Водный раствор для химического нанесения покрытий из никель- бора на поверхность меди

 

Изобретение относится к нанесению металлических покрытий способом химического восстановления и касается составов водных растворов для химического осаждения покрытий из никель-бора на поверхность меди. Целью изобретения является 2 улучшение качества.покрытия за счет снижения величины переходного сопротивления в контактных системах и повышение антифрикционной устойчивости пар трения при повышении скорости нанесения покрытий . Для этого используют водный раствор, содержащий, моль/л: хлорид никеля (II)0,07- 0,09; этилендиамин 0,08-0,18; глицин 0,25- 0,45; тетрагидридоборат натрия 0,04-0,06; гидроксид натрия 0,30-0,50; тиосульфат натрия (2,5-3,7). При использовании указанного раствора получают покрытия никель-бор, переходное сопротивление которых после приработки составляет 30-60 Ом, что характерно для контактов с покрытием золотом. Это дает возможность использовать изобретение для замены покрытий из золота. При этом износостойкость получаемых покрытий достаточно высока при высокой скорости их осаждения. 1 табл. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 23 С 18/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4472756/63 (22) 08.08.88 (46) 30,03.92. Бюл. М 12 (71) Институт физической химии им. Л,В.

Писаржевс кого (72) Ю.Н. Шевченко., Г,А. Козлов, Т.И. Рубанец, В.М. Львовский и Н.И. Яшина (53) 621.793.3:669.24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССРНГ 263359 . кл. С 23 С 3/02,1968.

Авторское свидетельство СССР

М 1014979, кл. С 23 С 18/34, 1981. . (54) ВОДНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ НИКЕЛЬБОРА НА ПОВЕРХНОСТЬ МЕДИ (57) Изобретение относится к нанесению металлических покрытий способом химического восстановления и касается составов водных растворов для химического осаждения покрытий из никель-бора на поверхность меди. Целью изобретения является

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий способом химического восстановления, касается составов водных растворов для химического осаждения покрытий из никель-бора на поверхность меди и может быть использовано в радиоэлектронной, приборо- и.машиностроительных отраслях промышленности, Известен состав водного раствора для химического осаждения покрытий из ни«ель-бора на поверхность меди, содержащий хлорид никеля (И), борогидрид натрия, калия-натрия тартрат, этилендиамин, гидроокись натрия и стабилизатор — метаби. сульфит калия. Ж 1723194А1 улучшение качества, покрытия за счет снижения величины переходного сопротивления в контактных системах и повышение антифрикционной устойчивости пар трения при повышении скорости нанесения покрытий. Для этого используют водный раствор, содержащий, моль/л: хлорид никеля(И) 0,070,09; этилендиамин 0,08-0,18; глицин 0,250,45; тетрагидридоборат .натрия 0,04-0,06; гидроксид натрия 0,30-0,50; тиосульфат натрия (2,5-3,7) 104, Прй использовании указанного раствора получают покрытия никель-бор, переходное сопротивление которых после приработки составляет 30 — 60

Ом, что характерно для контактов с покрытием золотом. Это дает возможность использовать изобретение для замены покрытий из золота. При этом износостойкость получаемых покрытий достаточно высока при высокой скорости их осаждения. 1 табл.

Данный раствор при 40-60 С характеризуется высокой стабильностью и позволяет при 80 С получать на меди покрытия со скоростью 1 мкм/ч.

Однако скорость процесса нанесения покрытия при повышенных температурах при использовании этого раствора является недостаточной.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при его использовании результату к .составу согласно изобретению является водный раствор для химического осаждения покрытий из никель-бора на поверхность меди, включающий хлористый никель ° (II), комплексообраэователи: этилендиамин и

1723194 калия — натрия тартрат, тетрагидроборат натрия, гидроксид натрия и стабилизатор—

5-нитробензимидазол.

Этот раствор обладает удовлетворительной стабильностью в интервале рабочих температур 70-90 С, однако скорость осаждения из него покрытий никель-6ор относительно невелика (8,3 мкм/ч при 80 С).

Кроме того, получаемые из этого раствора покрытия никель-бор неудовлетворительны по качеству: характеризуются достаточно высоким значением величины переходного сопротивления в контактных системах, а также низкой антифрикционной устойчивостью при использовании на двух парах трения.

Целью изобретения является улучшение качества покрытия за счет снижения величины переходного сопротивления в контактных системах и повышение антифрикционной устойчивости пар трения при повышении скорости нанесения покрытий.

