本发明专利技术提供了一种线路板和焊接组件的金属镀层表面防护封孔方法以及一种用于金属镀层表面防护封孔的处理液。所述处理液包括预处理液和后处理液；按照质量百分比计，所述预处理液包括C2-C11的端羟基烷基硫醇0.02-2％、非离子表面活性剂0.01-5％和去离子水余量；所述后处理液为硅烷化试剂。所述防护封孔方法为：将带金属镀层的试件浸入预处理液进行预处理；将预处理后的试件用去离子水清洗，干燥；将干燥后的试件浸入硅烷化试剂中进行后处理。经过本发明专利技术处理液封孔处理后，金属镀层的耐腐蚀性能显著增强，金属镀层表面形成结合紧密的强疏水性的有机膜，具有良好的耐盐雾性能，且不影响金属镀层的焊接性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属表面防护
，具体涉及一种线路板和焊接组件的金属镀层 表面防护封孔方法以及一种用于金属镀层表面防护封孔的处理液。
技术介绍
线路板和焊接组件的铜金属面，在环境中容易受到腐蚀和氧化。目前，铜金属常采 用镀惰性金属的工艺来增加其耐蚀性。一般来说，在线路板和焊接组件的制造中通常使用 的镀惰性金属工艺有下列几种：镀镍/镀金、镀镍/镀钯/镀金、镀镍/镀银、镀镍/镀钯/ 镀银等。 金/银为惰性金属，化学性能稳定，能有效抵抗大气气氛中有害物质（如H2S、SO2、 C02、N02、C02)的侵蚀，在恶劣环境中（如盐雾、油雾、霉菌、潮湿的大气和高温条件等）也能 保存，不易腐蚀变色；同时金/银电阻率低、易焊接，与铜、镍、钯等基体材料都有良好的附 着性。因此，金/银被广泛用作线路板和焊接组件的功能性镀层。金/银的镀层必须连续 无微孔，表面不被氧化或腐蚀，才能有效地保护基底金属。但在实际生产中，基体金属的缺 陷，包括基体的准备过程和基体金属的粗糙度，以及镀层工艺过程中的不当行为均会引发 镀层的结晶缺陷，主要表现为畸形结晶和镀层微孔。这些结晶缺陷处的金属晶体处于亚稳 态，容易成为外界腐蚀镀层的起点；微孔里面较易残留施镀或浸的药水或助剂等杂质，从而 导致严重的电化学腐蚀。因此，金/银的镀层很难表现出像金属本身一致的高耐蚀性，所涉 及的产品也很难通过日益严苛的可靠性标准测试。常用的解决方法是增大惰性金属层的厚 度，即采用厚金/银工艺。因为随厚度的增大，金属层结晶晶核之间相互交错，会堵塞微孔， 使孔隙率降低，从而减少金属镀层氧化腐蚀。但金/银价格昂贵，加之近年来国际金/银价 格不断上涨，严重加剧了电子元器件企业的生产成本压力。另外，厚金/银工艺不能从根本 上解决由于结晶缺陷（特别是缺陷处残留物）引起的镀层氧化。因此，开发一种既可以使 线路板和焊接组件长期保持可焊性和可靠性，又可以节省金/银镀层用量的新技术或产品 刻不容缓。 常用的金属防护工艺包括发蓝处理、涂层处理、磷化处理、封孔处理。（1)发蓝处理 是将经过清洗的钢在空气、水蒸气或含有Na0H、NaN03#氧化性介质中加热至140°C左右，使 钢表面生成一层致密的蓝色或黑色氧化膜，以改善钢的耐蚀性和外观，这种工艺称为发蓝 处理。氧化膜有Fe3O4组成，厚度为0. 6~0. 8ym，结构致密、均匀，与金属表面结合牢固， 可防大气腐蚀。但是，线路板和焊接组件需要进行焊接加工，氧化膜是焊接加工中焊料润湿 基材的最大阻力，显然，发蓝处理不适用于线路板或焊接组件的防护。（2)涂层处理是采用 将抵御外界化学腐蚀的聚合物高分子（即防护涂料）涂覆在金属表面，依靠涂层对金属进 行防护。但是，防护涂层同样会影响线路板和焊剂组件的焊接加工，显然，涂层处理也不适 用。（3)磷化处理，首先要进行金属的磷化处理，S卩，将工件浸入磷酸盐溶液中加热，使其表 面获得一层致密、不溶于水的灰黑色磷酸盐薄膜。磷酸盐薄膜（厚度5-15ym)与金属基体 结合力很强，不易剥落，它对空气、润滑油、气体燃料以及大部分气体（除H2S)有良好的抗 蚀能力。但是，磷化处理产生含磷废液，造成环境污染；且，磷酸盐薄膜同样是焊接加工中焊 料润湿基材的阻碍物所以，磷化处理不适用于线路板或焊接组件的防护。（4)封孔处理常用 重铬酸钾对金属表面进行钝化，使之封闭金属镀层的针孔，防止空气氧化。这是一种传统的 行之有效的工艺，但是，这种封孔过程会产生含铬废液，造成环境污染，且由于其毒性问题， 已经被禁止使用在大部分工业制品中。
技术实现思路
