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CN111041531A - 电容器镍电镀液及电镀方法和应用 - Google Patents

电容器镍电镀液及电镀方法和应用 Download PDF

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CN111041531A
CN111041531A CN201911190868.1A CN201911190868A CN111041531A CN 111041531 A CN111041531 A CN 111041531A CN 201911190868 A CN201911190868 A CN 201911190868A CN 111041531 A CN111041531 A CN 111041531A
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solution
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娄红涛
黄澳斌
梁炳联
万广宇
唐国辉
张旭玲
冯辉
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GUANGDONG LINGGUANG NEW MATERIAL CO LTD
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GUANGDONG LINGGUANG NEW MATERIAL CO LTD
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    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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Abstract

本发明涉及一种电容器镍电镀液及电镀方法和应用,属于电子元器件加工技术领域。该镍电镀液,包括镀前处理液和主电镀液;所述镀前处理液包括:1‑10g/L的有机酸和5‑20g/L的络合剂;所述主电镀液包括:10‑20g/L的含镍金属盐,300‑500g/L的导电盐,40‑50g/L的缓冲剂和0.01‑0.1g/L的应力消除剂。采用该电镀液和电镀方法对0201型片式电容器进行镍电镀,可有效提高0201型片式电容器电镀效率、产品耐焊性能良好、镍镀液对产品零腐蚀,且镀层均匀致密、不起皮、不脱落、耐腐蚀,工艺简单,节能环保,大大降低了成本,提高产品性能,从而产生较好的经济效率和社会效率。

Description

电容器镍电镀液及电镀方法和应用
技术领域
本发明涉及电子元器件加工技术领域,特别是涉及一种电容器镍电镀液及电镀方法和应 用。
背景技术
近年来,随着电子设备朝短小轻薄发展,激励着表面组装技术和表面组装元器件迅速发 展。这当然也加速了片式电容器工业的发展,它与其它片式元器件(SMC及SMD)一样, 是适用于表面贴装技术(SMT)的新一代无引线或短引线微型电子元件。0201型片式电容器 件现在已得到了越来越广泛的应用,但在产业化的过程中有些问题急需解决。
0201型片式电容器由于尺寸小、端头的金属化部分也很小,这导致使用常规的镍电镀技 术需要电镀的时间长,产品在电镀过程中磨损较严重,容易受到电镀液的腐蚀而导致产品电 性能失效,电镀出的产品镍层结晶粗糙容易造成产品耐焊性能差。这些都是0201型片式电容 器在产业化的过程中急需解决的问题,由于镍电镀技术的制约,而直接影响了0201型片式电 容器的产业化进程。
发明内容
基于此,有必要针对上述问题,提供一种电容器镍电镀液及电镀方法和应用,采用该电 镀液和电镀方法对0201型片式电容器进行镍电镀,可有效提高0201型片式电容器电镀效率、 产品耐焊性能良好、镍镀液对产品零腐蚀,且镀层均匀致密、不起皮、不脱落、耐腐蚀,工 艺简单,节能环保,大大降低了成本。
一种电容器镍电镀液,包括镀前处理液和主电镀液;
所述镀前处理液包括:1-10g/L的有机酸和5-20g/L的络合剂;
