專(zhuān)利名稱(chēng)：?jiǎn)尾鄯ㄥ兌鄬渔嚬に嚨闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍍鎳工藝，具體而言，涉及一種單槽法鍍多層鎳工藝，及該工藝在電子電鍍與防腐件電鍍中的應(yīng)用，還涉及包含用本發(fā)明工藝形成的多層鎳的元件。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種單槽法鍍鎳技術(shù)，其只用一個(gè)鍍槽、一種鍍鎳液配方、一臺(tái)多波形電鍍電源，當(dāng)用于集成電路外殼鍍鎳時(shí)，即使厚度達(dá)到15微米，其引線(xiàn)的抗疲勞強(qiáng)度也能達(dá)到使用要求，同時(shí)抗腐蝕能力可達(dá)到24小時(shí)以上鹽霧試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供包含用本發(fā)明鍍多層鎳工藝形成的多層鎳的元件。
本發(fā)明與普通電鍍所不同的是，不用單一波形的直流電源而采用一臺(tái)電流波形可自動(dòng)轉(zhuǎn)換、電流密度可跟蹤調(diào)整的多波形電鍍電源，將多波形電鍍電源設(shè)置好三種以上不同波形的組合和相應(yīng)的工作時(shí)間及適應(yīng)的平均電流密度，鍍到所需的鎳層厚度即告結(jié)束。由于鍍鎳所采用的電流波形不同，導(dǎo)致晶粒的結(jié)晶取向不同，所以得到的鍍鎳層為多層結(jié)構(gòu)。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，本發(fā)明的單槽法鍍多層鎳工藝所采用的多波形電源采用三種不同的波形，具體條件為平均電流密度為0.1-10A/dm2，優(yōu)選0.5-1.0A/dm2；電流波形組合為直流，電鍍時(shí)間為1秒-30分鐘，優(yōu)選5秒-10分鐘，更優(yōu)選10秒-5分鐘；脈沖電流，工作比為0.1-1.0∶0.5-5，優(yōu)選為0.1-0.5∶0.5-2，更優(yōu)選為0.1-0.2∶0.8-0.9ms，工作時(shí)間為50-70ms∶30-50ms，電鍍時(shí)間為1秒-30分鐘，優(yōu)選2秒-10分鐘，更優(yōu)選6秒-3分鐘；換向脈沖電流，工作比為0.1-1.0∶0.5-3，優(yōu)選0.1-0.4∶0.6-1.0ms，換向時(shí)間為140-800ms∶40-100ms，電鍍時(shí)間為1秒-20分鐘，優(yōu)選2秒-10分鐘，更優(yōu)選4秒-2分鐘，然后循環(huán)至所需鍍鎳層厚度為止。
用本發(fā)明工藝形成的鍍鎳層厚度可以根據(jù)制品的目標(biāo)用途，由本領(lǐng)域技術(shù)人員容易地確定。例如在電子元件領(lǐng)域，一般控制在5-20微米，優(yōu)選控制在6-15微米，更優(yōu)選控制在8-10微米范圍內(nèi)。
原則上，對(duì)用于本發(fā)明的鍍鎳液沒(méi)有限制。例如，可用于本發(fā)明的合適的鍍鎳液可以是普通的瓦特鍍鎳液，也可以是普通工業(yè)用的半光亮或光亮鍍鎳液。當(dāng)用于電子電鍍時(shí)，優(yōu)選采用瓦特鎳。
作為實(shí)例，本發(fā)明所采用的鍍鎳液配方組成為每升鍍液含硫酸鎳0.9-1.14mol，氯化鎳0.15-0.21mol，硼酸0.6-0.8mol，光亮劑0-0.012mol，表面活性劑10-50ppm；pH值3.5-4.1，溫度40-45℃。
采用本發(fā)明的單槽法鍍鎳工藝，不僅工藝簡(jiǎn)單，節(jié)約成本，而且由于每層鎳采用的電流波形不同，其晶粒的結(jié)晶取向也不同，相應(yīng)的腐蝕電極電位也不同，通常層間電位差大于40mv，組合電位差大于140mV，抗腐蝕能力較強(qiáng)。
圖2是用本發(fā)明工藝形成的多層鍍鎳層(實(shí)施例1的制品)的金相圖，可以明顯看到在基材上形成了多個(gè)鎳層。
圖3是根據(jù)本發(fā)明得到的多層鎳腐蝕電位圖。
本發(fā)明中的鹽霧試驗(yàn)是用0.5-3％ NaCl中性溶液在35°條件下噴霧8小時(shí)，密封16小時(shí)為一周期，放入的零部件表面銹蝕面積不大于5％為合格，通常電子元器件都要求達(dá)到至少24小時(shí)鹽霧試驗(yàn)的要求。
上述兩種試驗(yàn)方法都見(jiàn)于微電子器件試驗(yàn)方法和程序GJB548A-96中2004A、1009A法。
下面參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。
以上結(jié)合實(shí)施例和附圖
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了闡述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案做各種改變。因此，本發(fā)明不局限于此，而由權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求
1.一種鍍多層鎳工藝，其利用多波形電鍍電源，采用一種鍍鎳溶液在單個(gè)電鍍槽中進(jìn)行電鍍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，其中多波形電鍍電源的電流波形組合為直流電流，脈沖電流和換向脈沖電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的工藝，其中直流電鍍時(shí)間為1秒-30分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的工藝，其中脈沖電流的工作比為0.1-1.0∶0.5-5ms，工作時(shí)間為50-70ms∶30-50ms，電鍍時(shí)間為1秒-30分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的工藝，其中換向脈沖電流的工作比為0.1-0.4∶0.6-1.0ms，換向時(shí)間為140-800ms∶40-100ms，電鍍時(shí)間為1秒-20分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任何一項(xiàng)的工藝，其中平均電流密度為0.1-10A/dm2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任何一項(xiàng)的工藝，其中所用的鍍鎳液選自瓦特鍍鎳液，半光亮鍍鎳液或光亮鍍鎳液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的工藝，其中所用的鍍鎳液為瓦特鍍鎳液，其配方及條件為硫酸鎳0.9-1.14mol/L，氯化鎳0.15-0.21mol/L，硼酸0.6-0.8mol/L，光亮劑0-0.02mol/L，表面活化劑10-50ppm；pH值為3.5-4.1，溫度為40-45℃。
9.權(quán)利要求1-8中任何一項(xiàng)的工藝在微電子、半導(dǎo)體器件和電子元件及金屬零件鍍鎳中的應(yīng)用。
10.包含采用權(quán)利要求1-8中任何一項(xiàng)的工藝形成的多層鍍鎳層的制品，其特征在于，所述鍍鎳層的各層中，鎳晶粒的結(jié)晶取向不同。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鍍多層鎳工藝，其利用多波形電鍍電源，采用一種鍍鎳溶液在單個(gè)電鍍槽中進(jìn)行電鍍。其所用的鍍鎳液可以是瓦特鍍鎳液，半光亮鍍鎳液或光亮鍍鎳液。本發(fā)明的鍍多層鎳工藝不僅工藝簡(jiǎn)單，節(jié)約成本，而且所得鍍鎳層的抗腐蝕能力和抗疲勞強(qiáng)度都得到提高。
文檔編號(hào)C25D5/18GK1394988SQ02130459
公開(kāi)日2003年2月5日 申請(qǐng)日期2002年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月20日
發(fā)明者許維源, 馬金娣 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所