Kaliumion als Kationen enthält.
Der Gehalt des wasserlöslichen Nickelsalzes für das Nickel-Galvanisier
bad oder des wasserlöslichen Nickelsalzes und des wasserlöslichen Salzes
eines Metalls, das fähig ist, mit Nickel legiert zu werden, für das Nickelle
gierungs-Galvanisierbad liegt vorzugsweise im Bereich von 5 g/l bis 40 g/l
auf Basis der Nickelionenumwandlung.
Ebenso ist es bevorzugt, daß der Umgriff bzw. die Makro-Tiefenwirkung
des Galvanisierbades, gemessen unter Verwendung einer Haring-Zelle un
ter der Bedingung, daß das Abstandsverhältnis zwischen zwei Kathoden
platten und einer Anodenplatte mit 5 angenommen ist, 10% oder mehr be
trägt.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Nickel- oder Nickellegierungs-Galva
nisierverfahren, umfassend die Schritte:
Eintauchen eines Leiters, der teilweise mit einer organischen, hoch molekularen Resistschicht maskiert ist, in ein wie oben beschriebenes Galvanisierbad, und
Anlegen eines Stroms an das Galvanisierbad unter Verwendung des Leiters als Kathode, wodurch auf einem Teil des Leiters, welcher von dem mit der Resistschicht maskierten Bereich freigelegt ist, eine Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierschicht gebildet wird.
Eintauchen eines Leiters, der teilweise mit einer organischen, hoch molekularen Resistschicht maskiert ist, in ein wie oben beschriebenes Galvanisierbad, und
Anlegen eines Stroms an das Galvanisierbad unter Verwendung des Leiters als Kathode, wodurch auf einem Teil des Leiters, welcher von dem mit der Resistschicht maskierten Bereich freigelegt ist, eine Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierschicht gebildet wird.
Die Funktionsweise, warum das erfindungsgemäße Galvanisierbad das
Aufschwimmen bzw. Ablösen einer Resistschicht verhindert, ist nicht
klar. Es kann jedoch hinsichtlich der ähnlichen Technik eines Galvani
sierbades, das ein elektrisch leitfähiges Salz umfaßt, das Na⁺ oder K⁺ ent
hält, davon ausgegangen werden, daß Na⁺ oder K⁺ in die Resistschicht ein
dringt auf Grundlage eines Mechanismus, wie Elektroosmose, und die auf
gebrachte Resistschicht anhebt, wodurch das Aufschwimmen der Resist
schicht verursacht wird. Hierbei kann ebenso angenommen werden, daß
ein Metalloxid zwischen einem Grundmaterial und der Resistschicht auf
grund der Erzeugung von Wasserstoff reduziert wird oder daß der erzeugte
Wasserstoff unter die Resistschicht permeatiert und Gas entwickelt, um
so die Resistschicht anzuheben, wodurch ein Aufschwimmen der Resist
schicht verursacht wird. Es ist jedoch keinerlei Beziehung zwischen der
erzeugten Menge an Wasserstoff bei der Nickel-Galvanisierung und dem
Aufschwimmen der Resistschicht zu beobachten. Andererseits besitzt je
des hydratisierte Molekül eines Kations (NH4⁺, Mg2⁺, Al3⁺, Ca2⁺, Ba2⁺),
das kein Aufschwimmen der Resistschicht verursacht, eine große Abmes
sung, so daß es schwierig ist, in die Resistschicht zu permeatieren, mit
dem Ergebnis, daß es schwierig wird, das Aufschwimmen der Resist
schicht zu verursachen. Daneben wird bei einem Na⁺ oder K⁺ enthalten
den, elektrisch leitefähigen Salz, wenn Wasserstoff erzeugt wird, NaOH
oder KOH an der Metallabscheidungs-Grenzfläche erzeugt, wodurch die
Alkalinität der Metallabscheidungs-Grenzfläche erhöht wird. Bei einem
elektrisch leitfähigen Salz, das ein nicht das Aufschwimmen der Resist
schicht verursachendes Kation enthält, ist jedoch die Alkalinität der Me
tallabscheidungs-Grenzfläche nicht so stark erhöht, verglichen mit dem
Na⁺ oder K⁺ enthaltenden, elektrisch leitfähigen Salz. Insgesamt ist je
doch der genaue Mechanismus, warum das erfindungsgemäße Galvani
sierbad das Aufschwimmen der Resistschicht verhindert, nicht völlig er
sichtlich.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Haring-Zelle zur Messung der Ma
kro-Tiefenwirkung.