所述主电镀液包括:10-20g/L的含镍金属盐,300-500g/L的导电盐,40-50g/L的缓冲剂, 0.01-0.1g/L的应力消除剂和2-20g/L的镍离子稳定剂。
上述电容器镍电镀液中,包括镀前处理液和主电镀液,镀前处理液中,使用有机酸进行 活化,既可以增强电容器(尤其是0201片式电容器)底层基材的活性,让其更容易进行电镀; 又可以防止酸对其表面腐蚀过快,造成底层遭受破坏,影响产品性能。采用络合剂作用主要 是把活化液中的铜离子络合完全,使元器件表面更洁净。主电镀液中,镍主盐含量比常用配 方低70%以上,主要是为了提高镀液的分散能力、覆盖能力、降低电镀成本和减少废水处理 的负担;而缓冲剂含量比常用配方高,主要是为了解决中性镍电镀液在使用过程中保持pH 值稳定在6.5-7.5之间;常规镍电镀技术是靠镍主盐导电,不需要加入导电盐的,但是由于本 发明镍主盐含量低,溶液导电效果差,所以需要加入导电盐提高本发明的导电性;同时,由 于使用了钠盐作为配方的导电盐使电镀镍层内应力增大,所以需要添加剂应力消除剂降低镍 层的内应力;又由于本发明中pH只控制在6.5-7.5之间,在该pH值范围镍离子容易和氢氧 根结合成氢氧化镍悬浮物,造成镍层结晶疏松、镀层起皮等不良现象。所以本发明加入了镍 离子稳定剂,保证镍离子在6.5-7.5能稳定存在,不形成氢氧化镍悬浮物。
在其中一个实施例中,所述镀前处理液的pH值为3.5-5.0,所述主电镀液的pH值为6.5-7.5。
在其中一个实施例中,所述有机酸选自:柠檬酸、苹果酸、酒石酸中的至少一种;所述 络合剂选自:葡萄糖酸钠、柠檬酸钠和酒石酸钾钠中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述含镍金属盐选自:氨基磺酸镍、硫酸镍、氯化镍、草酸镍中 的至少一种。
在其中一个实施例中,所述导电盐选自:氨基磺酸钠、硫酸钠、氯化钠、醋酸钠中的至 少一种。
在其中一个实施例中,所述缓冲剂选自:硼酸、四硼酸钠、草酸钠、柠檬酸钠中的至少 一种。
在其中一个实施例中,所述应力消除剂选自:邻苯甲酰磺酰亚胺钠、双苯磺酰亚胺、丙 烯基磺酸钠、丙炔磺酸钠中的至少一种;所述镍离子稳定剂选自:乙二胺四乙酸二钠、乙二 胺四乙酸四钠盐、酒石酸钾钠、海藻酸钠中的至少一种。
本发明还公开了一种电容器镍电镀方法,包括以下步骤:
前处理:采用上述的镀前处理液,对产品进行活化;
镍电镀:采用上述的主电镀液,对产品进行电镀。
在其中一个实施例中,所述前处理步骤中,控制pH值为3.5-5.0,温度为10-40℃,活化 时间为60-180s;所述镍电镀步骤中,控制pH值为6.5-7.5,电镀温度为40-60℃,电镀电流 密度为0.2-0.6A/dm2;电镀时间为80min-120min。
本发明还公开了上述的电容器镍电镀液在0201贴片式电容器镍电沉积中的应用。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明的一种电容器镍电镀液,采用镀前处理液和主电镀液配合使用,在镀前处理工艺 可以提升0201型片式电容器的活性,使其上镀效率提升15%以上;主电镀液的pH值为 7.0±0.5,该pH值属于中性,对于0201型片式元器件该电镀技术可以达到零腐蚀。
同时,本发明的镍电镀液中镍含量比现有国内同等技术的镍含量低了70%以上,不但降 低了废水中镍离子的含量降低了污水处理的难度,减轻了三废治理负担,而且日常维护还能 够减少镍离子的添加量,从而降低生产成本。
并且,本发明使用了导电盐代替镍离子进行导电,能够增强镍镀液的导电性提高镍镀液 的低电流密度区间的电镀效率,镀层外观较亮镍饱满,硬度高,且同时韧性和延展性都较好, 而且电镀出来的镍电镀层结晶致密。
通过上述技术手段,本发明可以解决在电镀0201型片式电容器中存在的的问题,主要是 提高镍电镀的效率和镍电镀液对0201片式电容器产品腐蚀而导致产品电性能失效的问题。并 且本发明的镍电镀液不但可应用在0201型片式电容器电镀镍上,也可代替现有的镍电镀技术 应用于其它类型的片式电容器,该配方的镍电镀液电镀效率更高,耐焊性能更好,能更好的 解决镍镀液对产品的腐蚀问题。使用后可大幅度的提高元器件的生产效率,降低生产成本, 提高产品性能,从而产生较好的经济效率和社会效率。
