RU2357015C1 - Электролит для электрохимического осаждения покрытий никель-бор - Google Patents
Электролит для электрохимического осаждения покрытий никель-бор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2357015C1 RU2357015C1 RU2008114267/02A RU2008114267A RU2357015C1 RU 2357015 C1 RU2357015 C1 RU 2357015C1 RU 2008114267/02 A RU2008114267/02 A RU 2008114267/02A RU 2008114267 A RU2008114267 A RU 2008114267A RU 2357015 C1 RU2357015 C1 RU 2357015C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boron
- nickel
- electrolyte
- coatings
- coating
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 47
- QDWJUBJKEHXSMT-UHFFFAOYSA-N boranylidynenickel Chemical compound [Ni]#B QDWJUBJKEHXSMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 title claims description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 33
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims abstract description 13
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 30
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 15
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 15
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 10
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 8
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 8
- DLDJFQGPPSQZKI-UHFFFAOYSA-N but-2-yne-1,4-diol Chemical compound OCC#CCO DLDJFQGPPSQZKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005282 brightening Methods 0.000 claims description 3
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 10
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- OGKAGKFVPCOHQW-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O OGKAGKFVPCOHQW-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 7
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 6
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 6
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 description 4
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- CVHZOJJKTDOEJC-UHFFFAOYSA-N saccharin Chemical compound C1=CC=C2C(=O)NS(=O)(=O)C2=C1 CVHZOJJKTDOEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940081974 saccharin Drugs 0.000 description 3
- 235000019204 saccharin Nutrition 0.000 description 3
- 239000000901 saccharin and its Na,K and Ca salt Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- FTLYMKDSHNWQKD-UHFFFAOYSA-N (2,4,5-trichlorophenyl)boronic acid Chemical class OB(O)C1=CC(Cl)=C(Cl)C=C1Cl FTLYMKDSHNWQKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XPAZGLFMMUODDK-UHFFFAOYSA-N 6-nitro-1h-benzimidazole Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=C2N=CNC2=C1 XPAZGLFMMUODDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229960002449 glycine Drugs 0.000 description 2
- 235000013905 glycine and its sodium salt Nutrition 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N potassiosodium Chemical compound [Na].[K] BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 2
- SHVCSCWHWMSGTE-UHFFFAOYSA-N 6-methyluracil Chemical compound CC1=CC(=O)NC(=O)N1 SHVCSCWHWMSGTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical class [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- BQRPKHOZMDAQPG-UHFFFAOYSA-J Cl[Ni](Cl)(Cl)Cl Chemical compound Cl[Ni](Cl)(Cl)Cl BQRPKHOZMDAQPG-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- IVXPALHZHWCURU-UHFFFAOYSA-J O.O.O.O.O.O.O.[Ni+2].[Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Ni+2].[Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O IVXPALHZHWCURU-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WINXNKPZLFISPD-UHFFFAOYSA-M Saccharin sodium Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(=O)[N-]S(=O)(=O)C2=C1 WINXNKPZLFISPD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- -1 acrylate ion Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- RJTANRZEWTUVMA-UHFFFAOYSA-N boron;n-methylmethanamine Chemical compound [B].CNC RJTANRZEWTUVMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- LAIZPRYFQUWUBN-UHFFFAOYSA-L nickel chloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cl-].[Cl-].[Ni+2] LAIZPRYFQUWUBN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VOVNNEYNZYBUGJ-UHFFFAOYSA-N nickel heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Ni] VOVNNEYNZYBUGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000105 potassium hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L potassium sodium L-tartrate Chemical compound [Na+].[K+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L 0.000 description 1
- 229940074439 potassium sodium tartrate Drugs 0.000 description 1
- VZOPRCCTKLAGPN-ZFJVMAEJSA-L potassium;sodium;(2r,3r)-2,3-dihydroxybutanedioate;tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Na+].[K+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O VZOPRCCTKLAGPN-ZFJVMAEJSA-L 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229940085605 saccharin sodium Drugs 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 1
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- 235000011006 sodium potassium tartrate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- NVBFHJWHLNUMCV-UHFFFAOYSA-N sulfamide Chemical compound NS(N)(=O)=O NVBFHJWHLNUMCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области гальваностегии и может быть использовано для получения коррозионностойких, твердых, термо- и износостойких, паяемых и свариваемых покрытий в машиностроении, приборостроении и электронной технике. Электролит содержит, г/л: сернокислый семиводный никель 80-180, цитрат натрия 5,5 водный 120-220, хлорид аммония 15-25, борсодержащую добавку 0,01-2,0 и воду. Технический результат: повышение равномерности покрытий по толщине, получение покрытий никель-бор на электроотрицательных и легких металлах и сплавах с хорошей адгезией. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области электрохимического осаждения металлических покрытий, в частности бор-никелевых, и может быть использовано для получения коррозионностойких, твердых, термо- и износостойких, паяемых и свариваемых покрытий для изделий машиностроения, приборостроения и электронной техники.
