[发明专利]一种化学镀镍层封孔剂及其封孔处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于材料表面化学处理的技术领域，特别涉及一种对化学镀镍层进行封孔处理的封孔剂及其处理工艺。

背景技术

化学镀过程是一种自催化的化学反应过程，不存在电镀过程中由于电流分布不均匀而引起的镀层厚度差异的问题。由于化学镀镍层具有优秀的均匀性、硬度、耐磨性等综合物理化学性能，化学镀镍技术在工业领域已经得到广泛的应用。

随着工业技术的发展及机械性能提高的需要，对工业材料的镀层的耐磨、耐蚀性能也提出更高的要求。特别是目前化学镀镍技术在PCB等行业的应用过程中，因镀层厚度一般限定在2～5微米的范围内，由于镀层的厚度低，孔隙率高，直接导致化学镀镍层抗腐蚀性能不足的问题，而在PCB等行业中镀层质量直接影响器件制造工艺中芯片的焊接及强度，镀层质量差容易引起焊接器件的脱落，以及引线键合的强度和可靠性，并影响器件的电参数。在现有工艺中，一般需对化学镀镍层进行适当的后处理以提高化学镀镍层的抗腐蚀性能。

目前，提高化学镀镍层抗腐蚀性能常用的方法是铬酸盐钝化处理，在化学镀镍层表面形成钝化膜，从而保护化学镀镍层，该方法的优点是防腐能力强、成本低，但铬酸盐对环境和人体的危害大，废水处理复杂，易造成水污染，同时我国及欧盟等国家已对铬酸盐的使用作出严格限制。

为了满足工业材料对化学镀镍层的耐蚀性能提高的需要，本发明提出使用封孔剂对化学镀镍层进行封孔处理，封孔处理后化学镀镍层表面形成结合良好的有机膜，能显著降低化学镀镍层的孔隙率，有效提高化学镀镍层的抗腐蚀性能，而不影响化学镀镍层的导电性和外观。经本发明的化学镀镍层封孔剂及处理工艺处理的化学镀镍层的部品与经铬酸盐钝化处理的部品比较具有等同或更好的抗腐蚀能力。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有化学镀镍技术中厚度低的化学镀镍层抗腐蚀能力不足的问题。本发明提供了一种能有效提高化学镀镍层抗腐蚀能力的封孔剂及其封孔处理工艺，提出以丙烯酸、硅烷偶联剂及水混合配制而成的封孔剂对化学镀镍层进行封孔处理，化学镀镍层经封孔剂封孔处理后在其表面结合形成丙烯酸-硅烷有机膜，该层有机膜具有疏水性和较强的抗腐蚀能力，能显著降低化学镀镍层的孔隙率，提高化学镀镍层的抗腐蚀能力。

化学镀镍层的孔隙率与化学镀镍层的厚度相关，镀层越厚孔隙率越小，反之则孔隙率越大。化学镀镍层的孔隙率与其抗腐蚀能力直接相关，孔隙率越大抗腐蚀能力越差。故当镀层的厚度低时，其抗腐蚀性能较差，不能满足工艺的要求，所以需进行适当的后处理，以提高其抗腐蚀能力。目前提高化学镀镍层的抗腐蚀能力主要通过对化学镀镍层进行铬酸盐钝化处理或无铬酸盐钝化处理，经钝化处理后在化学镀镍层表面形成钝化膜，以提高化学镀镍层的抗腐蚀能力。以该方法对化学镀镍层进行钝化处理易存在钝化效果不佳和废液易造成环境污染的问题。本发明提出以化学镀镍层封孔剂对化学镀镍层进行封孔处理，以在化学镀镍层表面形成致密的保护膜。本发明中化学镀镍层封孔剂的封孔处理是应用封孔剂能进入化学镀镍层之间的孔隙并与之发生有效结合的作用，使化学镀镍层经封孔处理后其镀层存在的孔隙被封孔剂所填补，并在化学镀镍层表面形成结合良好的有机膜，从而显著的降低化学镀镍层的孔隙率，使镀层抗腐蚀能力明显增强。同时化学镀镍层封孔剂封孔处理在镀层表面形成的有机膜的厚度小于1微米，故封孔处理后的化学镀镍层的导电性和外观不会发生明显的变化。

本发明中化学镀镍层封孔剂的有效成分包括丙烯酸、硅烷偶联剂、丙烯酸-硅烷偶联剂结合物等。丙烯酸是最简单的不饱和羧酸，由一个乙烯基和一个羧基组成，化学性质活泼，分子结构简单易进入镀层间的孔隙并与之发生一定的键合。硅烷偶联剂是一类分子中同时含有两种不同化学性质官能团的有机硅化合物。硅烷偶联剂的表面能低，润湿能力较强，能均匀地分布在镀层的表面，从而提高丙烯酸和丙烯酸-硅烷偶联剂结合物与镀层之间的相容性和分散性。硅烷偶联剂的特殊结构可以与金属形成Si-0-Me(Me表示金属)化学结合键，在镀层与封孔剂间起偶联作用，增强丙烯酸和丙烯酸-硅烷偶联剂结合物与化学镀镍层之间的结合作用。适当水解后的硅烷偶联剂形成活泼的硅醇基与丙烯酸的羟基发生结合形成丙烯酸-硅烷偶联剂结合物。丙烯酸-硅烷偶联剂结合物具有疏水性和较强的抗腐蚀能力。