附图说明
图1为实施例中经前处理活化后产品铜底层光亮无明显腐蚀示意图;
图2为实施例中常规活化工艺活化时间过长会造成铜底层腐蚀示意图;
图3为实施例1产品电镜图(放大1000倍);
图4为对比例1产品电镜图(放大1000倍);
图5为实施例1产品焊接效果示意图;
图6为实施例1产品焊接效果示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了 本发明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的 实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人 员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施 例的目的,不是旨在于限制本发明。
以下实施例所用原料,如非特别说明,均为市售可得。
实施例1
一种0201型电容器,采用以下镍电镀液和电镀方法进行镍电镀处理:
1、前处理。
1.1镀前处理液。
所用镀前处理液如下表所示。
表1.镀前处理液成分
成分 材料名称 含量
有机酸 柠檬酸 5g/L
络合剂 柠檬酸钠 20g/L
1.2镀前处理工艺。
控制镀前处理液pH值为4.0,室温条件下冲洗活化60秒。
2、镍电镀。
2.1所用主电镀液如下表所示。
表2.主电镀液成分
成分 材料名称/工艺 含量
主盐(含镍金属盐) 硫酸镍 15g/L
缓冲剂 四硼酸钠 40g/L
导电盐 硫酸钠 300g/L
应力消除剂 双苯磺酰亚胺 0.1g/L
镍离子稳定剂 乙二胺四乙酸二钠 10g/L
2.2镍电镀工艺。
上述主电镀液pH值为7.0,电镀温度为50℃,电镀电流密度为0.4A/dm2;电镀时间为 100min。
实施例2
一种0201型电容器,采用以下镍电镀液和电镀方法进行镍电镀处理:
1、前处理。
1.1镀前处理液。
所用镀前处理液如下表所示。
表3.镀前处理液成分
成分 材料名称 含量
有机酸 苹果酸 10g/L
络合剂 葡萄糖酸钠 20g/L
1.2镀前处理工艺。
控制镀前处理液pH值为3.5,室温条件下冲洗活化90秒。
2、镍电镀。
2.1所用主电镀液如下表所示。
表4.主电镀液成分
成分 材料名称/工艺 含量
主盐(含镍金属盐) 氨基磺酸镍 20g/L
缓冲剂 硼酸 45g/L
导电盐 氨基磺酸钠 400g/L
应力消除剂 邻苯甲酰磺酰亚胺钠 0.05g/L
镍离子稳定剂 酒石酸钾钠 20g/L
2.2镍电镀工艺。
上述主电镀液pH值为7.5,电镀温度为40℃,电镀电流密度为0.6A/dm2;电镀时间为 80min。
实施例3
一种0201型电容器,采用以下镍电镀液和电镀方法进行镍电镀处理:
1、前处理。
1.1镀前处理液。
所用镀前处理液如下表所示。
表5.镀前处理液成分
成分 材料名称 含量
有机酸 酒石酸 10g/L
络合剂 酒石酸钾钠 20g/L
1.2镀前处理工艺。
控制镀前处理液pH值为4.5,室温条件下冲洗活化120秒。
2、镍电镀。
2.1所用主电镀液如下表所示。
表6.主电镀液成分
成分 材料名称/工艺 含量
主盐(含镍金属盐) 氯化镍 10g/L
缓冲剂 草酸钠 45g/L
导电盐 氯化钠 400g/L
应力消除剂 丙炔磺酸钠 0.05g/L
镍离子稳定剂 海藻酸钠 20g/L
2.2镍电镀工艺。
上述主电镀液pH值为6.5,电镀温度为60℃,电镀电流密度为0.2A/dm2;电镀时间为 120min。
对比例1
一种0201型电容器,采用以下镍电镀液和电镀方法进行镍电镀处理:
1、电镀液如下表所示。
表7.电镀液成分
成分 材料名称/工艺 含量
主盐(含镍金属盐) 硫酸镍 150g/L
缓冲剂 硼酸 35g/L
2、镍电镀工艺。
上述电镀液pH值为3.5,电镀温度为50℃,电镀电流密度为1A/dm2;电镀时间为150min。
实验例
对以上实施例和对比例制备得到的0201型片式电容器产品,按照常规陶瓷电容的检验标 准进行镀后性能测试,测试结果如下表所示。
表8.产品镀后性能
Figure BDA0002293544940000061
