專(zhuān)利名稱(chēng)：電鍍陶瓷片電子元件的電極的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造陶瓷片(ceramic chip)電子元件的電極的方法。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種電鍍陶瓷片電子元件的電極的方法和具有由該方法電鍍的電極的陶瓷片電子元件。
背景技術(shù)：
通常用錫-鉛合金電鍍由陶瓷、玻璃、塑料等制成的電子元件的電極，以改進(jìn)其焊接附著性(solder wettability)。由于非常希望無(wú)鉛電鍍，所以用錫代替錫-鉛合金用于電鍍電極。然而，錫的固有物理性能在電鍍時(shí)會(huì)引起各種問(wèn)題。
尤其是，當(dāng)對(duì)包含陶瓷和玻璃的陶瓷片電子元件(芯片)鍍錫時(shí)，芯片易于相互粘結(jié)。這種粘結(jié)，例如，是使用眾所周知的包含硫酸亞錫的弱酸性電鍍?cè)∵M(jìn)行鍍錫造成的。
如圖1A-1C所示，這種粘結(jié)是指在鍍錫過(guò)程中至少兩塊芯片1的鍍錫部分(錫沉積部分)5相互粘結(jié)。據(jù)認(rèn)為，粘結(jié)是由于比鍍錫-鉛膜軟的鍍錫膜的硬度造成的。
尤其是，當(dāng)對(duì)芯片進(jìn)行滾筒鍍時(shí)，在電鍍筒中各不相同地?cái)噭?dòng)各芯片。例如，在芯片很難攪動(dòng)的區(qū)域中，芯片與相鄰的芯片接觸很長(zhǎng)的一段時(shí)間。結(jié)果，這些相鄰的芯片相互粘結(jié)。
當(dāng)在某一時(shí)間增加電鍍芯片的數(shù)目，則這種粘結(jié)問(wèn)題變得尤其顯著。若發(fā)生粘結(jié)，則粘結(jié)的芯片本身是有缺陷的。另外，某些弱粘結(jié)的芯片在電鍍或干燥的過(guò)程中很有可能發(fā)生分離。在這些芯片分離部分上的電鍍膜的厚度是非常薄的，因此這些芯片是有缺陷的。這樣，有缺陷的芯片很有可能混在正常的芯片中。
尤其是，如圖1A所示，當(dāng)相互粘結(jié)的兩塊芯片1分開(kāi)時(shí)，在相互粘結(jié)的電鍍膜部分(分開(kāi)部分5a)上的厚度會(huì)變得小得多，如圖2所示。例如，實(shí)際上測(cè)得的分開(kāi)部分5a的厚度為0.1μm，這個(gè)厚度比正常鍍錫膜5的厚度(5μm)小得多。
具有這種非常薄的電鍍膜的芯片的安裝特性(如焊接性)退化。當(dāng)芯片元件變得較小時(shí)，估計(jì)這種粘結(jié)問(wèn)題會(huì)變得更為嚴(yán)重。
為了防止粘結(jié)問(wèn)題，曾改進(jìn)了芯片的加工條件。例如，減少在某一時(shí)間電鍍芯片的數(shù)目，以減少粘結(jié)。然而，為了防止工作效率下降并開(kāi)發(fā)無(wú)鉛鍍錫，需要一種根本的解決方法。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種電鍍陶瓷片電子元件的電極的方法，此方法將鍍錫粘結(jié)限制在一定的程度，本發(fā)明還提供一種具有由該方法電鍍的電極的陶瓷片電子元件。
為此，一方面，本發(fā)明提供一種電鍍陶瓷片電子元件的電極的方法。該方法包括一個(gè)在電鍍?cè)≈羞M(jìn)行電鍍的步驟。電鍍?cè)“被撬徨a(II)作為錫(II)鹽；配合劑，它包括選自檸檬酸、葡糖酸、焦磷酸、庚酸、丙二酸、蘋(píng)果酸、這些酸的鹽和葡糖酸內(nèi)酯(gluconic lactone)中的至少一種；和增亮劑，它包括至少一種HLB值為10或更大的表面活性劑。