Известен электролит для осаждения покрытий никель-бор, содержащий соль никеля, соль полиэдрического бората, никель хлористый, ацетат-ион и уксусную кислоту, который дополнительно содержит смачивающее средство “Прогресс” и акрилат-ион, в качестве соли никеля - никель сернокислый, в качестве ацетат-иона - никель уксуснокислый при определенном соотношении компонентов (см. патент РФ №2080422, C25D 3/56, опубл. 1997.05.27.
Известен также электролит для электрохимического осаждения многофункционального покрытия никель-бор, содержащий никель сернокислый, никель двухлористый, натрий фтористый, формальдегид, малоновую кислоту, сахарин, паратолуолсульфамид, смачиватель СВ-102 и боросодержащую добавку - декагидроборат натрия, принадлежащую к классу "высшие бороводороды" (см. патент РФ №2149927, C25D 3/56, опубл. 2000.05.27).
Известен электролит для осаждения сплава никель-бор, содержащий соли никеля, борную кислоту, борирующую добавку и воду, в состав которого дополнительно введены 6-метилурацил, 1,4-бутиндиол, сахарин, сернокислый натрий, в качестве солей никеля - сернокислый семиводный никель и двухлористый шестиводный никель, а в качестве борирующей добавки - декагидрокарборат натрия при следующем соотношении компонентов (см. патент РФ №2058437, C25D 3/56, опубл. 1996.04.20).
Известен электролит для электрохимического осаждения многофункциональных покрытий на основе никеля, содержащий соли никеля - сернокислый семиводный никель и двухлористый шестиводный никель, 1,4-бутиндиол, борную кислоту, формальдегид, отличающийся тем, что он дополнительно содержит натриевую соль сахарина, а в качестве борирующей добавки - натрия боргидрид, при следующем соотношении компонентов, г/л:
| Сернокислый семиводный никель | 280-400 |
| Двухлористый шестиводный никель | 25-60 |
| Борная кислота | 25-60 |
| 1,4-Бутиндиол | 0,2-1,5 |
| Формальдегид | 0,02-1,5 |
| Натриевая соль сахарина | 0,25-2,0 |
| Натрия боргидрид | 0,1-2,0 |
(патент РФ №2265086, C25D 3/56, опубл 2005.11.27)
Общими недостатками указанных электролитов являются:
низкая равномерность толщины покрытия, связанная с малой рассеивающей способностью электролитов никелирования, невозможность получения качественных покрытий на электроотрицательных металлах из-за плохой адгезии, высокая пористость в тонких слоях покрытия и значительные внутренние напряжения.
Кроме того, введение в сульфатный слабокислый электролит никелирования некоторых борсодержащих добавок (диметиламинборан, боргидрид) значительно снижает выход по току для никеля, что приводит к наводораживанию покрытий. Разложение таких бордобавок в ходе побочных процессов гидролиза ведет к накоплению в электролите малорастворимой борной кислоты и затрудняет поддержание их постоянной концентрации в электролитах никелирования.
Лучшие результаты по качеству покрытий и равномерности толщины получаются из комплексных электролитов никелирования.
В качестве прототипа принят электролит для осаждения сплава никель-бор по авторскому свидетельству СССР №1784664, C25D 3/56, опубликованному 30.12.92. Электролит содержит сернокислый никель семиводный, комплексообразующие агенты, гидроксид натрия, боргидрид калия или натрия, стабилизатор, причем в качестве комплексообразующих агентов он содержит калий натрий виннокислый и аминоуксусную кислоту, а в качестве стабилизатора 5-нитробензимидазол при следующем соотношении компонентов, г/л:
| Никель сернокислый семиводный | 30-88,5 |
| Калий натрий виннокислый четырехводный | 56-169 |
| Аминоуксусная кислота | 25-75 |
| 5-Нитробензимидазол | 0.01-0.05 |
| Натрия гидроксид | 10-35 |
| Боргидрид натрия или калия | 0.01-0.2 |
Получают полублестящее покрытие никедь-бор.
