本發明涉及表面化學處理技術,更具體是一種在金屬銅表面化學鍍鎳的前處理活化液及工藝。
背景技術:
化學鍍鎳層具有優秀的均勻性、硬度、耐磨和耐蝕性等綜合物理化學性能,該項技術已經得到廣泛使用,在航空航天工業、汽車工業、電子計算機工業、食品工業、機械工業、石油工業、塑料工業、印刷工業以及閥門制等等均有不同比例的應用。以電子設備中印刷電路板制造過程為例,經常應用的表面處理流程是ENIG過程(化學鍍鎳浸金)和化學鍍鎳鈀金過程。在這兩種類型的過程中,印刷電路板表面銅線路均需要經過活化處理,才能夠進行后續化學沉積鎳以及鍍鈀或鍍金的過程。因為銅是次磷酸化學鍍鎳的非催化活性金屬。同樣,在裝飾性銅件以及非金屬表面化學鍍銅、電鍍銅后需要化學鍍鎳處理的材料,均需要經過活化處理才能夠進行加工。在目前生產中,利用離子鈀進行活化是較為方便快捷的處理方法。離子鈀活化處理容易在化學鍍鎳中出現漏鍍或溢鍍現象,專利EP2233609A1及專利CN1222636C通過把活化后進行后處理的方法來避免鍍鎳中溢鍍現象。專利US005219815A介紹了一種低侵蝕含氨活化液,其組成以鹵化氨及氯化鈀為主,添加少量氯化釕提高活化效果。其特點是濃度較高的氨鹽為溶液提供了高穩定性,溶液使用溫度、酸度可在較大范圍內調整。但是其使用的貴金屬濃度較高,提高了生產成本。為了降低生產成本,在無鈀活化方面,近年來也有諸多研究,如專利CN102747345B提供了一種通過浸鎳活化在PCB銅電路表面化學鍍鎳的方法,其特點是使用置換浸鎳的方法來活化銅表面。但是其在節約原料成本的同時增加了反應溫度及生產步驟。因此,開發低成本的對銅表面化學鍍鎳進行活化的方法具有迫切的需求,對銅表面化學鍍鎳應用行業具有重要意義。
技術實現要素:
本發明的目的就是為了解決現有銅表面化學鍍鎳活化技術成本較高或工序繁瑣的弊端提供一種銅表面化學鍍鎳用超低濃度離子鈀活化液。本發明的另一目的是提供一種銅表面化學鍍鎳用超低濃度離子鈀活化工藝。本發明是采用如下技術解決方案來實現上述目的:一種銅表面化學鍍鎳用超低濃度離子鈀活化液,其特征在于,原料組成包括:鈀鹽中鈀離子濃度控制在2~10ppm。對上述方案進一步說明,所述鈀鹽為:硫酸鈀、氯化鈀、二氯四氨合鈀中的一種。所述表面活性劑為:硬脂酸,十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、脂肪酸甘油酯、二乙醇酰胺、烷基磺酸鹽、烷基聚醚、烷基醚羧酸鹽中的一種。所述加速劑包括兩類:一類為硫酸銅、硫酸鐵、過氧化鈉、雙氧水、過硫酸鹽、次氯酸鈉等弱氧化劑中的一種或多種;另一類為醛、甲酸、甲酸鹽、甲酸某酯、葡萄糖、亞硫酸、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽等弱還原劑中的一種或多種。所述穩定劑為:蘋果酸、檸檬酸、乳酸、丙酸、羥基乙酸、三乙醇胺、甘氨酸、硫脲、碘化鉀中的一種或多種。一種銅表面化學鍍鎳用超低濃度離子鈀活化工藝,其特征在于,它包括如下步驟:a、按所述配方配制超低濃度離子鈀活化液,在配制過程中各固體組分分別溶解,將硫酸、表面活性劑、穩定劑、鈀鹽依次加入去離子水中,最后加入加速劑,并稀釋到指定濃度;b、配制完成的活化液在室溫下使用;將經過除油、微蝕的銅件或覆銅件在活化液中浸漬30s~3min。