Ein erfindungsgemäßes Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierbad
enthält hauptsächlich ein wasserlösliches Salz eines abzuscheidenden
Metalls und ein wasserlösliches, elektrisch leitfähiges Salz.
Im Falle eines Nickel-Galvanisierbades wird als wasserlösliches Salz eines
abzuscheidenden Metalls ein wasserlösliches Nickelsalz verwendet, wie
Nickelsulfat, Nickelchlorid, Nickelbromid, Nickelsulfamat oder Nickelme
thansulfonat. Im Falle eines Nickellegierungs-Galvanisierbades wird zu
sätzlich zu dem oben erwähnten, wasserlöslichen Nickelsalz als wasser
lösliches Salz abzuscheidender Metalle ein wasserlösliches Salz eines Me
talls verwendet, das fähig ist, mit Nickel legiert zu werden, wie Kobalt oder
Eisen, beispielsweise ein Sulfat, Chlorid, Bromid, Sulfamat, Methansul
fonat von Kobalt, Eisen oder dergleichen.
Der Gehalt der oben genannten wasserlöslichen Salze der abzuscheiden
den Metalle liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 5 bis 40 g/l,
weiter vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 7 bis 40 g/l auf Basis der
Nickelionenumwandlung. Bei weniger als 5 g/l wird die für die Galvanisie
rung erforderliche Kathodenstromdichte bis zu einem solchen Ausmaß ge
ring, daß die Anwendung in der Praxis nicht möglich ist, während bei mehr
als 40 g/l die Makro-Tiefenwirkung des Galvanisierbades herabgesetzt
wird.
Das wasserlösliche, elektrisch leitfähige Salz enthält mindestens ein Ka
tion, gewählt aus der ein Ammoniumion, Magnesiumion, Aluminiumion,
Calciumion und Bariumion umfassenden Gruppe. Es ist zu betonen, daß
das wasserlösliche, elektrisch leitfähige Salz im wesentlichen kein Natriu
mion und Kaliumion als Kation enthält. Weiterhin enthält das wasserlösli
che, elektrisch leitfähige Salz mindestens ein Anion, gewählt aus der Anio
nen von Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure,
Sulfaminsäure und Methansulfaminsäure umfassenden Gruppe. Als was
serlösliches, elektrisch leitfähiges Salz kann mindestens eines verwendet
werden, das aus der Ammoniumsalze, Magnesiumsalze, Calciumsalze,
Aluminiumsalze und Bariumsalze der obigen Säuren umfassenden Grup
pe gewählt ist.
Der Gehalt des oben genannten, elektrisch leitfähigen Salzes liegt vor
zugsweise im Bereich von 50 bis 800 g/l, weiter vorzugsweise innerhalb ei
nes Bereichs von 150 bis 500 g/l. Bei weniger als 50 g/l wird der elektri
sche Widerstand des Galvanisierbades nicht so stark herabgesetzt, so daß
daher dessen Makro-Tiefenwirkung nicht ausreichend sichergestellt wer
den kann. Bei mehr als 800 g/l erhöht sich der zusätzliche Effekt nicht
signifikant, so daß daher die praktische Anwendbarkeit verringert ist.
In das erfindungsgemäße Galvanisierbad kann ein Puffer eingebracht wer
den. Spezielle Beispiele der Puffer können Borsäure und wasserlösliche,
organische Carbonsäuren enthalten, wie Zitronensäure, Weinsäure,
Bernsteinsäure, Essigsäure und deren Salze. Als deren Salze können vor
zugsweise ein Ammoniumsalz, Magnesiumsalz, Aluminiumsalz, Calcium
salz und ein Bariumsalz verwendet werden. Die Konzentration des Puffers
liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 20 bis 100 g/l.