Недостатками электролита прототипа являются: возможность применения только одной борсодержащей добавки - боргидрида натрия, нестабильность электролита во время эксплуатации, что требует постоянного контроля за его параметрами, частотой очистки от накапливающихся органических примесей и корректировки электролита, высокая степень наводораживания металлического покрытия и основы покрываемой детали из-за крайне низкого выхода по току (30-40%), что снижает физико-химические и механические свойства изделия; невозможность получения качественных покрытий на электроотрипательных металлах из-за их коррозии и плохой адгезии, высокая пористость в тонких слоях покрытия, значительные внутренние напряжения в покрытии и сравнительно невысокая скорость (до 16-20 мкм за час).
Кроме того, в данном высокощелочном электролите может происходить химическое разрушение фоторезистов печатных плат, компаундов, стекла, керамических основ, алюминия и его сплавов и некоторых других основ изделий электронной техники.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание многофункциональных покрытий никель-бор, получаемых из нейтрального комплексного аммиачно-цитратного электролита с использованием различных борсодержащих добавок.
Технический результат.
Получение покрытий с контролируемым составом и свойствами, с высокой равномерностью по толщине.
Получение покрытий никель-бор на электроотрицательных и легких металлах и сплавах с хорошей адгезией.
Получение покрытий никель-бор в насыпном виде в барабанах, колоколах, корзинах с высокой равномерностью по толщине.
Получение качественных покрытий на различных комбинированных изделиях электронной техники (транзисторах, изоляторах, печатных платах и т.п.) без разрушения фоторезистов, компаундов, стеклоспаев, керамики и т.п.
Этот технический результат достигается тем, что в электролите для электрохимического осаждения покрытий никель-бор бор, содержащем сернокислый семиводный никель, комплексообразователи и борсодержащую добавку, в качестве комплексообразователей используется цитрат натрия 5,5 водный и хлорид аммония, в качестве борсодержащей добавки используется одна из одна из ряда калиевых или натриевых солей декагидродекабората, дикарбаундекабората или додекагидрододекабората, а также блескообразующую добавку 1,4-бутиндиола, Rado-2 или их производных, а также их сочетания при следующем соотношении компонентов, г/л:
| Сернокислый семиводный никель | 80-180 |
| Натрия цитрат 5.5 водный | 120-220 |
| Хлорид аммония | 15-25 |
| Борсодержащие добавки | 0.01-2,0 |
| Блескообразующая добавка | 0,3-2,5 |
Улучшение функциональных свойств электролита (равномерность толщины, выход по току, нейтральное значение рН) и покрытий (микротвердость, адгезия, внутренние напряжения, термостойкость, коррозионная стойкость, паяемость, свариваемость и др.) достигается за счет применения комплексообразователей цитрата натрия 5,5 водного, хлорида аммония, борсодержащих добавок одной из ряда калиевых или натриевых солей декагидродекабората, дикарбаундекабората или додекагидрододекабората и дополнительно блескообразующих добавок из ряда 1,4 бутиндиола сахарина и их производных.
Для приготовления электролита используются следующие вещества:
Сульфат никеля семиводный тв. ГОСТ 2665-73.
Цитрат натрия 5,5 водный тв. ГОСТ 5538-78.
Хлорид аммония тв. ГОСТ 2210-73.
Дикарбаундекаборат натрия (калия) (NaC2В9H12) 40-45% раствор ТУ 6-02-1-453-84.
Декагидродекаборат натрия (калия) (Na2В10Н10) 25-27% раствор ТУ 6-02-1-513-86.
Додекагадрододекаборат калия K2B12H12*4H2O ТВ Опытная партия.
Rado-2 тв. IST 2061565-16:2000.
Сахарин тв. ГОСТ 2150-43.
1,4-Бутиндиол жидкость (на 100%). ТУ 6-45-52-79.
