本發(fā)明涉及一種用于銅表面的置換鍍鈀方法，屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

由于具有出色的化學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)電性和可焊性等特點(diǎn)，鈀鍍層已經(jīng)廣泛應(yīng)用于銅鍵合絲和印刷電路板（printedcircuitboards，pcbs）的銅電路表面，以提高銅鍵合絲和pcb銅電路的抗氧化性和抗腐蝕性，防止銅的氧化和腐蝕對其導(dǎo)電性和可焊性等性能產(chǎn)生影響。目前銅表面鍍鈀的方法主要有：電鍍和化學(xué)還原鍍技術(shù)。電鍍鈀是將待鍍件與電源負(fù)極相連，溶液中的鈀離子得到電子在待鍍件表面析出并形成鍍層的方法。但由于pcb上的銅電路呈分散分布，很難將每條電路均與電源負(fù)極相連，而且電鍍鈀液成分復(fù)雜，對環(huán)境污染較嚴(yán)重?；瘜W(xué)還原鍍鈀是依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，利用化學(xué)還原鍍鈀液中的還原劑將鈀離子還原成金屬鈀并沉積在待鍍件表面形成鈀鍍層的方法。但化學(xué)還原鍍鈀所使用的有害的還原劑（通常為次亞磷酸鹽、硼氫化物、甲醛、肼等）會(huì)在很大程度上影響鍍鈀液的穩(wěn)定性和鍍速，而且施鍍時(shí)間長，生產(chǎn)成本高，此外還有可能在pcb銅電路之外形成溢鍍，造成電路短路等。

專利文獻(xiàn)cn105296974a給出了一種不含還原劑的鍍鈀液并利用其在銅表面鍍鈀的方法，但其鍍鈀過程并不是直接利用銅置換鍍鈀液中的鈀，而是需要將鋁片與銅接觸。由于很難將分散排布的每條pcb銅電路均和鋁片接觸，因此該方法顯然不適合pcb銅電路表面鍍鈀。專利文獻(xiàn)cn103726037a給出了一種化學(xué)浸鈀液，但該浸鈀液僅適用于在銅表面的鎳鍍層上制備鈀鍍層。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有銅表面鍍鈀工藝方法的不足，提供一種能夠簡便高效的可工業(yè)規(guī)?；瘧?yīng)用的用于銅表面的置換鍍鈀方法。

本發(fā)明利用銅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位比鈀低，直接通過銅與鍍液中的鈀離子發(fā)生置換反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)在包括銅鍵合絲和pcb銅電路等在內(nèi)的銅表面直接鍍鈀的目的。所給出的置換鍍鈀水溶液不含還原劑，具有成本低、沉積速率快、穩(wěn)定性高、可長期使用等優(yōu)勢，所制備的鈀鍍層厚度均勻、無裂縫，具有良好的結(jié)合力、出色的抗氧化性、可焊性、導(dǎo)電性和抗腐蝕性；所給出的采用置換鍍鈀水溶液在銅表面置換鍍鈀的方法具有工藝簡單、便于操作、可規(guī)?；瘧?yīng)用等優(yōu)勢。

一種用于銅表面的置換鍍鈀方法，具體步驟為：

1）對銅試樣表面進(jìn)行除油和除氧化物清洗；

2）將清洗過的銅試樣直接浸入置換鍍鈀水溶液進(jìn)行施鍍，施鍍時(shí)置換鍍鈀水溶液溫度為20-70℃，施鍍時(shí)間為0.1-5分鐘；

3）施鍍完成后，清洗干燥；

其特征在于所述置換鍍鈀水溶液的組成及各組分的含量為：鈀鹽1-15g/l，絡(luò)合劑15-120g/l，有機(jī)酸0.1-50g/l，添加劑0-10g/l。

所述鈀鹽為氯化鈀、二氯四氨鈀、二氯二氨鈀、醋酸鈀、硫酸鈀中的一種或多種。

所述絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸鹽和銨鹽的復(fù)合物。

所述有機(jī)酸為檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、甲酸、草酸、已二酸、馬來酸中的一種或多種。

