一種離子液體在印制電路中電鍍鎳的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] -種離子液體在印制電路中電鍍鎳的應(yīng)用，其涉及的領(lǐng)域?yàn)殡婂儾牧项I(lǐng)域，特別 是離子液體在印制電路中電鍍技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 撓性印制電路板比起傳統(tǒng)的印制電路板，具有輕、薄、短、小、結(jié)構(gòu)靈活的特點(diǎn)。在 撓性印制電路板的導(dǎo)體上通常會(huì)電鍍一層鎳，主要是作為阻擋層。在早期的印制電路板導(dǎo) 體上僅電鍍上一層厚金層的目的是為了提高耐磨性，減低接觸電阻、防止氧化和提高連接 可靠性。但是在銅表面直接鍍金時(shí)，會(huì)在銅和金的界面處開始進(jìn)行明顯的互為擴(kuò)散并形成 擴(kuò)散層，這個(gè)擴(kuò)散層隨著時(shí)間的推移而增厚并形成疏松態(tài)，因而易受空氣中的水分、C02等 浸入逐漸形成銅鹽，因而嚴(yán)重影響電子設(shè)備的可靠性。研究表明，在鍍金之前先電鍍上一層 金屬鎳，能夠有效阻止銅和金之間的相互擴(kuò)散現(xiàn)象。這是因?yàn)殒嚺c金、銅的特性(結(jié)構(gòu))差異 大，不存在互為擴(kuò)散問(wèn)題，通過(guò)鎳層的中間"阻擋層"大大提高了電子互聯(lián)的可靠性。
[0003] 傳統(tǒng)的電鍍鎳在水溶液中進(jìn)行，因此在水溶液進(jìn)行電鍍要嚴(yán)格控制水溶液的酸堿 度，并時(shí)刻提防"析氫"現(xiàn)象。有文獻(xiàn)報(bào)道（曾為民，等.有色金屬，2001，04:13-14)在 電鍍時(shí)的"析氫"現(xiàn)象的發(fā)生會(huì)嚴(yán)重影響鍍層的致密性、光亮度等，從而產(chǎn)生大量的次品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，提出了一種質(zhì)量好、良品率高且鍍鎳化學(xué)性能穩(wěn)定的 離子液體在印制電路中電鍍鎳的方法。
[0005] 本發(fā)明所述方法所采用的技術(shù)方案是：該方法包括以下步驟：以離子液體為電解 液，將鎳鹽溶解于離子液體配制成電鍍液，以印制電路板的待鍍區(qū)域?yàn)殛帢O，鎳板為犧牲性 陽(yáng)極，在印制電路板的表面電鍍鎳層，根據(jù)需要在不同電流密度和電鍍時(shí)間下進(jìn)行電鍍來(lái) 獲得所需的鍍層厚度。
[0006] 進(jìn)一步地，所述電解液中的陽(yáng)離子為以下任意一種：季銨鹽類陽(yáng)離子；吡啶類陽(yáng) 離子；咪唑鹽類陽(yáng)離子；膽堿類離子液體；季磷鹽類陽(yáng)離子。
[0007] 進(jìn)一步地，所述電解液中的陰離子為以下的任意一種：Cl、Br、I、A1C14、A12C1 7、 Zn2Cl5、BF4、PF6、NO3、ZnO 2、MoO4、NiO2、N (CN) 2、CF3SO3。
[0008] 進(jìn)一步地，所述鎳鹽為硫酸鎳、氯化鎳、磷酸鎳、高氯酸鎳中的一種。
[0009] 進(jìn)一步地，電鍍時(shí)的電流密度為l_8A/dm2,電鍍液的溫度為20-70°C，電鍍時(shí)間控 制根據(jù)電鍍的厚度來(lái)決定。
[0010] 進(jìn)一步地，電鍍液的配比為鎳鹽：離子液體=1:1~1: 5。