本發明采用上述技術解決方案所能達到的有益效果是:本發明使用的鈀離子濃度低,無需加溫、無需活化之后對非金屬表面進行保護處理,適用于各種銅基材化學鍍鎳或化學鍍鎳合金。具體實施方式本發明一種銅表面化學鍍鎳用超低濃度離子鈀活化液,原料組成包括:活化液組成所述鈀鹽均為水溶性無機鹽,鈀鹽用量直接關系到生產的成本及活化液的穩定性,鈀鹽濃度太低容易造成部分銅表面活化不足,在鍍鎳過程中出現漏鍍現象;鈀鹽濃度太高容易使活化液不穩定,造成鈀離子在非金屬表面的粘附,在鍍鎳過程中就會出現溢鍍、橋連現象。本發明中鈀離子濃度控制在2~10ppm即可滿足應用需求。所述表面活性劑為硬脂酸,十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、脂肪酸甘油酯、二乙醇酰胺、烷基磺酸鹽、烷基聚醚、烷基醚羧酸鹽中的一種;表面活性劑的選擇會在一定程度上影響活化效果并對鍍鎳過程有造成影響,若表面活性劑選擇不當,或用量過大容易在非金屬表面吸附,并粘附鈀離子造成鍍鎳過程的溢鍍。也可能會在銅表面形成吸附層,阻礙鈀離子與銅的置換,而表面活性劑用量過少,可能會造成銅表面潤濕不足,活化效率降低甚至在鍍鎳過程的漏鍍。所述加速劑根據其作用原理不同分為兩類,一類是硫酸銅、硫酸鐵、過氧化鈉、雙氧水、過硫酸鹽、次氯酸鈉等弱氧化劑中的一種或多種;另一類為醛、甲酸、甲酸鹽、甲酸某酯、葡萄糖、亞硫酸、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽等弱還原劑中的一種或多種;兩類加速劑不能同時使用,使用弱氧化劑作為加速劑,能夠使金屬銅更容易發生氧化反應,變為銅離子,使用若還原劑作為加速劑能夠使鈀離子更易還原,在銅形成鈀的活性點;由于作用原理不同,兩類加速劑處于同一溶液中容易相互反應,故使用時僅選其一。所述穩定劑為:蘋果酸、檸檬酸、乳酸、丙酸、羥基乙酸、三乙醇胺、甘氨酸、硫脲、碘化鉀中的一種或多種;穩定劑用量不宜過多,過量的穩定劑會嚴重影響活化液活性,阻礙鈀離子與銅的置換,使鈀離子不能在銅表面還原,造成鍍鎳過程中不起鍍的問題。配制及使用:活化液在配制過程中各固體組分分別溶解,將硫酸、表面活性劑、穩定劑、鈀鹽依次加入去離子水中,最后加入加速劑,并稀釋到指定濃度。配制完成的活化液在室溫下即可使用。將經過除油、微蝕的銅件或覆銅件在活化液中浸漬30s~3min,取出后經過水洗即可在化學鍍鎳液中施鍍。下面結合具體實施例對本發明工藝作進行詳細說明。實施例1采用印有不同大小及間距銅線及銅面的玻纖板(PCB玻纖覆銅板)進行實例測試,以方便觀測有無漏鍍溢鍍現象。活化液組成:操作流程:板材→除油→水洗→微蝕→水洗→活化→水洗→施鍍。所用除油液為酸性除油液,活化過程條件控制:室溫、無攪拌、時間為90s。試樣鍍鎳后無溢鍍漏鍍現象。實施例2活化液液組成:條件控制:室溫,活化時間2min,攪拌方式:試片移動。操作流程同實施例1。鍍鎳無溢鍍漏鍍現象實施例3活化液組成:條件控制:室溫,無攪拌,活化1min;操作流程同實施例1,鍍鎳無溢鍍漏鍍現象。以上所述的僅是本發明的優選實施方式,應當指出,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明創造構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發明的保護范圍。