Это достигается благодаря тому, что водный раствор для химического нанесения покрытий из никель-бора на поверхность меди, содержащий хлорид никеля (II), два комплексообразователя, в качестве одного иэ которых используют этилендиамин, тетрагидридоборат натрия. гидроксид натрия и стабилизатор, согласно изобретению содержит в качестве второго комплексообразователя глицин, а в качестве стабилизатора — тиосульфат натрия при следующем соотношении компонентов, моль/л: хлорид никеля (И) 0,07-0,09; этилендиамин 0,08-0,18, глицин 0,25 — 0,45, тетрагидридоборат натрия 0,04-0,06, гидроксид натрия 0,30-0,50, тиосульфат натрия (2,5—

3,7) 10

Э кспериментальная и ро верка зая вл яемой рецептуры была выполнена с помощью семи растворов, для приготовления которых в 900 мл воды последовательно растворяли необходимые количества хлорида никеля, комплексообразователей, щелочи, стабил изатора, тетрагидридобората натрия и доводили водой до объема 1 л.

Покрытие никель-бор осаждали на фольгообразные медные подложки, которые предварительно подвергали стандартным операциям обезжиривания, кислотного травления, промывки. Порции рабочего раствора объемом 25 мл термостатировали при необходимой температуре с точностью + 2 С на водяной бане, Покрываемый участок под0,07 — 0,09

0,08-0,18

0,25 — 0,45 я 0,04-0,06

0,30 — 0,50 (2,5 — 3,7).10 ложки имел площадь 5 см и, таким об азам, 2 плотность загрузки составляла 2 дм /л, В горячий раствор вносили подложку а инициировали начало осаждения покрытия с по5 мощью ее приведения в кратковременный (Зс) контакт с алюминием. Скорость осаждения покрытия рассчитывали по ГОСТ 9,30279, исходя из приращения массы подложки за первые 40 мин процесса.

10 В таблице приведены данные, характеризующие скорость осаждения покрытий, степень износа и их переходное сопротивление.

Как следует из таблицы, при осуществ15 лении изобретения удается получать покрытия никель-бор, переходное сопротивление которых в исходном состоянии (сразу после осаждения) в 1,5 — 2,5 раза, а после приработки контакта в 3 — 6 раз меньше, чем по

20 прототипу.

Достигаемые после приработки величины переходного сопротивления 30-60 Ом характерны для контактов с покрытием из золота, т;е. раствор согласно изобретению

25 может быть использован для замены покрытий иэ золота.

При этом износостойкость получаемых покрытий в 1,6 — 2,7 раза выше износостойкости покрытий согласно прототипу, а ско30 рость осаждения покрытий превышает таковую согласно прототипу.

Формула изобретения

Водный раствор для химического нанесения покрытий из никель-бора на поверх35 ность меди, содержащий хлорид никеля (!!), два комплексообразователя, в качестве одного иэ которых используют этилендиамин, тетрагидридоборат натрия, гидроксид натрия и стабилизатор, отличающийся

40 тем, что, с целью улучшения качества покрытия за счетснижения величины переходного сопротивления в контактных системах и повышения антифрикционной устойчивости пар трения, при повышении скорости нане45 сения покрытия в качестве второго комплексообразователя он содержит глицин, а в качестве стабилизатора — тиосульфат натрия при следующем соотношении компонентов, моль/л:

50 Хлорид никеля (II)

Этилендиамин

Глицин

Тетрагидридоборат натри

Гидроксид натрия

55 Тиосульфат натрия

1723194

1 согласно

Компоненты и характеристики раствора

Концентрация компонентов, моль/л, в покрытии изобретению

2 3

4 5 6

Прототип

0,038

0,07 о,os

0,08 0,08

0.,12 0,12

0,09

0,18

0 09 о,18

0,07

0,08

0iО58

О, 159

О,45

0,06

0,50

0,,25

0,04

0,30

0,35

0 05 тетрагидридоборат натрия 0,005

1,0

0,35

О, 00016

О,OOb25 Оэ00030 Оу 00025 0 ° 00030 0 ° 00037 оу00037

Скорость осаждения покрытия, мкм/ч при> С:

9 3 8,5 8,6

10,7 9,0 9,2

11,6 9,6 9,6

10,5. 9,6

12,0 . 10,8

13,7 11,8

9,0

10,3

11,7

8,3

Переходное сопротивление, R, „,Ом при времени работы контакта, ч:

250 300

30 50

600

60

190

Шо Ш

Степень износа Q - — — — 1002

Ша за 10 ч (Соотноаение потери массы покрытия медного контакта за 10 ч работы (2,78 10 циклов нагружения) к исходной его массе ) 4 5 6 6

Составитель В.Забелин

Техред M.Moðãåíòàë Корректор .М.Кучерявая

Редактор А.Маковская

Заказ 1046 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Хлорид никеля (II)

Этилендиамнн

Калия-натрия тартрат

Глицин

Гидроксид натрия

Метабисульфит калия

5-Нитробензимидаэол тиосульфат натрия

0,40 0,40

0,04 0,05

0,40 0,40

0,45

0,05

0,50