Раствор для химического осаждения сплава на основе никеля

 

Изобретение касается нанесения металлических покрытий химическим способом и может быть использовано в радиоэлектронике, машинои приборостроении. Цель изобретения - снижение удельного электросопротивления сплава и повышение его коррозионной стойкости. Раствор для химического осаждения сплава на основе никеля содержит, г/л: ацетат никеля 40-60

сульфат меди 1,0-1,4

гипофосфит натрия 8-16

цитрат калия 50-70

ацетат натрия 40-60

гидроксид аммония (25%-ный раствор) 10-20 мл/л и хлорид индия 1,0-1,4. Введение в состав раствора хлорида индия и использование в качестве соли никеля ацетата никеля позволяет получать покрытие сплавом никель-медь-индий - фосфор с низким удельным электросопротивлением и высокой коррозионной стойкостью. Сплав на основе никеля содержит, мас.%: медь 7-8

фосфор 7,0-7,5

индий 1,0-1,5, остальное никель. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4337947/23-02 (22) 03.12.87 (46) 15.09.89. Бюл. У 34 (72) В.Ф.Бычков, Ю.И.Казановцев, С.В.Гуськов и Н.Н.Чернова (53) 621.793.16:669(088.8) (56) Вансовская К.М. Металлические покрытия, нанесенные химическим способом. JI. Машиностроение, 1985, с.68 °

Авторское свидетельство СССР

II 285439, кл. С 23 С 18/50, 1970. (54) РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ СПЛАВА НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ (57) Изобретение касается нанесения металлических покрытий химическим способом и может быть использовано в радиоэлектронике, машино- и приборостроении. Цель изобретения †. снижеI

Изобретение относится к нанесению металлических покрытий химическим способом, в частйости сплавам на ос- . нове никеля, и может быть использовано в радиоэлеКтронике, машино- и приборостроении.

Цель изобретения — снижение удель- ного электросопротивления сплава и повышение его коррозионной стойкости.

Составы предлагаемых растворов .и свойства покрычМй сплавом никельмедь — индий — фосфор представлены в таблице.

Для приготовления раствора для химического осаждения сплава никель— медь - индий — фосфор в дистиллированной воде растворяют ацетат никеля, „„SU„„1507864 A 1 (51) 4 С 23 С 18/50

2 ние удельного электросопротивления сплава и повышение его коррозионной стойкости. Раствор для химического осаждения сплава на основе никеля содержит, г/л: ацетат никеля 40-60, сульфат меди 1,0-1,4; гипофосфит натрия 8-16; цитрат калия 50-70; ацетат натрия 40-60; гидроксид аммония (25%-ный раствор) 10-20 мл/л и хлорид индия 1,0-1 4. Введение в состав раствора хлорида индия и использование в качестве соли никеля ацетата никеля позволяет получать покрытие сплавом никель — медь — индий - фосфор с низким удельным электросопротивлением и высокой коррозионной стойкостью. Сплав на основе никеля содержит, мас.%: медь 7-8; фосфор 7,0-7,5; индий 1,0-1,5, остальное никель.

1 табл.. сульфат меди, хлорид индия, цитрат калия, ацетат натрия в расчетных соотношениях, фильтруют раствор, добавляют 10-20 мл/л 25%-ного раствора гидроксида аммония до рН 8-9. Гипофосфит натрия в количестве 8-16 г/л добавляют перед началом процесса осаж- Фф .дения.

Раствор можно составлять также из заранее приготовленных концентратов отдельных компонентов.

Процесс осуществляют при 85-90 С и рН 8-9. Скорость осаждения покрытия 8-9 мкм/ч.

Введение в состав предлагаемого раствора добавки хлорида индия и ис-t пользование в качестве соли никеля!

507864 ацетата никеля приводит к включению индия в состав покрытия и обеспечивает получение однородного сплава никель — медь — индий — фосфор светлосеребристого цвета с пониженным в

3 раза удельным электросопротивлением по сравнению с известным раствором и повышенной коррозионной устойчивостью.

Уд ель ное элек тро сопротивление покрытий определяют по ГОСТ 9.502-79 с использованием в качестве подложек нихромовой проволоки марки Х20Н80 диаметром О,f мм.

Испытания на воздействие повышенной влажности в соответствии с ГОСТ

20,5?.406-81 проводят в камере влажности при температуре 4022 С, относительной влажности 93+3 в течение

21 сут по методике 205-1, 20

Оценку коррозионной стойкости осуществляют по 10-балльной шкале согласно ГОСТ 9,076-77.

Паяемость покрытий определяют ме- тодом растекания дозы припоя ПОС-61 25 с флюсом ФКСп согласно ГОСТ 9.302-79.

Покрытия, полученные из растворов 4-6 (см.таблицу ) содержат соответственно, мас.7: медь 7-8; фосфор

7-7,5; индий 1-1 5 никель 83-85. 30

Пример. Для экспериментальной проверки предлагаемого раствора приготовлены девять растворов с pasличным содержанием ингредиентов.Раствор 1 - известный.

Образцы для покрытия — волноводы -. с сечением канала 1,1 х 0,55 мм, изго-. товленные иэ бронзы марки БрОФ обез0 жиривают в нагретом до 60 С трихлор.этилене в ультразвуковом генераторе 1О в течение ..i0.мин, а затем подвергают электрохимическому.обезжириванию в растворе, содержащем, г/л: гидроксид натрия 25-50; сода кальцинированная

20-30; тринатрийфосфат 30-70; жидкое содовое стекло 5-15, при температуре

60-95 С, плотности тока 3-10 А/дм в течение 1-2 мин.

Аноды изготавливают из нержавеющей стали. После этого промывают волно- воды сначала в горячей проточной воде в течение 5 мин, затем в холодной проточной воде в течение 5 мин и в холодной дистиллированной воде окунанием.