上述结果表明,本发明实施例的镍电镀液及电镀方法处理的0201型片式电容器产品,未 收到腐蚀,镍层结晶致密,无针孔存在,镍层较厚,耐焊性好,电性能变化率低,老化后仍 可具有较高的上锡率,具有优异的效果。
其中,实施例1产品铜底层照片如图1所示,从图中可以看出,产品两端的铜底层光亮 无明显腐蚀;而对比例1产品铜底层照片如图2所示,可以看出,该条件造成边角有腐蚀,有露磁现象。
实施例1产品在1000倍电镜下观察得到的电镜图如图3所示,从图中可以看出,镍层结 晶致密,没有针孔存在;对比例1产品在1000倍电镜下观察得到的电镜图如图4所示,从图 中可以看出,镍层结晶颗粒排列松散,有针孔存在。
并且,本发明中电镀镍浓度低电镀结晶致密,有利于产品焊接,使用本专利电镀后的产 品,焊接后端头饱满光亮,如图5所示。而实施例1产品焊接效果差,如图6所示。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中 的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾, 都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因 此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不 脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因 此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电容器镍电镀液,其特征在于,包括镀前处理液和主电镀液;
所述镀前处理液包括:1-10g/L的有机酸和5-20g/L的络合剂;
所述主电镀液包括:10-20g/L的含镍金属盐,300-500g/L的导电盐,40-50g/L的缓冲剂,0.01-0.1g/L的应力消除剂和2-20g/L的镍离子稳定剂。
2.根据权利要求1所述的电容器镍电镀液,其特征在于,所述镀前处理液的pH值为3.5-5.0,所述主电镀液的pH值为6.5-7.5。
3.根据权利要求1所述的电容器镍电镀液,其特征在于,所述有机酸选自:柠檬酸、苹果酸、酒石酸中的至少一种;所述络合剂选自:葡萄糖酸钠、柠檬酸钠和酒石酸钾钠中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的电容器镍电镀液,其特征在于,所述含镍金属盐选自:氨基磺酸镍、硫酸镍、氯化镍、草酸镍中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的电容器镍电镀液,其特征在于,所述导电盐选自:氨基磺酸钠、硫酸钠、氯化钠、醋酸钠中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的电容器镍电镀液,其特征在于,所述缓冲剂选自:硼酸、四硼酸钠、草酸钠、柠檬酸钠中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的电容器镍电镀液,其特征在于,所述应力消除剂选自:邻苯甲酰磺酰亚胺钠、双苯磺酰亚胺、丙烯基磺酸钠、丙炔磺酸钠中的至少一种;所述镍离子稳定剂选自:乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠盐、酒石酸钾钠、海藻酸钠中的至少一种。
8.一种电容器镍电镀方法,其特征在于,包括以下步骤:
前处理:采用权利要求1-7任一项所述的镀前处理液,对产品进行活化;
镍电镀:采用权利要求1-7任一项所述的主电镀液,对产品进行电镀。
9.根据权利要求1所述的电容器镍电镀液,其特征在于,
所述前处理步骤中,控制pH值为3.5-5.0,温度为10-40℃,活化时间为60-180s;
所述镍电镀步骤中,控制pH值为6.5-7.5,电镀温度为40-60℃,电镀电流密度为0.2-0.6A/dm2;电镀时间为80min-120min。
10.权利要求1-7任一项所述的电容器镍电镀液在0201贴片式电容器镍电沉积中的应用。
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