In das erfindungsgemäße Galvanisierbad können ebenso bekannte primä
re oder sekundäre Nickel-Galvanisier-Glanzbildner eingebracht werden,
wie Saccharin, Butindiol oder Derivate hiervon. In diesem Fall liegt die
Menge des primären Glanzbildners vorzugsweise innerhalb eines Bereichs
von 0,1 bis 5 g/l und die Menge des sekundären Glanzbildners vorzugswei
se innerhalb eines Bereichs von 0,01 bis 3 g/l. Weiterhin kann eine Phos
phorsäure, Phosphinsäure oder ein Salz hiervon; eine Hydrazinverbin
dung, Dimethylaminboran oder Trimethylaminboran in einer Menge von
0,01 bis 10 g/l in der Form einer Co-Abscheidung zugesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Galvanisierbad enthält im wesentlichen kein Na
triumion und Kaliumion. Der Ausdruck "enthält im wesentlichen kein Na
triumion und Kaliumion" bedeutet, daß der Gehalt an Natriumionen und
Kaliumionen 5 g/l oder weniger, insbesondere 3 g/l oder weniger beträgt.
Beispielsweise kann Saccharin als Natriumsalz in sehr geringer Menge
oder Natriumcarboxylat oder Kaliumcarboxylat als Puffer in einer Menge
von weniger als den oben genannten Grenzwerten zugesetzt werden.
Der pH des erfindungsgemäßen Galvanisierbades liegt vorzugsweise in
nerhalb eines Bereichs von 3,5 bis 5,4.
Die Makro-Tiefenwirkung des erfindungsgemäßen Galvanisierbades, wel
che unter Verwendung einer Haring-Zelle unter der Bedingung, daß das
Abstandsverhältnis zwischen zwei Kathodenplatten und einer Anoden
platte mit 5 angenommen wird, liegt vorzugsweise innerhalb eines Be
reichs von 10% oder mehr, weiter vorzugsweise innerhalb eines Bereichs
von 15% oder mehr. Das Verfahren zur Messung der Makro-Tiefenwirkung
unter Verwendung der Haring-Zelle erfolgt wie in Fig. 1 gezeigt und gemäß
der Japanischen Patentschrift Nr. 2-22 158. In der Fig. 1 besitzt eine Ha
ring-Zelle 10 eine Länge von 240 mm, eine Breite von 63 mm und eine Tiefe
von 100 mm. Es sind darin 1500 ml einer Galvanisierlösung 12 enthalten.
Die Ziffer 14 zeigt eine Anode und die Ziffern 16 und 18 sind zu galvanisie
rende Kathoden. Die Anode 14 ist so angeordnet, daß das Verhältnis des
Abstandes A zwischen der Anode 14 und der ersten Kathode 16 und des
Abstandes B zwischen der Anode 14 und der zweiten Kathode 18 bei der
vorliegenden Erfindung 5 (= B/A) beträgt. Die Galvanisierung wird über ei
ne vorbestimmte Zeit durchgeführt, um eine Galvanisierschicht auf den
Kathoden 16 und 18 abzuscheiden. Das Gewicht der auf den Kathoden 16
und 18 abgeschiedenen Galvanisierschicht wird gemessen. Die Makro-
Tiefenwirkung wird anhand der folgenden Gleichung berechnet:
worin bedeuten:
T: Makro-Tiefenwirkung
P: Abstandsverhältnis B/A (=5)
M: Gewichtsverhältnis M1/M2, wobei M1 das Gewicht der auf der er sten Kathode 16 abgeschiedenen Galvanisierschicht und M2 das Gewicht der auf der zweiten Kathode 18 abgeschiedenen Galvani sierschicht bedeuten.
T: Makro-Tiefenwirkung
P: Abstandsverhältnis B/A (=5)
M: Gewichtsverhältnis M1/M2, wobei M1 das Gewicht der auf der er sten Kathode 16 abgeschiedenen Galvanisierschicht und M2 das Gewicht der auf der zweiten Kathode 18 abgeschiedenen Galvani sierschicht bedeuten.
