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钯电镀工艺介绍及镀液配方

放大字体  缩小字体发布日期:2013-09-28  浏览次数:983
核心提示:由于钯(Pd)镀层具有优良的耐蚀性、耐磨性和电性能等,已经应用于电器接点、连接器、IC引线架和印制板(PCB)等电子电器零件中;还由

由于钯(Pd)镀层具有优良的耐蚀性、耐磨性和电性能等,已经应用于电器接点、连接器、IC引线架和印制板(PCB)等电子电器零件中;还由于Pd镀层比金镀层价廉,因而希望用Pd镀层取代传统使用的金镀层。迄今为止,已有许多专利文献介绍了获得Pd镀层的Pd电镀液,但是这些Pd镀液存在的问题有:①由于Pd镀层内应力较高,因而难以从镀液中获得延展性优良的厚Pd镀层;②由于Pd镀层在可焊性、耐热性和附着性等方面存在问题,难以满足电子零件对焊料镀层的要求。近年来随着电子电器的高性能化和小型化,应用于电器中的PCB和IC引线架等电子零件的线宽和间距正在逐年微细化,因此要求电子零件具有更高的物理性能,优良的焊料湿润性和加热后的易焊性,迫切需求改善Pd镀液乃至Pd镀层的性能。本文就获得耐热性、焊料湿润性优良的Pd电镀工艺加以叙述。

1.工艺概述

Pd电镀液中含有可溶性Pd盐,4级化台物,吡啶衍生物,铵盐和可溶性Se盐等。

镀液中加入结构式如化(1)式所示的4级化合物,旨在改善Pd镀液性能,获得结晶均匀致密,表面平滑的耐热性Pd镀层。

化(1)式中,R1、R2、R3和R4表示烷基、苯基等;Z表示N、P、As、Sb原子;X一表示C1-、Br-、I-、NO2-、CIO-、C5H5SO3-、OH-等阴离子。4级化合的代表例结构式如化(2)~化(9)。

钯电镀工艺概述化学式
钯电镀工艺概述化学式2
钯电镀工艺概述化学式3

以z计的4级化台物浓度为l0~3000mg/L,最好为50~1000mg/L。如果Z浓度低于10mg/L,难以获得预期性能的Pd镀层;如果Z浓度高于3000mg/L,Pd镀层表面状态不良。

吡啶衍生物包括吡啶一3一磺酸、吡啶一3一磺酸铵、吡啶一3一磺酸钾等吡啶磺酸类化合物以及吡啶-2-羧酸、烟酸、喹啉酸、二甲基吡啶酸、2,6-二吡啶-2-羧酸及其K+、Na+、NH4+盐等吡啶羧酸类化合物。吡啶衍生物浓度为0.1~20.0g/L,最好为1.0~10.0g/L。如果吡啶衍生物浓度低于0.1g/L,或者高于20.0g/L,因镀层表面状态不良而不实用。

镀液中加入H2SeO3、KzSeO3、Na2SeO3、Se(CN)4-等可溶性Se盐,旨在缓和Pd镀层内部应力,保持光亮的镀层外观。以Se计的可溶性Se盐浓度为0.0001~2.0g/L,最好为0.0005~0.01g/L。

镀液中加入NH4C1、NH4Br、NH4NO3、(NH4)2SO4、(NH4)3PO4,、H3BO3等化合物,旨在改善镀液的缓冲性能,提高镀液pH稳定性和导电性。

镀液温度为30~70℃,最好为45~55℃。镀液pH为6~12,最好为7~9。采用氨水调节镀液PH,阴极电流密度为l~15A/dm2,最好为5~l0A/dm2。

2.镀液配方

按照表1中各例Pd镀液配方配制Pd电镀液.边搅拌,边加温至50℃,用氨水调节镀液pH7.5~8.0。以镀Pt的Ti(Pt/Ti)为阳极,以Cu制基体上预镀2mNi层的Ic引线架为阴极,以6A/dm2的电流密度电镀3s。

钯电镀工艺中Pd镀液配方表

从表1各侧镀液中可以获得0.1um厚度的Pd镀层。Pd镀层不会发生金线焊接问题。400℃/2min的耐热性试验后的Pd镀层不会变色。Pd镀层在345℃加热2s后,把Ic引线架在外引线部切断并安装。按照JISC0053标准测定零交叉时间(从试样开始浸入焊料槽时到试样表面完全被焊料湿润时的时间间隔称为零交叉时间).结果都在2s以下,表明Pd镀层的易焊性良好,焊料湿润速度快。

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