Электролит для осаждения сплава никель-бор

, 17846 25 6 51) ЕТЕ ВУ И Ж нои технике, оении, Сущт содержит, водный 30- ый четырехая кислота 01-0,05; нали калия боГ. Новоторцева, Л.С ридов и Г,А. Бранйц тельство СС3/56, 1974,тельство СС 3/12, 1968. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗО ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ%48вательский институт фи облем Белорусского гониверситета им, В.И Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электрохимическому осаждению сплава никель-бор.Известен электролит для осаждения . сплава никель-бор, содержащий соль никеля, борную кислоту и калий дикарбоундекаборат, Однако из данного электролита осаждается покрытие никель-бор, характеризующееся невысокой способностью к ультразвуковой сварке (усилие отрыва 2-4 г) и недостаточной паяемостью при использовании припоя ПОСи неактивного спирто-канифольного флюса.Наиболее близким к предлагаемому является электролитдля осаждения сплава никель-бор, содержащий соль никеля, комплексообраэующие агенты (цитрат, триэтаноламин, трилон Б), борогидрид и стабилизатор; меркаптофталевую кислоту. Раствор позволяет получать износостойкие никелевые покрытия, которые, однако, не(54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАСПЛАВА НИКЕЛЪ-БОР(57) Использование: в электронприборостроении, машинострность изобретения: электролиг/л: никель сернокислый семи88;5; калий-натрий виннокислводный 56-169; аминоуксусн25-75; 5-нитробензимидазол 0;трия гидроксид 10-35; натрия ирогидрид 0,01-0,2. 2 табл. удовлетворяют необходимым требованиям(усилие отрыва алюминиевой проволоки составляет 5 г). Использование электролитовдля осаждения сплава никель-бор, содержащих в качестве лигандов К цитрат и аммиак или моноэтаноламин, .пирофосфат иаммиак или моноэтаноламин, тартрат и этилендиамин, цитрат и глицин также не позволило получать покрытия, удовлетворяющиетребованиям по сварке и пайке,Цель изобретения - снижение переходного сопротивления и повышение способности к сварке и пайке никель-борпокрытия, осаждаемого из предлагаемогоэлектролита,Укаэанная цель достигается тем, чтоводный раствор, включающий сернокислыйникель, комплексообразующие атенты, борогидрид натрия или калия, гидроксид натрия, стабилизатор иводу, в качестве комплексообразующих агентов содержит калий- натрий виннокислый и аминоуксусную кислоту, в качестве стабилизатора - 5-нигробензимидазол при следующем соотношении компонентов, г/л; Никель сернокислыйсемиводный,Калий-натрий виннокислыйчеты рехводныйАминоуксусная кислота5-НитробензимидазолНатрия гидроксидБорогидрид натрияили калияВодаТемпература осакдения, СПлотность тока, А/дмг 30 - 88,5 56 - 16925-750,01 - Сг,0510-35 0,01 - 0,2 До 1 л 30-60 2 - 65-Нитробензимидазол представляет собой порошок светло-желтого цвета (ТУ 6 -09-07-393-75),Рабочий раствор готовят последовательным растворением всех компонентов(кроме борогидрида) при 70-80 С и перемешивания. р Н раствора составляет 12,5-13,0,Борогидрид добавляют в охлажденный прикомнатной температурераствор непосредственно перед работой, чтобы избежать егопотерь вследствие протекающего гидролиза борогидрида при стоянии раствора,Осаждение покрытий никель-бор осу ществляется на медные проводники печатных плат, ламели или контакты и разъемызлектросоединителей при температуре 3060 Сиплотноститока 2 - 6 А/дм, Предвари тельная обработка меди или латунивключает обезжиривание, промывку, декапирование.Приводим сравнительные данные, иллюстрирующие преимущества предлагаемого электролита для осаждения покрытияникель-бор по сравнению с известным,В табл. 1 приведены составы электролитов для осаждения сплава никель-бор и режим осаждения; в табл, 2 представленырезультаты испытаний свойств покрытий(по примерам),Скорость осаждения оценивали гравиметрическим методом, внешний вид покрытия - визуально. и с помощью микроскопаМБС, по ОСТ 11,029.001 - 74 определяли паяемость покрытия (по отношению площадирастекания припоя на покрытии никель-борк площади растекания припоя на меди сиспользованием ПОСи малоактивногофлюса на основе фталевого ангидридаНикель сернокислыйсемиводныйКалий-натрий виннокислый,четы рехводныйАминоуксусная кислота5 НитробензимидазолНатрия гидроксидБорогидрид натрия(или калия)ВодаПлотность тока, А/дм 59 1 12,5500,02630 0,05До 1 л4 П р и м е р 2. Печатную плату или контакт 35 юсле предварительного обезжиривания и декэпировэния погружают в нагретый до 60 С электролит следующего состава, г/л: Никель сернокислыйсемиводныйКалий-натрий виннокислыйчетырехводныйАминоуксусная кислота5-НитробензимидазолГидроксид натрияБорогидрид натрияили калияВодаПлотность тока, А/дм 30 40 56250,0110 0,01До 1 л6 50Л р и м е р 3. Печатную плату или контактпосле предварительного обезжиривания идекапирования погружают