Das hinsichtlich der Makro-Tiefenwirkung verstärkte Galvanisierbad wird
in vorteilhafter Weise zur Galvanisierung von beispielsweise einer Leiter
platte oder dergleichen verwendet. Das bedeutet, daß verglichen mit einem
Galvanisierbad mit geringer Makro-Tiefenwirkung, die Variation der Dicke
einer Nickel-Galvanisierschicht, die auf der gleichen Fläche gebildet wor
den ist, unter gleichen Galvanisierbedingungen gering ist. Insbesondere
ist die minimale Beschichtungsdicke stärker als bei Verwendung des Gal
vanisierbades mit geringer Makro-Tiefenwirkung, so daß die Korrosions
beständigkeit und Wärmebeständigkeit gut sind, unabhängig von der Ver
wendung einer Kupfer-Unterschicht, und daß ebenso die maximale Be
schichtungsdicke geringer ist als bei Verwendung eines Galvanisierbades
mit geringer Makro-Tiefenwirkung, so daß die Anzahl von Defekten bzw.
Störungen bei der Leitungsverbindung verringert ist, wenn eine Goldbe
schichtung auf den obigen Beschichtungsfilm aufgebracht wird.
Das erfindungsgemäße Galvanisierbad wird zum Galvanisieren einer zu
beschichtenden Substanz (Leiter), die teilweise mit einer organischen,
hochmolekularen Resistschicht maskiert ist, verwendet. Hierbei unter
liegt die Art der Substanz keiner besonderen Beschränkung, jedoch wird
eine Leiterplatte bevorzugt als solche Substanz verwendet. Das Verfahren
der Ausbildung einer organischen, hochmolekularen Resistschicht unter
liegt keiner besonderen Beschränkung. Beispielsweise kann ein Verfahren
der Aufbeschichtung eines Resistmaterials (als Lötresist bezeichnet) vom
Lösungsmitteltyp, wärmehärtenden Typ oder Entwicklungs-(Alkalient
wicklungs-)Typ und Bilden einer Resistschicht in bekannter Weise; oder
ein Verfahren der Aufbringung eines Beschichtungs-Maskierungsmateri
als, wie eines Maskierungsbandes, angewandt werden.
Die Beschichtungsbedingungen für die Galvanisierung der oben genann
ten Substanz unter Verwendung des erfindungsgemäßen Galvanisierba
des können in geeigneter Weise gewählt werden. Beispielsweise liegt die
Beschichtungstemperatur vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 45
bis 65°C und die Kathodenstromdichte liegt vorzugsweise innerhalb eines
Bereichs von 0,1 bis 4 A/dm2. Die Bewegung wird vorzugsweise durch Ka
thodenschwingung mit einer Geschwindigkeit von 0,2 bis 7 m/min durch
geführt. Es kann eine Flüssigkeitsbewegung, wie Langsamluft-Bewegung
oder Propellerrührung angewandt werden, jedoch ist eine starke Luftbe
wegung oder starke Flüssigkeitsbewegung nicht erwünscht. Weiterhin
kann als Anode eine Nickelplatte oder dergleichen verwendet werden, wel
che gleich derjenigen ist, wie sie für eine übliche Nickel- oder Nickellegie
rungs-Beschichtung eingesetzt wird.
Die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Nickel- oder Nickellegie
rungs-Galvanisierbades zu beschichtende Substanz kann einer bekann
ten Vorbehandlung unterzogen werden. Unter dem Gesichtspunkt des
oben erwähnten Aufschwimmens der Resistschicht sollte eine Vorbehand
lung, bei der Wasserstoffgas durch Elektrolyse erzeugt wird, vermieden
werden. Beispielsweise ist eine Eintauch-Entfettung, bei der kein Wasser
stoffgas erzeugt wird, einer elektrolytischen Kathoden-Entfettung vorzu
ziehen. Im Falle der Verwendung eines elektrolytischen Entfetters kann
das Aufschwimmen der Resistschicht nicht durch Verwendung von Na⁺
und K⁺, jedoch durch Verwendung von NH4⁺, Mg2⁺, Al3⁺, Ca2⁺ und/oder
Ba2⁺ als Kationen verhindert werden.
Nach der Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierung kann eine Gold-
Vorgalvanisierung, Goldgalvanisierung, Palladium- oder Palladiumlegie
rungs-Galvanisierung, Silbergalvanisierung oder Platingalvanisierung
durchgeführt werden. Das erfindungsgemäße Galvanisierbad ermöglicht
die Galvanisierung einer zu beschichtenden Substanz (Leiter), die teilwei
se mit einer organischen, hochmolekularen Resistschicht maskiert ist,
ohne Aufschwimmen der Resistschicht.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Bespiele näher erläutert.