所述添加劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉和糖精中的一種或多種。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明利用銅具有比鈀更低的標(biāo)準(zhǔn)電極電位，直接通過置換鍍鈀方法，采用不含傳統(tǒng)還原劑的置換鍍鈀水溶液，即可實(shí)現(xiàn)在銅試樣表面穩(wěn)定沉積具有良好結(jié)合力、出色抗氧化和抗腐蝕性能的鈀鍍層。本發(fā)明給出的置換鍍鈀水溶液具有成本低、穩(wěn)定性高、可長期使用等優(yōu)勢；本發(fā)明給出的置換鍍鈀方法具有工藝簡單、便于操作、可規(guī)?；瘧?yīng)用等優(yōu)勢。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中純銅片表面置換鍍鈀層的掃描電鏡照片。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中純銅片置換鍍鈀前后在3.5%nacl溶液中的動(dòng)電位極化曲線。

具體實(shí)施方式

以下對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

一種置換鍍鈀水溶液，其組成為：氯化鈀2g/l，乙二胺四乙酸二鈉15g/l，硫酸銨40g/l，檸檬酸10g/l，十二烷基苯磺酸鈉1g/l。

一種采用上述置換鍍鈀水溶液在純銅片表面鍍鈀的方法，其包括以下各步驟：

（1）利用丙酮對純銅片進(jìn)行超聲清洗除油污，利用稀鹽酸對純銅片進(jìn)行酸洗除去表面氧化物等，然后依次用水和酒精沖洗并干燥；

（2）將清洗后的純銅片及時(shí)浸入上述置換鍍鈀水溶液中，在溫度為30℃的條件下，施鍍2分鐘。

（3）施鍍完成后，取出試樣，依次用水和酒精沖洗干凈并干燥。

采用上述置換鍍鈀水溶液和鍍鈀方法可在純銅片表面獲得具有良好外觀的鈀鍍層，鈀鍍層與純銅片的結(jié)合力良好。鈀鍍層的掃描電鏡照片見圖1；純銅片鍍鈀前后在3.5%nacl溶液中的動(dòng)電位極化曲線見圖2，相對于純銅片，置換鍍鈀后純銅片的腐蝕電流密度下降了90%。

實(shí)施例2

一種置換鍍鈀水溶液，其組成為：氯化鈀4g/l，乙二胺四乙酸二鈉10g/l，氯化銨50g/l，檸檬酸12g/l，十二烷基苯磺酸鈉1.5g/l，糖精0.2g/l。

一種采用上述置換鍍鈀水溶液在純銅片表面鍍鈀的方法，其包括以下各步驟：

（1）利用熱濃堿液對純銅片進(jìn)行超聲清洗除油污，利用稀鹽酸對純銅片進(jìn)行酸洗除去表面氧化物等，然后依次用水和酒精沖洗并干燥；

（2）將清洗后的純銅片部分浸入上述置換鍍鈀水溶液中，在溫度為35℃的條件下，施鍍1分鐘。

（3）施鍍完成后，取出試樣，依次用水和酒精沖洗干凈并干燥。

采用上述置換鍍鈀水溶液和鍍鈀方法可在部分純銅片表面（浸入置換鍍鈀水溶液部分）獲得具有良好外觀的鈀鍍層，鈀鍍層與純銅片的結(jié)合力良好。部分置換鍍鈀純銅片在空氣中加熱至200℃10分鐘后，純銅片表面未置換鍍鈀區(qū)域已發(fā)生較明顯的氧化，而置換鍍鈀區(qū)域依舊呈現(xiàn)銀白色，未發(fā)生氧化。

實(shí)施例3

一種置換鍍鈀水溶液，其組成為：二氯四氨鈀5g/l，乙二胺四乙酸二鈉20g/l，氯化銨40g/l，酒石酸20g/l，十二烷基苯磺酸鈉2g/l。

一種采用上述置換鍍鈀水溶液在銅鍵合絲表面鍍鈀的方法，其包括以下各步驟：

（1）利用稀鹽酸對銅鍵合絲進(jìn)行酸洗除去表面氧化物等，然后依次用水和酒精沖洗并干燥；

（2）將清洗后的銅鍵合絲及時(shí)浸入上述置換鍍鈀水溶液中，在溫度為45℃的條件下，施鍍0.2分鐘。

（3）施鍍完成后，取出試樣，依次用水和酒精沖洗干凈并干燥。

采用上述置換鍍鈀水溶液和鍍鈀方法可在銅鍵合絲表面獲得具有良好外觀的鈀鍍層，鈀鍍層與銅鍵合絲的結(jié)合力良好。在溫度為25℃，相對濕度為50%的環(huán)境下，銅鍵合絲表面的置換鍍鈀層可長期保持良好外觀。