Благодаря введенным комплексообразователям электролит не требует длительной проработки перед покрытием деталей и малочувствителен к загрязнениям, обладает высокой рассеивающей способностью, что позволяет наносить покрытия никель-бор в насыпном виде в барабанах, корзинах и колоколах с высокой равномерностью по толщине, а нейтральное значение рН не вызывает разрушения покрываемых основ и гидролиза борсодержащих добавок. Предложенный комплексный электролит совместим со всеми предложенными борсодержащими добавками, которые обеспечивают основные функциональные свойства покрытий никель-бор (твердость, износосотойкость, термо- и коррозионную устойчивость, способность к пайке, сварке и высокую электропроводность. Электролит имеет более высокий по сравнению с прототипом выход по току, что делает покрытия беспористыми в тонких слоях и малонапряженными при больших толщинах.
Электролит готовят обычным образом, специальные меры по хранению и введению добавок в электролит не требуются. Предварительно соли никеля, аммония и цитрат натрия растворяют раздельно в дистиллированной воде при комнатной температуре. Растворы фильтруют и смешивают. Борсодержащие и блескообразующие добавки вводят в электролит непосредственно перед началом электрохимического осаждения покрытия.
Подготовку поверхности изделий перед нанесением покрытия никель-бор проводят стандартными способами с использованием известных растворов.
Осаждение проводят при рН 7,0-7,5 при плотности тока 0,25-2,0 А/дм2 и температуре 30-50°С.
При меньших значениях рН выпадают труднорастворимые соли никеля, при больших - снижается выход по току. При меньших плотностах тока снижается скорость осаждения покрытия, при большей - выход по току. При меньших температурах покрытие темнеет и снижается выход по току, при большей - испаряется аммиак с разрушением комплексов никеля. Концентрация борсодержащих добавок не критична и определяется требуемым количеством бора в сплаве. Концентрация основных компонентов электролита определяется оптимальными условиями комплексообразования с ионами никеля.
Пример 1
Электрохимическое осаждение покрытия на предварительно подготовленную поверхность стальной основы (корпус автомобильной свечи зажигания) осуществляют в электролите, содержащем г/л:
| Сернокислый семиводный никель | 180 |
| Натрия цитрат 5.5 водный | 220 |
| Хлорид аммония | 25 |
| Rado-2 | 2,0 |
| 1,4-Бутиндиол | 0,5 |
| Декагидродекаборат натрия | |
| (по иону) | 0,06 |
Температура 45°С, плотность тока 0.5 А/дм2, выход по току 92%. рН 7.2
Получено блестящее никель-борное покрытие, обладающее низкими внутренними напряжениями, высокой равномерностью по толщине с низкой пористостью в тонких слоях, выдерживающее высокотемпературную обработку(импульсную сварку при 1000°С), развальцовку и коррозионные испытания.
Пример 2
Электрохимическое осаждение покрытия на предварительно подготовленную поверхность печатной платы электронных кварцевых часов с медным токоведущим рисунком осуществляют в электролите, содержащем г/л:
| Сернокислый семиводный никель | 120 |
| Натрия цитрат 5.5 водный | 180 |
| Хлорид аммония | 20 |
| 1,4-Бутиндиол | 0,3 |
| Декагидродекаборат натрия | |
| (по иону) | 0.06 |
Температура процесса 40°С, рН 7.2. Плотность тока 2,0 А/дм2.
Получается беспористое, коррозионностойкое, блестящее покрытие без разрушения защитного фоторезиста на плате, способное к ультразвуковой сварке с высокой прочностью сварного соединения. Технические характеристики покрытия приведены в таблице. Блескообразующая добавка не только обеспечивает получение блестящих покрытий, но и улучшает показатели ультразвуковой микросварки и защитные свойства покрытия при сохранении его термостойкости.
Пример 3
Электрохимическое осаждение покрытия на предварительно подготовленную поверхность мелких деталей из ковара (корпуса транзисторов и микросхем) осуществляют в барабанной установке из электролита, содержащего г/л:
| Сернокислый семиводный никель | 120 |
| Натрия цитрат 5.5 водный | 180 |
| Хлорид аммония | 20 |
| Дикарбаундекаборат калия (по иону) | 0.04 |
Температура процесса 30°С, рН 7.2. Плотность тока 0,25А/дм2.
Получено качественное полублестящее покрытие никель-бор с высокой равномерностью по толщине (рассеивающая способность по Фипьду 24-30%), без разрушения стеклоспаев и керамики, с выходом деталей заданной толщины около 90%.Другие характеристики приведены в таблице.