[0011] 更進(jìn)一步地，所述陽(yáng)極采用的是純度為99. 99%的可溶性鎳塊。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明電鍍鎳層在空氣攪拌的條件下進(jìn)行，可以防止高電 流密度區(qū)溫度過(guò)高，并為電鍍液提供更加均勻的溫度控制。這是因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液中存在濃 度、溫度的差異等而引起的溶液內(nèi)物質(zhì)的流動(dòng)。這種情況下的流動(dòng)速度是非常緩慢的，因此 各個(gè)部分的溫度不均勻，并且在發(fā)生電極反應(yīng)時(shí)，很快就會(huì)在陰極區(qū)內(nèi)造成反應(yīng)離子的缺 乏，陰極發(fā)生濃差極化。這時(shí)，采取攪拌措施就可以彌補(bǔ)自發(fā)性傳質(zhì)不足帶來(lái)的電極反應(yīng)受 阻，并且使極限電流密度提高和使得鍍液的溫度均勻；本發(fā)明所采用的離子液體在常溫下 為液態(tài)，具有極低的蒸汽壓，電導(dǎo)率高，電化學(xué)窗口高于水溶液；離子液體作為一種電解液 在金屬電鍍上有以下優(yōu)點(diǎn)：（1)非水體系無(wú)"析氫"現(xiàn)象；（2)無(wú)需添加酸堿等物質(zhì)；（3)離 子液體自身的電化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性能好，因此所得到的電鍍液穩(wěn)定且壽命很長(zhǎng)；（4) 離子液體的陽(yáng)離子(通常為有機(jī)陽(yáng)離子)能夠有效提高鍍層的亮度；（5)離子液體不揮發(fā)、低 毒性、不易燃，為綠色環(huán)保的電鍍液；基于此，本發(fā)明方法制備得到的印制電路質(zhì)量好，印制 速度快，鍍鎳化學(xué)性能更加穩(wěn)定。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面根據(jù)發(fā)明方法通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施實(shí)例只是為了更好地將 本發(fā)明技術(shù)原理闡釋清楚，并不代表本發(fā)明只限制使用該實(shí)施實(shí)例。
[0014] 實(shí)施例一： Βπ?πια-ΝΜΜΦ系電鍍鎳：將BmimCl與NiCl 2按照摩爾比為1 :1配制成電鍍液放入 到電鍍槽中，其中以純度為99. 99%的可溶性鎳板為犧牲性陽(yáng)極，印制電路板的待鍍區(qū)域?yàn)?陰極，并用空氣溫和的攪拌，在2A/dm2的電流密度下，70°C溫度下電鍍，電鍍時(shí)間根據(jù)電鍍 的厚度來(lái)決定。
[0015] 實(shí)施例二： 氯化膽堿-乙二醇-NiCl2體系電鍍鎳：將氯化膽堿-乙二醇-NiCl 2按照摩爾比為 1:0. 5:1配制成電鍍液放入到電鍍槽中。其中以純度為99. 99%的可溶性鎳板為犧牲性陽(yáng) 極，印制電路板的待鍍區(qū)域?yàn)殛帢O，并用空氣溫和的攪拌，在2A/dm2的電流密度下，30°C溫 度下電鍍，電鍍時(shí)間根據(jù)電鍍的厚度來(lái)決定。
[0016] 實(shí)施例三： Βπ?ηΒΡ4-Ν?30^φ系電鍍鎳：將BminBF4-NiSO4按照摩爾比為5:1配制成電鍍液放入到 電鍍槽中。其中以純度為99. 99%的可溶性鎳板為犧牲性陽(yáng)極，印制電路板的待鍍區(qū)域?yàn)殛?極，并用空氣溫和的攪拌，在8A/dm2的電流密度下，30°C溫度下電鍍，電鍍時(shí)間根據(jù)電鍍的 厚度來(lái)決定。
[0017] 實(shí)施例四：
[BMPy]2S04-NiS0^系電鍍鎳：將[BMPy] 2S04-NiS04按照摩爾比為1:1配制成電鍍液 放入到電鍍槽中。其中用純度為99. 99%的可溶性鎳板為陽(yáng)極，印制電路板的待鍍區(qū)域?yàn)殛?極，并用空氣溫和的攪拌，在lA/dm2的電流密度下，70°C溫度下電鍍，電鍍時(shí)間根據(jù)電鍍的 厚度來(lái)決定。
[0018] 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，上述實(shí)施例獲得的測(cè)試性能指標(biāo)如表1所示。
[0019] 表 1
由表1可知，本發(fā)明采用離子液體作為電鍍鎳的溶液，其鍍鎳時(shí)間短，無(wú)揮發(fā)性氣味產(chǎn) 生，溶液體系和鍍鎳后的印制電路體系均具有穩(wěn)定的性能表現(xiàn)，在后續(xù)的溶液處理中，其極 易降解，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何的污染，也保證了人體免受傷害，其是一種全新的鍍鎳方法。
