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化学镀Ni、Co基合金功能材料的最新发展
2012-12-01 00:00:00 作者:林忠华 林琳 杜金辉 来源:《腐蚀防护之友》

化学镀Ni、Co基合金功能材料的最新发展


  文/林忠华,林琳,杜金辉·淄博波尔化学镀技术研究所


  本文主要对化学镀镍(Ni)、钴(Co)基合金功能材料在防腐和PCB(Printed Circuit Board 印刷线路板行业及磁性薄膜材料行业的最新发展进行了探讨。


  自我国1992年颁布了自催化镍一磷镀层国家标准以来,化学镀镍得到了飞快的发展,对提高我国的防腐技术水平有很大贡献。但是,在化学镀多元合金方面研究进展缓慢,对其规模化生产报道也极少。
 


  近年来研究镍(Ni)基化学镀多元合金的论文在逐渐增加,而钴(Co)基化学镀多元合金的论文却相对比较少。


  钴(Co)基为磁性镀层,在不含镍的情况下为生物合金镀层同样有广泛的用途,如:钴一铬(Co一Cr)合金镀层可用于医用材料表面改性领域,同时它也是非常好磁性薄膜材料,在电子、计算机领域有广泛的用途;钴一钐一M(Co一Sm一M)合金镀层可用于航空航天、国防、军事、计算机等领域。


化学镀Ni基薄膜含金材料


  化学镀镍一锡一磷(Ni一Sn一P)合金镀层以优异的物理化学性能得到国内外专家学者的认可。


  通过试验,将镍锡磷合金镀层稳定在Ni:86~89、Sn:2~12、P:8.8~10;延展性保持在5%,工业化生产流水线样品抽检22μm/厚度,盐雾试验300h,基体未见红点(锈点);耐高温腐蚀,380℃不变色;焊接性能极其优良;镀层在海洋环境腐蚀方面性能优良,36μm己通过海水腐蚀测试。之后以化学镀Ni一Sn一P合金镀层为研究平台,开发了PCB(印刷线路板)行业使用Ni一Sn一P合金镀层。


  PCB行业一直都在使用电镀镍或化学镀镍,特别是随着PCB的技术发展和市场变化,设备与材料的供应都存在越来越激烈的竞争,我国虽有成为世界第一大PCB生产制造商,但有自主知识产权的技术却很少。为此提高、改造PCB相关的制造技术也是当务之急。


  在制造PCB的过程中,化学镀镍起到了明显的作用,使这项技术在国内外迅速铺开,PCB企业得到了迅速膨胀,企业利润急剧压缩,加之各自掌握的化学镀镍溶液千差万别,在给掌控镀层质量方面带来困难,特别是化学镀镍层要求在2.5~3μm之间,这给该项技术提了一个很高的要求。


  在印制电路板的制造工艺流程中,产品最终表面可焊性处理,对产品的装配和使用起着至关重要的作用。镍/金镀层的焊接性主要有镍层来体现,金镀层主要是保护镍层的焊接性,化学镀镍层是作为金与铜基体之间的阻挡层,以防止生成金与铜的金属间化合物而导致表面性能发生变化。


  近期与国内某PCB生产商合作研究用Ni一Sn一P合金镀层代替电镀镍或化学镀镍的可能性,厂家抗蚀性测试数据为:镍磷合金在1:2的硝酸中浸泡10s,全部氧化变色。镍锡磷合金在1:2的硝酸中浸泡5min,有少数位置变色(1:2的硝酸为1份硝酸与2份水的混合溶液),焊接性良好(见图1)。Ni一Sn一P合金镀层对高频信号理论上没有影响,但目前还没有具体数据,这需要探讨。

  图1  此板在1:2的硝酸中浸泡5min,有少数位置变黑

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