使用氨基磺酸錫(II)作為錫鹽，就可以對(duì)陶瓷片電子元件進(jìn)行無(wú)鉛鍍錫，獲得鍍錫的電極，同時(shí)能明顯減少粘結(jié)破壞。這是因?yàn)榘被撬徨a(II)能形成這樣的電鍍膜，該電鍍膜由于氨基磺酸根離子的作用，即使電鍍膜不含鉛，也難以相互粘結(jié)。
鍍錫浴較好包含抗氧化劑，它包括選自氫醌、抗壞血酸、焦兒茶酚和間苯二酚中的至少一種。
將抗氧化劑加到鍍錫浴中，就可以防止電鍍?cè)≈械腻a(II)離子氧化成錫(IV)。這樣，就可以延長(zhǎng)電鍍?cè)〉膲勖?br>
氨基磺酸錫(II)的濃度較好約為0.05-1.0mol/L。單位L代表103cm3。將氨基磺酸錫(II)的濃度設(shè)置在此范圍內(nèi)，就可以獲得焊接附著性?xún)?yōu)良的光滑電鍍膜。
配合劑的濃度較好約為0.05-10mol/L。將配合劑的濃度設(shè)置在此范圍內(nèi)，就可以從錫和配合劑制得穩(wěn)定的配合物，這樣就可以在很寬的電流密度范圍內(nèi)制得焊接附著性?xún)?yōu)良的光滑電鍍膜。
增亮劑的濃度較好約為0.01-100g/L。
將增亮劑的濃度設(shè)置在此范圍內(nèi)，增亮劑的表面活性劑就形成膠體凝聚，從而顯著地改變?nèi)芤旱奶匦?。?dāng)表面活性劑遍及陰極(電鍍表面)并過(guò)量存在于電鍍?cè)≈袝r(shí)，就會(huì)形成這種膠體凝聚。換句話(huà)說(shuō)，形成膠體凝聚意味著在電鍍?cè)≈写嬖谧銐蛄康谋砻婊钚詣?。因而，在電鍍?cè)≈写嬖谀z體凝聚就暗示陰極(電鍍表面)吸附了足夠量的表面活性劑，這樣就形成了光滑的電鍍膜。
抗氧化劑的濃度較好約為0.01-100g/L。
表面活性劑較好是在其分子結(jié)構(gòu)中含至少一個(gè)苯環(huán)的非離子型表面活性劑。這樣，就可以在很寬的電流密度范圍內(nèi)制得焊接附著性?xún)?yōu)良的鍍錫膜。非離子型表面活性劑較好包括選自聚氧乙烯烷基苯基醚、α-萘酚乙氧基化物和β-萘酚乙氧基化物中的至少一種。
電鍍?cè)〉膒H值較好約為3-8。這樣就可以防止陶瓷片元件的陶瓷元件組件溶解在電鍍?cè)≈?。同樣，在電鍍后的清洗過(guò)程中也可以防止使電鍍?cè)∽兓鞚岬臍溲趸a的形成。
電鍍較好是采用使用電鍍筒的滾筒鍍進(jìn)行，所述電鍍筒選自水平式滾光筒(horizontal-rolling barrel)、傾斜式滾光筒、振動(dòng)筒和搖動(dòng)筒。
陶瓷片電子元件的大小較好約為5.7mm×5.0mm×4.0mm或更小。
另一方面，本發(fā)明提供一種包含用上述方法電鍍的電極的陶瓷片電子元件。所得的陶瓷片電子元件不會(huì)顯示出粘結(jié)破壞，而且具有優(yōu)良的焊接附著性。
圖1A-1C是說(shuō)明電鍍膜粘結(jié)性的透視圖；圖2是說(shuō)明如圖1A所示的電鍍膜粘結(jié)時(shí)各分開(kāi)部分的陶瓷片電子元件的截面圖；圖3A是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中的陶瓷片電子元件的平面圖，圖3B是圖3A所示陶瓷片電子元件的截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考
