不含氰化物的白青铜的粘着促进性制造技术

本发明专利技术涉及不含氰化物的白青铜的粘着促进性。将白青铜从不含氰化物的锡/铜浴电镀到涂覆了空穴抑制层的铜底层上。所述空穴抑制金属层包含一种或多种空穴抑制金属。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及不含氰化物的白青铜在铜或者铜合金底层上的粘着促进性。更具体地，本专利技术涉及不含氰化物的白青铜在铜或者铜合金底层上的粘着促进性，其中将白青铜从不含氰化物的白青铜电镀浴电镀到含空穴抑制金属的金属层上，所述空穴抑制金属涂覆了铜或者铜合金底层。
技术介绍
用于从含氰化物的浴电镀白青铜或者锡/铜合金的方法是常见的。这些常规的基于氰化物的白青铜电镀方法通常用于因为镍的过敏特性而不希望有镍的装饰性应用中，或者作为昂贵的银或钯的替代。在这些应用中，通常使用高均匀性酸性铜或铜合金底层以实现镜面光亮、低表面粗糙度的装饰性面漆。然而，除了处理装饰性应用的工业，在一些
中镍的替代也是重要的，例如涂覆电子部件或者机械工程中和用于涂覆轴承覆层和摩擦层的加工技术中以及在一些不希望镍的磁性的连接器应用中。然而，这些常规的基于氰化物的白青铜浴是有毒的，这使得它们从环境立场以及对使用浴的工人的危害来看是有问题的。数年来一直推动不含氰化物的浴的发展，然而改变浴的电解质导致了技术上和经济上的缺点。例如，在pH范围为5-9进行操作的基于焦磷酸盐或草酸盐的电解质的沉积速率缓慢。对电解质的改性可能产生另外的问题，包括沉积的物理特性，例如粒度、形貌或者合金组合物导致的不合乎希望的沉积。因此，从经济角度以及从技术角度来看，发展与完善的镍工艺竞争并最终取代之的不含氰化物的白青铜工艺是有挑战性且明显未成功的。尝试使用来自酸性不含氰化物的浴的锡/铜白青铜来满足对于镍代替的技术需求；然而，从酸性不含氰化物的锡/铜镀浴电镀得到的金属互化物层在铜底层例如高均匀性电镀酸性铜底层上的粘着性差。粘着性的失败是由于空穴的形成所导致的。所述空穴通常称作柯肯德尔（Kirkendall）空穴。形成柯肯德尔空穴的现象是众所周知的。尽管在使用碱性含氰化物的浴中没有观察到所述空穴，但是由于氰化物浴的危险特性，它们在工业中是不合乎希望的。由于铜和锡离子在铜与电镀金属锡/铜互化物层之间的界面处的相互扩散形成了柯肯德尔空穴，所述电镀金属锡/铜互化物层由酸性不含氰化物锡/铜浴沉积得到。此外，锡/铜合金和铜层接触的温度越高，扩散速率就越大，从而也增加了空穴和差的粘着性。通常在与大于或等于80°C的温度接触之后，观察到明显的空穴。因此，需要一种改善将白青铜从不含氰化物的电镀浴电镀到铜或铜合金上的粘着性的方法。
技术实现思路
该方法包括：提供含铜层，将包含一种或多种空穴抑制金属的金属层沉积到与所述含铜层相邻；将锡/铜合金层从不含氰化物的锡/铜电镀浴电镀到与包含一种或多种空穴抑制金属的金属层相邻。所述方法提供了锡/铜合金与含铜层的良好的粘着性，同时降低了即使在接触了升高的温度之后，仍通常存在于锡/铜层与含铜层之间的界面处的空穴。所述方法可以用于涂覆电子部件的电子工业并用于涂覆轴承覆层和摩擦层的加工技术。所述方法还可用于制造珠宝并在装饰性应用中作为镍的替代。附图说明图1是基材上具有铜或铜合金层，铜或铜合金层上具有空穴抑制金属层，铜或铜合金层上具有白青铜层的制品的截面示意图。图2是电镀在具有中间锌层的铜沉积上的白青铜在300°C热处理1小时之后的15，000X FE-SEM截面图。图3是电镀在具有中间铜/锌层的铜沉积上的白青铜在300°C热处理1小时之后的15，000X FE-SEM截面图。图4是电镀在铜沉积上的白青铜的14，390X FE-SEM截面图。图5是铜沉积上的白青铜在300°C热处理0.5小时之后的15，000XFE-SEM截面图。图6是具有中间镍层的铜沉积上的白青铜在300°C热处理1小时之后的20，000X FE-SEM截面图。