Пример 4
Электрохимическое осаждение покрытия на предварительно подготовленную поверхность стальной основы (штоки паровых задвижек) осуществляют в электролите, содержащем г/л:
| Сернокислый семиводный никель | 120 |
| Натрия цитрат 5.5 водный | 180 |
| Хлорид аммония | 20 |
| Додекагидрододекаборат калия | 1,5 |
Температура процесса 40°С, рН 7.2
Получено полублестящее, равномерное по толщине покрытие, беспористое при толщине 7-9 мкм, стойкое к термоокислению (1000°С) и действию пара, обладающее высокой твердостью 6-7 ГПа (12-14 ГПа после термообработки) и износостойкостью. Другие характеристики приведены в таблице.
Пример 5
Электрохимическое осаждение покрытия на предварительно подготовленную поверхность алюминиевой основы (корпуса электронных приборов) осуществляют в электролите, содержащем г/л:
| Сернокислый семиводный никель | 120 |
| Натрия цитрат 5.5 водный | 180 |
| Хлорид аммония | 20 |
| Декагидродекаборат натрия | |
| (по иону) | 0.06 |
Температура процесса 40°С, плотности тока 1.0 А/дм2, Выход по току 92%. РН 7.2
Получено качественное полублестящее, хорошо сцепленное с алюминием покрытие никель-бор, беспористое при толщине 6-8 мкм, выдерживающие коррозионные испытания для жестких условий.
Пример 6:
Электрохимическое осаждение покрытия на предварительно подготовленную поверхность стальной основы осуществляют в электролите, содержащем г/л:
| Сернокислый семиводный никель | 120 |
| Натрия цитрат 5.5 водный | 180 |
| Хлорид аммония | 20 |
| Сахарин (аналог Rado-2) | 2,0 |
| 1,4-Бутиндиол | 0,3 |
| Декагидродекаборат натрия | 0.06 |
(по иону)
Температура процесса 40°С, рН 7.2 Плотность тока 2,0 А/дм2.
Полученное блестящее покрытие практически беспористо, при толщинах 6-9 мкм хорошо сцеплено с основой, обладает хорошей износостойкостью и высокими антикоррозионными свойствами, низким значением внутренних напряжений. Указанные характеристики получаемого покрытия позволяют использовать предложенный электролит в машиностроении, электротехнике, приборостроении и других отраслях. Основные характеристики процесса и свойства покрытий приведены в таблице.
В других примерах меняли количество компонентов электролита
Никель сернокислый семиводный: при концентрации свыше 180 г/л дает нерастворимый осадок в объеме электролита, при концентрации менее 80 г/л снижаются рабочие плотности тока.
Цитрат натрия 5,5 водный: при концентрации свыше 220 г/л повышается вязкость и унос электролита с деталями, при концентрации менее 120 г/л снижается выход по току.
Хлорид аммония: при концентрации свыше 25 г/л повышается вязкость и унос электролита с деталями, при концентрации менее 15 г/л снижается выход по току.
Борсодержащие добавки: при концентрации свыше 2,0 г/л повышается унос бордобавок в электролите с деталями, при концентрации менее 0,01 г/л покрытие теряет термостойкость, твердость и паяемость.
1,4-бутиндиол, Rado-2: при концентрации менее 0,3 г/л покрытие теряет блеск, при концентрации более 2,5 г/л повышаются внутренние напряжения в покрытии и возникает хрупкость.
В таблице приведены усредненные показатели по вариантам приготовления электролита. Видно, что предложенный электролит по сравнению с прототипом обеспечивает более высокий выход по току, более высокий коэффициент растекания припоя и большее усилие отрыва при сварке. Одновременно обеспечивается хорошая адгезия покрытия на алюминии, достигаются большая микротвердость, меньшие значения внутренних напряжений и переходного сопротивления.
Предложенный электролит с различными борсодержащими добавками имеет широкий диапазон применения и может быть использован не только дня получения функциональных, но и защитно-декоративных покрытий на различных основах.
В результате электроосаждения получается блестящее покрытие с заданным содержанием бора, удовлетворяющее требованиям по коррозионной стойкости, твердости, термо- и износостойкости, условиям пайки и сварки.
Claims (3)
1. Электролит для электрохимического осаждения покрытия никель-бор, содержащий сернокислый семиводный никель, комплексообразователи и борсодержащую добавку, отличающийся тем, что в качестве комплексообразователей он содержит цитрат натрия 5,5 водный и хлорид аммония, а в качестве борсодержащей добавки - соль из ряда калиевых или натриевых солей декагидродекабората, дикарбаундекабората или додекагидрододекабората при следующем соотношении компонентов, г/л:
сернокислый семиводный никель 80-180
цитрат натрия 5,5 водный 120-220
хлорид аммония 15-25
борсодержащая добавка 0,01-2,0.