Bei diesem Beispiel wurde ein Nickel-Galvanisierbad der folgenden Zu
sammensetzung verwendet:
MgSO4 . 7H2O | 400 g/l |
NiCl2 . 6H2O | 50 g/l |
Borsäure | 45 g/l |
ph | 4,6 |
Eine Leiterplatte wurde an einem speziellen Bereich hiervon mit einem
Löt-Resistfilm vom wärmehärtenden Typ oder Entwicklungs-(Alkalient
wicklungs-)Typ in einer Dicke von 5 bis 100 µm beschichtet, und danach
einer Nickel-Galvanisierung unter Verwendung des Nickel-Galvanisierba
des der obigen Zusammensetzung unterzogen. Die Galvanisierbedingun
gen waren wie folgt:
Galvanisiertemperatur: 55°C
Bewegung: Kathodenschwingung mit Geschwindigkeit von 1 m/min senkrecht zur Beschichtungsoberfläche
Galvanisierzeit: 35 min
Kathodenstromdichte: 1 A/dm2
Anode: Elektrolytisches Nickel
Dicke der Galvanisierschicht: 6-9 µm
Galvanisiertemperatur: 55°C
Bewegung: Kathodenschwingung mit Geschwindigkeit von 1 m/min senkrecht zur Beschichtungsoberfläche
Galvanisierzeit: 35 min
Kathodenstromdichte: 1 A/dm2
Anode: Elektrolytisches Nickel
Dicke der Galvanisierschicht: 6-9 µm
Als Ergebnis wurde bestätigt, daß die Makro-Tiefenwirkung gut war und
daß keinerlei Aufschwimmen des Löt-Resistfilms auftrat.
Das Verfahren aus Beispiel 1 wurde wiederholt, mit Ausnahme der Ver
wendung eines Nickel-Kobalt-Legierungs-Galvanisierbades der folgenden
Zusammensetzung:
Ammoniumsulfat: | 200 g/l |
NiCl2 . 6H2O | 70 g/ |
CoSO4 . 7H2O | 1 g/l |
Triammoniumcitrat: | 50 gl |
pH | 4,6 |
Als Ergebnis wurde bestätigt, daß die Dicke der Galvanisierschicht inner
halb eines Bereichs von 6 bis 10 µm lag und daß die Makro-Tiefenwirkung
gut war, und daß keinerlei Aufschwimmen des Löt-Resistfilms auftrat.
Das Verfahren aus Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß
MgCl2 . 6H2O in einer Menge von 70 g/l zusätzlich dem im Beispiel 1 ver
wendeten Galvanisierbad zugesetzt wurde. Als Ergebnis wurde bestätigt,
daß die Dicke der Galvanisierschicht innerhalb eines Bereichs von 6,7 bis
9 µm lag und daß die Makro-Tiefenwirkung weiter verstärkt war, und daß
keinerlei Aufschwimmen des Löt-Resistfilms auftrat.
Das Verfahren aus Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß
das Magnesiumsulfat (400 g/l) in Beispiel 1 durch Natriumsulfat in einer
Menge von 200 g/l ersetzt wurde. Als Ergebnis bestätigte sich, daß die
Dicke der Galvanisierschicht innerhalb eines Bereichs von 6 bis 9 µm wie
im Beispiel 1 lag, daß jedoch ein Aufschwimmen des Löt-Resistfilms auf
trat.
Das Verfahren aus Beispiel 1 wurde wiederholt, mit Ausnahme der Ver
wendung eines Nickel-Galvanisierbades vom Watts-Typ der folgenden Zu
sammensetzung:
NiSO4 . 6H2O | 280 g/l |
NiCl2 . 6H2O | 50 g/l |
Borsäure | 46 g/l |
pH | 4,6 |
Als Ergebnis bestätigte sich, daß kein Aufschwimmen der Löt-Resist
schicht auftrat, daß jedoch die Dicke der Galvanisierschicht innerhalb ei
nes Bereichs von 2 bis 20 µm lag und daß die Makro-Tiefenwirkung gering
war.
