去除铝表面污点的组合物制造技术

本发明专利技术提供一种适于电镀之前铝预处理的改进的组合物和工艺。本发明专利技术是一种包含酸、氧化剂，和，任意地，卤化物的含水组合物。这种组合物用于有效清除由铝预处理工艺中浸蚀步骤产生的污点的工艺。可以选择地，该组合物可用于在Ａｌ预处理中浸蚀和去污点步骤结合的工艺。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
去除铝表面污点的组合物本专利技术的领域是在电镀之前，通过受控清除干扰电镀工艺的金属和氧化物，以去除铝和铝合金表面污点的组合物。长期以来，人们认为铝及其合金需要专门的表面制备工艺以确保成功的电镀。主要原因在于铝对氧具有高亲和力，并且因而洁净、无氧化物的铝表面会以较快的速率再氧化。这种氧化物层已经显示出可以消极影响电镀层在铝上的附着，如果未恰当地控制它的话。在电镀之前的金属铝的预处理通常包括含有1)清洗、2)浸蚀、3)去污点和4)锌酸盐处理(zincating)。实施清洗以便清除由原料处理、防蚀，或其它表面处理中带来的各种油、油脂、金属屑、土壤和污垢。清洗包括化学方法和工艺的配置，该配置包括水溶液化学、溶剂脱脂、蒸汽处理、乳胶、超声、热氧化、等离子体放电，等等。通过沉浸的水溶液清洗是最普遍的工艺。清洗之后，铝通常被浸入碱性或酸性溶液中，以进行浸蚀或者使表面粗糙，并清除厚的氧化层。表面的浸蚀被认为可通过增加表面面积和在镀层和铝基底之间提供较好的机械关联，从而促进附着。通过使表面有更好的电化学活性，以及清除金属镀层和基底之间潜在的弱中间氧化层，使得氧化层的清除进一步改善了电镀工艺。所使用的浸蚀类型取决于铝合金、工艺条件和表面条件。通常地，将碱性浸蚀剂设计得更具有腐蚀性，以产生粗糙表面促进附着，这对高度氧化的合金特别有效。相反地，酸性浸蚀剂对铝表面明显温和。它们减少了合金内大金属内含物或者表面下的浇铸空隙暴露的可能性，并且，由于浸蚀很少，所以通常使要在下游工序中清除的污点数量最小化。浸蚀之后铝表面的检测通常显示表面上存在松弛的附着薄膜或污点，它们消极地影响随后对铝的电镀。这种污点组合物取决于铝中的杂质或合金的成分，并且通常包含金属成分。因而，浸蚀处理之后，基底要接受一种处理(去污点)以清除污点层。-->去污点之后通常是锌酸盐处理步骤，在此将铝浸入碱性锌浴液以沉积一层薄的含锌层。由于锌基本不如铝一样迅速氧化，所以锌酸盐层可控制并使金属表面的氧化最小化。去污点之后通常的工艺程序包括水漂净、锌酸盐处理、化学去除锌酸盐层(在与锌酸盐起化学反应的溶液中，通常含有硝酸)、再次锌酸盐处理表面，接着以电解镍放电电镀表面。随后的电镀操作(例如Cu/Ni/Cr)在镍放电之后。实践已经显示上面描述的二次锌酸盐处理工艺有益于进一步提高电镀附着，并超过一次锌酸盐处理工艺所产生的附着。试验表明，在铝预处理工艺中，去污点常常是最重要的步骤。历史上，通常酸浓度为25％至70％的硝酸溶液，可良好地实施去除浸蚀过的铝合金的污点。并非一切污点都可单独以硝酸轻易地清除，因而一般加入添加剂以提高去污点的效率。例如，对于含有高浓度硅(例如356A和380系列铸造合金)的铝合金，加入含有氟化物的添加剂例如氟化氢铵或者氟化钠，使得氟化物离子能够溶解和清除表面的硅。可以选择地是，这些年来通常采用硝酸、硫酸和含氟化物盐的溶液，以便化学清除较多种类的金属污点。这种组合物特别适用于合金化金属，例如Cu、Fe、Mg和Si，这是由于硫酸盐是一种有效的溶剂。虽然硝酸对于去除浸蚀过的铝的污点非常有效，但由于安全和健康考虑，对它的用途的抵制日益增加。例如，含有硝酸的浴液中有毒NOx烟的产生受到特别的关注。为了消除这种关注，付出了很大的努力以发展和采用不含硝酸的去污点剂。已经采用这样一种方法，即使用铬酸作为氧化剂，再与硫酸和含氟化物盐合用。虽然这种方法能良好地去除污点并避免NOx形成，但铬酸的使用因其自身的毒性而带来了忧虑。本专利技术的目的是提供一种无硝酸和铬酸、因而消除与这些酸相关的健康、安全和环境的忧虑的组合物，但是它在其去污点能力上具有很高效率。本专利技术提供一种适于电镀之前铝预处理的改进的组合物和工艺。本专利技术是一种包含一种酸、一种氧化剂，和，任意地，一种卤化物的含水组合物。这种组合物用于有效清除由铝预处理工艺的浸蚀步骤引起的污点的工艺。可以选择地，该组合物可以用于Al预处理中浸蚀和去污点步骤结合的工艺。为了使铝表面对于随后电镀的附着可接受，本专利技术的组合物提供一种在金属电镀之前处理铝表面的配方。工业中该处理有时指去污点或者去氧化物步骤。去除铝表面污点的该含水组合物包含：-->a-氧化剂，b-酸，和c-任意地，含有卤离子的化合物。氧化剂可以是一种或者多种化合物；它们都对于额外的氧具有高亲和力。