實(shí)施例4

一種置換鍍鈀水溶液，其組成為：醋酸鈀5g/l，乙二胺四乙酸二鈉20g/l，硫酸銨50g/l，甲酸15g/l，十二烷基硫酸鈉1.5g/l。

一種采用上述置換鍍鈀水溶液在pcb銅電路表面鍍鈀的方法，其包括以下各步驟：

（1）利用稀鹽酸對pcb銅電路進(jìn)行酸洗除去表面氧化物等，然后依次用水和酒精沖洗并干燥；

（2）將清洗后的pcb銅電路及時(shí)浸入上述置換鍍鈀水溶液中，在溫度為25℃的條件下，施鍍1分鐘。

（3）施鍍完成后，取出試樣，依次用水和酒精沖洗干凈并干燥。

采用上述置換鍍鈀水溶液和鍍鈀方法可在pcb銅電路表面獲得具有良好外觀的鈀鍍層，鈀鍍層與pcb銅電路的結(jié)合力良好。在溫度為25℃，相對濕度為50%的環(huán)境下，pcb銅電路表面的置換鍍鈀層可長期保持良好外觀。

實(shí)施例5

一種置換鍍鈀水溶液，其組成為：硫酸鈀4g/l，乙二胺四乙酸二鈉25g/l，氟化銨25g/l，檸檬酸15g/l，草酸15g/l。

一種采用上述置換鍍鈀水溶液在純銅片表面鍍鈀的方法，其包括以下各步驟：

（1）利用丙酮將純銅片進(jìn)行超聲清洗除油污，利用稀鹽酸對純銅片進(jìn)行酸洗除去表面氧化物等，然后依次用水和酒精沖洗并干燥；

（2）將清洗后的純銅片及時(shí)浸入上述置換鍍鈀水溶液中，在溫度為50℃的條件下，施鍍1.5分鐘。

（3）施鍍完成后，取出試樣，依次用水和酒精沖洗干凈并干燥。

采用上述置換鍍鈀水溶液和鍍鈀方法可在純銅片表面獲得具有良好外觀的鈀鍍層，鈀鍍層與純銅片的結(jié)合力良好。相對于純銅片，置換鍍鈀后純銅片在3.5%nacl溶液中的腐蝕電流密度下降了73%。

實(shí)施例6

一種置換鍍鈀水溶液，其組成為：氯化鈀8g/l，乙二胺四乙酸二鈉30g/l，硫酸銨40g/l，酒石酸15g/l，已二酸10g/l，十二烷基硫酸鈉1g/l，糖精0.3g/l。

一種采用上述置換鍍鈀水溶液在黃銅片表面鍍鈀的方法，其包括以下各步驟：

（1）利用丙酮將黃銅片進(jìn)行超聲除油污，利用稀鹽酸對黃銅片進(jìn)行酸洗除去表面氧化物等，然后依次用水和酒精沖洗并干燥；

（2）將清洗后的黃銅片及時(shí)浸入上述置換鍍鈀水溶液中，在溫度為40℃的條件下，施鍍3分鐘。

（3）施鍍完成后，取出試樣，依次用水和酒精沖洗干凈并干燥。

采用上述置換鍍鈀水溶液和鍍鈀方法可在黃銅片表面獲得具有良好外觀的鈀鍍層，鈀鍍層與黃銅片的結(jié)合力良好。相對于黃銅片，置換鍍鈀后純銅片在3.5%nacl溶液中的腐蝕電流密度下降了81%。

實(shí)施例7

一種置換鍍鈀水溶液，其組成為：氯化鈀2g/l，硫酸鈀2g/l，乙二胺四乙酸二鈉15g/l，硫酸銨40g/l，檸檬酸10g/l，蘋果酸15g/l，十二烷基硫酸鈉2g/l。

一種采用上述置換鍍鈀水溶液在紫銅棒表面鍍鈀的方法，其包括以下各步驟：

（1）利用丙酮將紫銅棒進(jìn)行超聲清洗除油污，利用稀鹽酸對紫銅棒進(jìn)行酸洗除去表面氧化物等，然后依次用水和酒精沖洗并干燥；

（2）將清洗后的紫銅棒及時(shí)浸入上述置換鍍鈀水溶液中，在溫度為45℃的條件下，施鍍2分鐘。

（3）施鍍完成后，取出試樣，依次用水和酒精沖洗干凈并干燥。

采用上述置換鍍鈀水溶液和鍍鈀方法可在紫銅棒表面獲得具有良好外觀的鈀鍍層，鈀鍍層與紫銅棒的結(jié)合力良好。在溫度為25℃，相對濕度為50%的環(huán)境下，紫銅棒表面的置換鍍鈀層可長期保持良好外觀。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。