2. Электролит по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит блескообразующую добавку в количестве 0,3-2,5 г/л.
3. Электролит по п.2, отличающийся тем, что в качестве блескообразующей добавки он содержит добавку из ряда 1,4-бутиндиол, Rado-2 или их производные, или их сочетания.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008114267/02A RU2357015C1 (ru) | 2008-04-11 | 2008-04-11 | Электролит для электрохимического осаждения покрытий никель-бор |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008114267/02A RU2357015C1 (ru) | 2008-04-11 | 2008-04-11 | Электролит для электрохимического осаждения покрытий никель-бор |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2357015C1 true RU2357015C1 (ru) | 2009-05-27 |
Family
ID=41023459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008114267/02A RU2357015C1 (ru) | 2008-04-11 | 2008-04-11 | Электролит для электрохимического осаждения покрытий никель-бор |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2357015C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9598352B2 (en) | 2011-11-18 | 2017-03-21 | The Curators Of The University Of Missouri | Process and device for the production of polyhedral boranes |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2058437C1 (ru) * | 1993-11-15 | 1996-04-20 | Акционерное общество "Минский часовой завод" | Электролит для осаждения сплава никель - бор |
| RU2080422C1 (ru) * | 1993-02-02 | 1997-05-27 | Акционерное общество закрытого типа "Энергия" | Электролит для осаждения покрытий никель - бор |
-
2008
- 2008-04-11 RU RU2008114267/02A patent/RU2357015C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2080422C1 (ru) * | 1993-02-02 | 1997-05-27 | Акционерное общество закрытого типа "Энергия" | Электролит для осаждения покрытий никель - бор |
| RU2058437C1 (ru) * | 1993-11-15 | 1996-04-20 | Акционерное общество "Минский часовой завод" | Электролит для осаждения сплава никель - бор |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9598352B2 (en) | 2011-11-18 | 2017-03-21 | The Curators Of The University Of Missouri | Process and device for the production of polyhedral boranes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104321463B (zh) | 用于镍层无电沉积的镀浴 | |
| TWI409367B (zh) | Electrolytic gold plating and the use of its gold film | |
| KR101502804B1 (ko) | Ｐｄ 및 Ｐｄ-Ｎｉ 전해질 욕조 | |
| US9249513B2 (en) | Beta-amino acid comprising plating formulation | |
| JP2013508538A5 (ru) | ||
| KR20080017276A (ko) | 경질금 합금 도금 배스 | |
| KR20110028312A (ko) | 팔라듐 도금용 촉매 부여액 | |
| JP2010261082A (ja) | 無電解パラジウムめっき液 | |
| CN101260549B (zh) | 一种无预镀型无氰镀银电镀液 | |
| KR102722483B1 (ko) | 금의 무전해 도금을 위한 도금욕 조성물 및 금 층을 침착시키는 방법 | |
| TWI445839B (zh) | 無電解純鈀鍍敷液 | |
| CN102732918A (zh) | 一种金锡共晶焊料(AuSn20)电镀液及制备方法 | |
| JPS62124280A (ja) | 無電解パラジウムメツキ液 | |
| RU2357015C1 (ru) | Электролит для электрохимического осаждения покрытий никель-бор | |
| US4468296A (en) | Process for electroplating palladium | |
| RU2058437C1 (ru) | Электролит для осаждения сплава никель - бор | |
| US9783891B2 (en) | Iron boron alloy coatings and a process for their preparation | |
| JP4932542B2 (ja) | 無電解金めっき液 | |
| JP3948737B2 (ja) | 置換型無電解金めっき液 | |
| JP3989795B2 (ja) | 電解硬質金めっき液及びそれを用いためっき方法 | |
| JP2007009305A (ja) | 無電解パラジウムめっき液及びそれを用いて形成された３層めっき被膜端子 | |
| KR101507452B1 (ko) | Pcb 제조를 위한 무전해 니켈-팔라듐-금 도금 방법 | |
| JPH05295558A (ja) | 高速置換型無電解金めっき液 | |
| RU2124072C1 (ru) | Электролит для электрохимического осаждения функциональных покрытий никель - бор | |
| RU1784664C (ru) | Электролит дл осаждени сплава никель-бор |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100412 |