氧化剂组，在该组中包括称之为“过”氧化剂的，它包括过硫酸钠；过硫酸钾；过硫酸铵；过氧硫酸钠；过氧硫酸钾；过硼酸盐、过碳酸盐，和过氧化物。其它的可以包括的氧化剂是硝酸铵；硝酸钠；硝酸铜；硝酸铁；硝酸镁；和硝酸锰。另外的可以作为氧化剂被包括的组是芳香的二-&三-取代的化合物，例如间-、邻-，或对-硝基芳酸；或者硝基芳基磺酸和它们的盐。包含在该组中的是1-、2-，和3-硝基苯磺酸，1-、2-，和3-硝基苯酸，以及这些酸的钠盐、钾盐和铵盐。优选的氧化剂是间-、邻-，或对-硝基芳酸，硝基芳基磺酸，苯磺酸，和它们的盐、酯和酰胺。这些包括苯磺酸、4-乙基苯磺酸；3-硝基苯磺酸，和它们的盐。最优选的是间-、邻-，或对-硝基芳基磺酸，尤其，硝基苯磺酸。已经发现间-硝基苯磺酸(MBS)与“过”氧化剂或者硝基化合物相比，在几个因素上是特别可取的。首先，发现MBS在用于去污点时的pH非常稳定，然而化合物例如过硫酸钠必须被稳定以防止分解产物。这种稳定性具有增强整个时间内浸蚀的连贯性的效果，因而延长去污剂的使用寿命。MBS也可以与卤化物配伍使用，例如氟化氢铵或者氟化钠。这提供了稳定的卤化盐的混合物，它通常对成功去除富硅化合物的污点所必需。通常不建议卤化物与“过氧”化合物一起使用，由于可能在整个时间内分解、释放卤气并且随后减少活生卤化物浓度。由于和“过”氧化剂或硝基化合物相比，与后种化合物混合时放热是一个普遍的问题，所以采用MBS安全是另一个考虑。实验经验最终地显示，与“过氧”或硝基去污点剂相比，由于铜的浸渍电镀发生之前浴液的溶液中可容纳更多的铜，所以MBS-基去污点剂对于浴液的铜更能耐受。另外，与对照的浴液相比，该特征延长了寿命。采用无机酸或者有机酸均能够满足该化学处理对酸功能的要求。可包含在该配方中的无机酸包括：正磷酸、多磷酸、次磷酸、偏磷酸、焦磷酸、硫酸，或者氟硼酸。有机酸包括醋酸、葡萄糖酸、羟基乙酸、氯乙酸、二氯乙酸，和三氯乙酸。其它的可实现这种功能的酸包括甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸和丁磺酸。-->由于其在此性质的工艺中的可利用性、价格和标准化的用途，所以优选硫酸。这些酸或者单独或者与氧化剂联合使用，其目的是清除、溶解或者络合铝表面上形成的任一污点或金属杂质。这些金属杂质和氧化物的清除可确保金属电镀良好的附着。硫酸在实验室实验中已经显示出，对一定范围的铝合金可良好地实现配方中酸的功能，这些铝合金包括356-A、2024和6061合金。当采用该组成通过由表面受控清除硅、其它微量的合金化金属和氧化物以洁净铝-硅合金表面时，具有卤离子的化合物，优选氟化物，也可包含在该配方中。离子的来源可以是包括单或二卤化钠、钾或铵盐的任一卤化物盐，例如氟化氢铵、氟化氢钠、氟化氢钾、氟化钠、氟化铵或者氢氟酸。组合物水溶液包含：a)氧化剂：                        0.5至大约200g/Lb)酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除铝表面污点的化合物，它包含： ａ）氧化剂 ｂ）酸，和 ｃ）任意地，含有卤离子的化合物。

【技术特征摘要】
US 2000-2-16 60/182,962;US 2001-1-30 09/772,4041.一种去除铝表面污点的化合物，它包含：a)氧化剂b)酸，和c)任意地，含有卤离子的化合物。2.按照权利要求1的组合物，其中的氧化剂是过硫酸钠；过硫酸钾；过硫酸铵；过氧硫酸钠；过氧硫酸钾；过硼酸盐、过碳酸盐、过氧化物、硝酸铵；硝酸钠；硝酸铜；硝酸铁；硝酸镁；硝酸锰、芳香族二-&三-取代的化合物，例如间-、邻-，或对-硝基芳酸；或者硝基芳基磺酸和它们的盐，1-、2-，和3-硝基苯磺酸和它们的盐，1-、2-，和3-硝基苯酸和它们的盐。3.按照权利要求1的组合物，其中的氧化剂是取代的磺酸、芳基磺酸或其酰胺、酯或盐。4.权利要求1的组合物，其中的氧化剂是间-、邻-或对-硝基芳基酸、硝基芳基磺酸、苯磺酸或者它们的盐、酯或酰胺。5.权利要求1的组合物，其中的氧化剂是苯磺酸、4-乙基苯磺酸；3-硝基苯磺酸，或者它们的盐。6.按照权利要求1的组合物，其中的氧化剂是间-硝基苯磺酸。7.按照权利要求1的组合物，其中的酸是磷酸、多磷酸、低磷酸、偏磷酸、正磷酸、焦磷酸、硫酸、亚硫酸、磺酸、甲磺酸、二甲磺酸、氟硼酸、醋酸、葡萄糖酸、羟基乙酸、氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、甲磺酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：MD米塔，PA布特克夫斯基，
申请(专利权)人：阿托泰克德国有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]