针对现有技术中金属防腐加工工艺不利于线路板或焊接组件后续焊接加工使用 和容易造成环境污染的问题，本专利技术提出一种对后续焊接加工使用无影响的、环保的线路 板和焊接组件的金属镀层表面防护封孔的处理液以及使用方法。 本专利技术的第一个方面是提供一种用于金属镀层表面防护封孔的处理液，其特征在 于，所述处理液包括预处理液和后处理液；按照质量百分比计，所述预处理液包括(^-(^的 端羟基烷基硫醇〇. 02-2%、非离子表面活性剂0. 01-5%和去离子水余量；所述后处理液为 硅烷化试剂。 进一步地，所述金属为金或银。应当理解的是，所述处理液也可以适用于其他金属 镀层，如铜、铁、锌、钼、镍。 进一步地，所述非离子表面活性剂的浊点为多50°C。 更进一步地，所述非离子表面活性剂的浊点为50-80°C。 更进一步地，所述非离子表面活性剂的HLB值为12-14。 非离子表面活性剂可以是聚乙烯型，为环氧乙烷和含有活泼氢的化合物加成而 得，包括烷基酚聚氧乙烯醚（或酯）、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚（或酯）、聚丙二醇的环氧乙烷 加成物（酯）等。非离子表面活性剂可以是多元醇型，为乙二醇、甘油季戊四醇、失水山梨 醇和蔗糖等含有多个羟基的有机物与高级脂肪酸形成的酯，包括失水山梨醇酯、烷基醇酰 胺型等。 进一步地，所述的硅烷化试剂为N，0-双三甲基硅基三氟乙酰胺、N，0-双三甲基硅 基乙酰胺、N-甲基-N-(叔丁基二甲硅烷基）三氟乙酰胺、N-甲基-N-(三甲基硅烷基）三 氟乙酰胺中的一种或多种。 本专利技术的第二个方面是提供一种金属镀层表面防护封孔方法（即本专利技术第一个 方面所述的处理液的使用方法），用本专利技术第一个方面所述的处理液，按照下述步骤制备而 成： 步骤1，将带金属镀层的试件浸入预处理液进行预处理； 步骤2,将预处理后的试件用去离子水清洗，干燥； 步骤3,将干燥后的试件浸入硅烷化试剂中进行后处理。 进一步地，步骤1中，预处理液的温度为30-70°C，预处理时间为l-10min。 进一步地，步骤2中，去离子水清洗温度为30_50°C，清洗时间为10s-60s。 进一步地，步骤3中，硅烷化试剂后处理温度为30-70°C，后处理时间为l-10min。 本专利技术采用一种端羟基烷基硫醇，中文同义词端巯基烷基醇，分子式HO-(R) n-SH(n= 2-11)，将端羟基烷基硫醇和非离子表面活性剂配制成水溶液，对线路板和焊接组 件的金属表面镀层进行处理。硫醇中的巯基（-SH)对金属镀层中结晶缺陷处的亚稳态金属 晶体进行自组装，自组装后的端羟基烷基硫醇将亚稳态金属晶体和外界腐蚀作用隔绝，起 到缓蚀的作用；同时，预处理液中的非离子表面活性剂，对微孔里面残留的施镀药水或助剂 等杂质起到乳化、分散、助溶等作用，使杂质被有效清洗去除，防止发生电化学腐蚀；另外， 通过硅烷化试剂和端羟基烷基硫醇的羟基发生反应，在金/银镀层的孔隙中形成强疏水性 的硅烷硫醇烷基膜，进一步加强了封孔的耐腐蚀效果。这种硅烷硫醇烷基膜，可在焊接温度 的作用下发生分解而破坏，不影响线路板和焊接组件的后续焊接加工的使用。该封孔处理 液，使用环境保护法规无限制的环保原料，所用端羟基烷基硫醇水溶液中的活性成分浓度 低，生产所造成的废液经简单过滤处理即可达到直接排放的要求。 本专利技术防护的金属镀层对象主要是：对线路板和焊接组件的表面金属有实际使用 价值的惰性金属（即金/银）镀层。根据本专利技术所述作用机理和现有的研究文献表明：本 专利技术处理液也可以适用于其他金属镀层，如铜、铁、锌、铂、镍。【具体实施方式】 针对现有技术中金属防腐加工工艺不利于线路板或焊接组件后续焊接加工使用 和容易造成环本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于金属镀层表面防护封孔的处理液，其特征在于，所述处理液包括预处理液和后处理液；按照质量百分比计，所述预处理液包括C2‑C11的端羟基烷基硫醇0.02‑2％、非离子表面活性剂0.01‑5％和去离子水余量；所述后处理液为硅烷化试剂。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴树文，
申请(专利权)人：深圳市美克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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