[0020] 上述實(shí)例對(duì)本發(fā)明做了詳細(xì)的說(shuō)明，但并不意味著本發(fā)明僅僅局限于這四種實(shí) 例。在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的情況下，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和變形在本發(fā)明權(quán)利要求和技術(shù)之 內(nèi)，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種離子液體在印制電路中電鍍鎳的方法，其特征在于，以離子液體為電解液，將鎳 鹽溶解于離子液體配制成電鍍液，以印制電路板的待鍍區(qū)域?yàn)殛帢O，鎳板為犧牲性陽(yáng)極，在 印制電路板的表面電鍍鎳層，根據(jù)需要在不同電流密度和電鍍時(shí)間下進(jìn)行電鍍來(lái)獲得所需 的鍍層厚度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離子液體在印制電路中電鍍鎳的方法，其特征在于，所 述電解液中的陽(yáng)離子為以下任意一種：季銨鹽類陽(yáng)離子；吡啶類陽(yáng)離子；咪唑鹽類陽(yáng)離子； 膽堿類離子液體；季磷鹽類陽(yáng)離子。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離子液體在印制電路中電鍍鎳的方法，其特征在于，所 述電解液中的陰離子為以下的任意一種：Cl、Br、I、A1C1 4、A12C17、Zn2Cl5、BF 4、PF6、N03、 ZnO2、MoO 4、NiO2、N (CN) 2、CF3SO3。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離子液體在印制電路中電鍍鎳的方法，其特征在于：所 述鎳鹽為硫酸鎳、氯化鎳、磷酸鎳、高氯酸鎳中的一種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離子液體在印制電路中電鍍鎳的方法，其特征在于：電 鍍時(shí)的電流密度為1~8A/dm2,電鍍液的溫度為20~70°C，電鍍時(shí)間控制根據(jù)電鍍的厚度 來(lái)決定。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離子液體在印制電路中電鍍鎳的方法，其特征在于：電 鍍液的配比為鎳鹽：離子液體=1:1~1: 5。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離子液體在印制電路中電鍍鎳的方法，其特征在于：所 述陽(yáng)極采用的是純度為99. 99%的可溶性鎳塊。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種質(zhì)量好、良品率高且鍍鎳化學(xué)性能穩(wěn)定的離子液體在印制電路中電鍍鎳的方法。該方法以離子液體為電解液，將鎳鹽溶解于離子液體配制成電鍍液，以印制電路板的待鍍區(qū)域?yàn)殛帢O，鎳板為犧牲性陽(yáng)極，在印制電路板的表面電鍍鎳層，根據(jù)需要在不同電流密度和電鍍時(shí)間下進(jìn)行電鍍來(lái)獲得所需的鍍層厚度。本發(fā)明可用于電路板印制領(lǐng)域。
【IPC分類】C25D3/12
【公開號(hào)】CN105018975
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510437125
【發(fā)明人】何波, 林均秀, 胡文成, 徐玉珊
【申請(qǐng)人】珠海元盛電子科技股份有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年7月23日