После промывки волноводы декапируют в растворе соляной кислоты (1:i ) и промывают в холодной проточной воде в течение 1 мин и в холодной дистиллированной воде окунанием, Поверхность волноводов активируют при комнатной температуре в течение 2-3 мин в растворе следующего состава: 4 г/л

Ы ВН ; 80 мл/л NH 0H, Н О дистил. до 1 л промывают в холодной дистиллированной воде очень осторожно окунанием и погружают изделие в предварительно нагретый до 85-90 С раствор для химического осаждения сплава.

Покрытые волноводы промывают в холодной проточной и дистиллированной воде и сушат сжатым воздухом. Получае" мое покрытие — однородный сплав никель - медь — индий — фосфор светлосеребристого цвета, полублестящий, с низкой шероховатостью и пониженным по сравнению с известным покрытием удельным электросопротивлением.

Уменьшение содержания ацетата никеля в растворе менее 40 г/л приводит к значительному снижению скорости осаждения и увеличению удельного сопротивления осадка. Увеличение-концентрации более 60 г/л вызывает ухудшение качества осадка (повьппается хрупкость) и увеличивает удельное электросопротивление.

Снижение концентрации сульфата меди менее 1 г/л понижает коррозионную стойкость покрытия вследствие уменьшения содержания меди в покрытии. Увеличение содержания сульфата меди более 1, 4 г/л ведет к сидению каталитической активности покрытия и в конечном итоге к прекращению процесса осаждения.

Уменьшение содержания комплексообразователя — цитрата калия — ниже

50 г/л вызывает снижение устойчивос" ти комплексов металлов, что может привести к саморазряду раствора.Увеличение концентрации более 70 г/л ведет к увеличению содержания меди в покрытии.

Снижение концентрации ацетата натрия менее 40 г/л не позволяет поддерживать рН раствора на постоянном уровне в течение всего процесса, что влечет ухудшение качества осадка.Увеличение содержания более 60 г/л не приводит к улучшению качества осадка, Увеличение или уменьшение содержания буфера — гидроксида аммония— вызывает ухудшение качества. осадка (он становится более темным, матовым шероховатым).

1507864

8-16

50-70

40-60

Содерпаиие компонентов, и/л, в растворах

Компоненты растворов, )О

)о

Никель сернокнслый

Никель уксуснокислый

Медь сернокнслая

> Индий треххлористый

Гипофосфит натрия

Натрий лимоннокислый трехеамещенный

Калий лимоннокислый трехвамещенный

Натрий уксуснокислый

Аммиак (252-ный раст" вор), - мл/л рн

Температура, С

Скорость осакдения> мкм/ч

Коррозионная стой. кость,усл.ед. удельное сопротнвле" нне> Ом мм /м

Паяемость (K),) зо о,в

1,6

1О зо

Е 6

1>6

7О

1 6 эо.50

),2

4О

),о .),о в

50 60

),2 1,4

1,2 1 4

12 16

1,2

),г

1,2

4О

60 70 40

50 60 30

7О

60..50 в

15 20 58,70 8,80 8,20

75-85 75-85 75-85

8,80

75-85

8 80

75-85

)О

8,25

75-85 l5

8,70

85 .

)о.

8,5-9,0

85.)О .

8,5-9,0

8-9 .... 8-9 -. 8-9- . 3 5-4,0

1-2

5-6

:)6!

8 г-3 о, о

0,45-0,55 0>5-0,6

1-2

l-2

3-5

О,SS-O,S8

0 5

0,7-О,В

0,5

l,)-1,З

0,4 .

0,7-0,8

О,4

О,.7-О,В

0 5

l,3-.1,5 о,з

1,2-.1 Э о,э е

При меньшем количестве гипофосфита в растворе процесс не инициируется

Снижение содержания гипофосфита натрия менее 8 г/л значительно снижает скорость покрытия (менее 6 мкм/ч/.

Увеличение концентрации гипофосфита ! более 16 г/л приводит к ухудшению ка5 чества покрытия (осадки становятся очень хрупкими, что не позволяет покрывать сложнопрофилированные детали из-за возможности задиров и отслоений) и увеличению- удельного электросопротивления сплава вследствие большего включения фосфора в сосТав осадка.

Из приведенных в таблице данных видно, что простое введение в известный раствор хлорида индия (состав 2) не дает заметного эффекта ни по одному из параметров. В то же время покрытие из предлагаемого раствора без 20 соли индия (состав Э) обладает повышенной коррозионной стойкостью по сравнению с покрытием из известного раствора,но высоким удельным электросопро" тивлением. Введение в раствор 3 хлорида 25 индия обеспечивает снижение удельного электросопротивления покрытия.

Уменьшение содержания хлорида индия менее 1 г/л увеличивает удельное сопротивление покрытия вследствие уменьшения содержания индия в сплаве

6 (менее I X) . Увеличение содержания хлорида индия более 1,4 г/л вызывает тот же эффект вследствие увеличения содержания металла более 1,57..

Формула изобретения

Раствор для химического осаждения сплава на основе никеля, содержащий соль никеля, сульфат меди, гипофосфит натрия, цитрат щелочного металла, ацетат натрия и гидроксид аммония, отличающийся тем, что, с ц йью снижения удельного электросопротивления сплава и.повышения его коррозионной стойкости, он дополнительно содержит хлорид индия, а в качестве соли никеля — ацетат никеля

IIpH следующем соотношении компонентов, г/л:

Ацетат никеля 40-60

Сульфат меди 1,0-1,4

Гипофосфит натрия

Цитрат калия

Ацетат натрия

Гидроксид аммония. (25X-ный раствор), мл/л 10-20

Хлорид индия .1,0-1,4