图7是具有中间铜/铋层的铜沉积上的白青铜在300°C热处理1小时之后的15，000X FE-SEM截面图。具体实施方式在整个说明书中，除非上下文另有明确说明，以下缩写具有如下含义：°C=摄氏度；mg=毫克；g=克；L=升；mL=毫升；mm=毫米；cm=厘米；A=安培；dm=分米；ASD=安培每平方分米；V=伏特；FE-SEM=场致发射扫描电子显微镜；PVD=物理气相沉积；CVD=化学气相沉积；EO/PO=环氧乙烷/环氧丙烷；μm=微米而ppm=百万分之一；术语“电镀”、“镀覆”和“沉积”在整个说明书中可互换使用；术语“膜”和“层”在整个说明书中可互换使用；术语“相邻”指的是“邻接或靠近并连接”。所有的范围都包括端值，可以以任意的次序互相组合，除非很明显数值范围之和应为100％。含铜层可以是铜或者是铜合金，例如，但不限于，锡/铜、银/铜、金/铜、铜/锌、铜/镍、铜/铍、锡/银/铜以及锡/铜/铋。所述锡合金的锡含量小于10％。所述铜/锌合金的锌含量小于4％。所述铋合金的铋含量小于10％。优选地，所述含铜层是铜、银/铜、金/铜或者镍/铜，更优选地所述含铜层是铜、银/铜或者镍/铜。最优选地，所述含铜层是铜。所述含铜层市售可得或者可以通过本领域和文献中已知的常规方法沉积到与基材相邻来得到所述含铜层。这些方法包括，但不限于，电镀法、无电镀法、浸没镀覆法、PVD和CVD。优选地，与基材表面相邻的含铜层通过电镀法、无电镀法以及浸没镀覆法沉积。更优选地，含铜层通过电镀法或者无电镀法，最优选地通过电镀法来沉积。可以使用常规铜浴和铜合金浴将铜或者铜合金沉积到基材上。优选地，铜或铜合金从高均匀性铜或铜合金浴电镀得到。通常，在从室温至80°C或者例如从室温至50°C的温度下电镀铜或铜合金。当电镀铜或铜合金时，电流密度的范围为0.1ASD至10ASD，优选为1-5ASD。沉积的含铜层的厚度至少为5μm或者例如从10μm至1000μm或者例如从20μm至500μm。根据用于沉积金属的方法可以改变金属源的形式。通常，当通过PVD和CVD沉积金属时，最初提供为其还原金属的形式。当金属通过电镀、无电镀以及浸没镀覆浴沉积时，它们通常为水溶性盐的形式。铜离子源包括，但不限于，亚铜盐或者二价铜盐。亚铜盐(Cu+)包括，但不限于，氧化亚铜、氯化亚铜、溴化亚铜和碘化亚铜。二价铜盐(Cu2+)包括，但不限于，二价铜的有机硫酸盐，例如甲磺酸铜、硫酸铜、氯化铜、溴化铜、碘化铜、氧化铜、磷酸铜、焦磷酸铜、乙酸铜、柠檬酸铜、葡萄糖酸铜、酒石酸铜、乳酸铜、琥珀酸铜、氨基磺酸铜、氟硼酸铜、甲酸铜以及氟硅酸铜。优选地，所述亚铜盐或者二价铜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，该方法包括：a)将包含一种或多种空穴抑制金属的金属层沉积到与含铜层相邻；以及b)从不含氰化物的锡/铜电镀浴将锡/铜合金层电镀到与所述包含一种或多种空穴抑制金属的金属层相邻。

【技术特征摘要】
2011.08.30 US 61/529,0881.一种方法，该方法包括：
a)将包含一种或多种空穴抑制金属的金属层沉积到与含铜层相邻；以及
b)从不含氰化物的锡/铜电镀浴将锡/铜合金层电镀到与所述包含一种
或多种空穴抑制金属的金属层相邻。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一种或多种空穴抑制金属选
自：锌、锌合金、铋、铋合金以及镍。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述锌合金包含至少4％的锌。
4.如权利要求2所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·魏特邵斯，W·张伯格林格，J·格比，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：