в электролит при30 С следующего состава, г/л;55 Никель сернокислыйсемиводныйКалий-натрий виннокислыйчетырехводныйАминоуксусная кислота 88,5 16975 усилию отрыва привариваемой на установке ультразвуковой сварки алюминиевой проволоки, Коррозионную стойкость оценивали, выдерживая покрытие в камере влаги 5 в течение 3, 10 сут при относительной влажности 95% и температуре 40 С, переходное сопротивление - на установке ЛПУСпри нагрузке 50 г. Оценивали также выход по Току и стабильность раствора по образова нию твердой фазы в объеме раствора, которая может накапливаться, вследствие протекания процесса химического восстановления К борогидридом, Содержание бора в покрытии определяли с помощью ме тода атомно-абсорбционной спектроскопии,Г р и м е р 1, Печатную плату или контактпосле предварительного обезжиривания и декапирования погружают в нагретый до 20 40 С электролит следующего состава, г/л:0,0535 5-НитробенэимидазолНатрия гидроксидБорогидрид натрияили калияВодаПлотность тока, А/дм 0,2До 1 л2 Никель сернокислыйсемиводныйНикель азотнокислыйсемиводныйАммоний хлористыйНатрия бисульфитНатрий лимоннокислыйтрехзамещенный 5,5-водныйТриэтаноламин, мл/лТрилон ББорогидрид натрияМеркаптофталевая кислотаВодаПлотность тока, А/дмрН 11 (с помощью ИаОН),100 20 35 70 40 40 0,4 0,3 До 1 л 3 П р и м е р 5. Печатную плату или контакт после предварительного обезжиривания, декапирования погружают в нагретый до 40 С электролит следующего состава, г/л",Никель сернокислыйсемиводныйКалий-натрий виннокислый,четырехводныйАминоуквусная кислотаНатрия гидроксидБорогидрид натрияили калияВодаПлотность тока, А/дм 59 112,55030 0,05 До 1 л. Из данных табл. 2 следует, что использование в качестве лигандов К(1) калия-натрия виннокислого и аминоуксусной кислоты позволяет осаждать хорошо паяемое покрытие (б=0,7 - 0,8), характеризующе 4 П р и м е р 4 (прототип). Печатную плату или контакт после предварительного обезжиривания и декапирования погружают при температуре 50 С в электролит следующего состава, г/л:25 Формула изобретения Электролит для осаждения сплава никель-бор, содержащий сернокислый никель, комплексообразующие агенты, гидроксид 30 натрия, борогидрид натрия или калия, стабилизатор и воду, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения переходного сопро.тивления и повышений способности к сварке и пайке, он . в качестве 35 комплексообразующих агентов содержиткалий-.натрий виннокислый и аминоуксусну 1 о кислоту, а в качестве стабилизатора 5- нитробензимидазол при следующем соотношении компонентов, г/л:40 Никель сернокислыйсемиводныйКалий-натрий виннокислыйчетырехводныйАминоуксусная кислота5-НитробензимидазолНатрия гидроокись .Борогидрид натрияили калия 30 - 88,5 56-16925-750,01 - 0,0510 - 35 0,01 - 0,2 50 еся невысоким переходным сопротивлением 4,8 - 12,0 мОм) и усилием отрыва привариваемой с помощью ультразвука алюминиевой проволоки равным 6,5-7,2 г.5 Получаемое покрытие имеет равномернуюполублестящую поверхность, которая не изменяется в результате коррозионного воздействия в течение 10 сут при 40 С и отн, вл.95 О. Введение 5-нитробензимидазола в 10 электролит препятствует протеканию процесса образования металлического никеля в объеме раствора, т,е. улучшает паяемость и мало сказывается на прочности сварных соединений.15 Электрохимически осаждаемые покрытия никель-бор благодаря перечисленным свойствам (низким переходным сопротивлением, повышенной способностью к сварке и пайке), могут использоваться для 20 осаждения на ламели печатных плат, контактные площадки печатных плат, контакты электросоединителей вместо благородных металлов - золота, серебра, палладия.Таблица 2 Н ме а ия аство ов Показатель Ч Ч 7,5 0,8 7,0.0,8 7,20,8 5,0 0,6 6,5 0,7 4,8 Без изменения0,5 30 .100 16,8 12,0 Без изменения0,1 40 10014 6,0 Без изменения1,0 35 60 16 13,2 Без изменения3,0 28 100 20 6,2 Без изменения0,7 28 100 16В соответствии с ОСТ 11073.013-83 сварка считается удовлетворительной, если усилиеотрыва приваренной проволоки к покрытию составляет не менее 6 г. Составитель Т,ГаевскаяТехред М. Моргентал Корректор И.Шулла Редактор Заказ 4349 ф Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комйтета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101Никель сернокислый семиводныйНикель азотнокислый семиводныйКалий-натрий виннокислый четырехводныйАминоуксусная кислотаАммоний хлористыйНатрий бисульфитНатрий лимоннокислый трехзамещенный, 5,5-водныйТриэтаноламин, мл/лТрилон Б5-нитробензимидазолНатрий гидроксидБорогидрид натрия или калияМеркаптофталевая кислотаВодарНТемпература осажденияПлотность тока, А/ м Усилие отрыва алюминевых электрон ныи вы родов после их УЗ-сваркик полученному покрытию (среднеезначение), гКоэффициент растекания припоя, сПереходное сопротивление, мОм