Weiterhin wurde die Makro-Tiefenwirkung des Galvanisierbades jedes der
Beispiele 1, 2, 3 und Vergleichsbeispiele 1 und 2 in der Weise gemessen,
daß eine Galvanisierung unter Verwendung der Haring-Zelle (Abstands
verhältnis der zwei Kathodenplatten und der Anodenplatte: 5) bei einem
Strom von 2 A unter gleichzeitiger Durchführung einer Luftbewegung wäh
rend 30 Minuten durchgeführt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 ge
zeigt.
Makro-Tiefenwirkung (%) | |
Beispiel 1 | 25 |
Beispiel 2 | 23 |
Beispiel 3 | 35 |
Vergleichsbeispiel 1 | 25 |
Vergleichsbeispiel 2 | 6 |
Aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen ergibt sich, daß die Makro-Tie
fenwirkung im Vergleichsbeispiel 2 unter Verwendung des Nickel-Galva
nisierbades vom Watts-Typ deutlich gering ist, verglichen mit den Beispie
len 1, 2 und 3.
Claims (4)
1. Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierbad für die Galvanisierung
eines Leiters, der teilweise mit einer organischen, hochmolekularen Re
sistschicht maskiert ist,
wobei das Nickel-Galvanisierbad ein wasserlösliches Nickelsalz, und das Nickellegierungs-Galvanisierbad sowohl ein wasserlösliches Nickel salz als auch ein wasserlösliches Salz eines Metalls, das fähig ist, mit Nickel legiert zu werden, enthält,
in das Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierbad ein elektrisch leitfähiges Salz eingebracht ist, das mindestens ein Kation enthält, ge wählt aus der Ammoniumion, Magnesiumion, Calciumion, Aluminiumion und Bariumion umfassenden Gruppe, und
das elektrisch leitfähige Salz im wesentlichen kein Natriumion und Kaliumion als Kationen enthält.
wobei das Nickel-Galvanisierbad ein wasserlösliches Nickelsalz, und das Nickellegierungs-Galvanisierbad sowohl ein wasserlösliches Nickel salz als auch ein wasserlösliches Salz eines Metalls, das fähig ist, mit Nickel legiert zu werden, enthält,
in das Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierbad ein elektrisch leitfähiges Salz eingebracht ist, das mindestens ein Kation enthält, ge wählt aus der Ammoniumion, Magnesiumion, Calciumion, Aluminiumion und Bariumion umfassenden Gruppe, und
das elektrisch leitfähige Salz im wesentlichen kein Natriumion und Kaliumion als Kationen enthält.
2. Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierbad nach Anspruch 1, wo
bei der Gehalt des wasserlöslichen Nickelsalzes in dem Nickel-Galvani
sierbad oder des wasserlöslichen Nickelsalzes und des wasserlöslichen
Salzes eines Metalls, das fähig ist, mit Nickel legiert zu werden, in dem
Nickellegierungs-Galvanisierbad innerhalb eines Bereichs von 5 g/l bis 40
g/l auf Basis der Nickelionenumwandlung liegt.
3. Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierbad nach Anspruch 1 oder
2, wobei die Makro-Tiefenwirkung des Galvanisierbades, welche unter
Verwendung einer Haring-Zelle unter der Bedingung, daß das Abstands
verhältnis zwischen zwei Kathodenplatten und einer Anodenplatte mit 5
angenommen ist, gemessen wird, 10% oder mehr beträgt.
4. Nickel- oder Nickellegierungs-Galvanisierverfahren, umfassend die
Schritte:
Eintauchen eines Leiters, der teilweise mit einer organischen, hoch molekularen Resistschicht maskiert ist, in ein Galvanisierbad gemäß den Ansprüchen 1-3, und
Anlegen eines Stroms an das Galvanisierbad unter Verwendung des Leiters als Kathode,
wodurch auf einem Teil des Leiters, welcher von dem mit der Resistschicht maskierten Bereich freigelegt ist, eine Nickel- oder Nickellegierungs-Gal vanisierschicht gebildet wird.
Eintauchen eines Leiters, der teilweise mit einer organischen, hoch molekularen Resistschicht maskiert ist, in ein Galvanisierbad gemäß den Ansprüchen 1-3, und
Anlegen eines Stroms an das Galvanisierbad unter Verwendung des Leiters als Kathode,
wodurch auf einem Teil des Leiters, welcher von dem mit der Resistschicht maskierten Bereich freigelegt ist, eine Nickel- oder Nickellegierungs-Gal vanisierschicht gebildet wird.
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