本發(fā)明電鍍陶瓷片電子元件的電極的方法。
如圖3A所示，陶瓷片電子元件1包含基本上是平行六面體的陶瓷元件組件2和在陶瓷元件組件2縱向兩端的外電極3。陶瓷片電子元件1的大小，舉例來(lái)說(shuō)，是寬度為5.0或5.7毫米，長(zhǎng)度為5.7或5.0毫米，厚度為4.0毫米。如圖3B所示，在陶瓷元件組件2的內(nèi)部，在內(nèi)電極4之間交替地沉積有陶瓷層。內(nèi)電極的數(shù)目是任意的。在這個(gè)實(shí)施方案中，使用鍍錫浴電鍍外電極3，在其表面上形成電鍍膜。在鍍錫前可以用鎳電鍍外電極3，形成下層。
鍍錫浴包含錫(II)鹽、配合劑和增亮劑。在此實(shí)施方案中，使用氨基磺酸錫(II)作為錫(II)鹽。
電鍍?cè)≈邪被撬徨a(II)的濃度較好至少約為0.05mol/L，更好約為0.1mol/L或更大。電鍍?cè)≈邪被撬徨a(II)的濃度較好限于約1mol/L，更好限于約0.7mol/L。這是因?yàn)楫?dāng)電流密度高時(shí)小于約0.05mol/L的氨基磺酸錫(II)會(huì)提高電鍍膜的表面粗糙度，而當(dāng)電流密度低時(shí)大于約1mol/L的氨基磺酸錫(II)會(huì)提高表面粗糙度。這些電鍍膜的焊接附著性也會(huì)明顯變差。
配合劑包括選自檸檬酸、葡糖酸、焦磷酸、庚酸、丙二酸、蘋(píng)果酸、這些酸的鹽和葡糖酸內(nèi)酯中的至少一種。
配合劑的濃度較好至少約為0.05mol/L，更好約為0.1mol/L或更大。配合劑的濃度較好限于約10mol/L，更好限于約4.5mol/L。這是因?yàn)?，若配合劑與錫的摩爾比小于1，則無(wú)法從錫和配合劑制成穩(wěn)定的配合物。若無(wú)法形成穩(wěn)定的配合物，則在寬的電流密度范圍內(nèi)無(wú)法制成焊接附著性?xún)?yōu)良的電鍍膜。因此，配合劑與錫的濃度比較好至少約為1。然而，大于約10mol/L的配合劑將不溶解在電鍍?cè)≈小?br>
增亮劑包括至少一種親水-親油平衡(HLB)值約為10或更大的表面活性劑。HLB值代表表面活性劑在親水性和親油性之間的平衡。HLB由美國(guó)AtlasPowder Co.的研究員設(shè)計(jì)出來(lái)，現(xiàn)在它用作表面活性劑親水性的一個(gè)指標(biāo)。
HLB值小于約10的表面活性劑，即增亮劑，不溶解在具有上述組成的電鍍?cè)≈?。表面活性劑的HLB值必須為10或更大。
增亮劑更好包含至少一種在其分子結(jié)構(gòu)中含至少一個(gè)苯環(huán)的非離子型表面活性劑。由于苯環(huán)對(duì)電鍍中的陰極(電鍍表面)具有可測(cè)的吸附性，所以預(yù)計(jì)增亮劑局部集中在電鍍區(qū)域中。這樣就可以獲得焊接附著性更為提高并且難以相互粘結(jié)的鍍錫膜。
非離子型表面活性劑較好包括選自聚氧乙烯烷基苯基醚、α-萘酚乙氧基化物和β-萘酚乙氧基化物中的至少一種。
增亮劑的濃度較好至少約為0.01g/L，更好約為0.1g/L或更大。增亮劑的濃度較好限于約100g/L，更好限于約10g/L。
增亮劑濃度約為0.01g/L是增亮劑表面活性劑的臨界膠束濃度。溶液中某些濃度的表面活性劑會(huì)形成膠體凝聚，從而顯著地改變?nèi)芤旱奶匦?。這種膠體凝聚稱(chēng)為膠束，形成膠束的最低濃度稱(chēng)為臨界膠束濃度。另一方面，大于約10g/L的增亮劑是過(guò)多和浪費(fèi)的。由于過(guò)多的增亮劑不會(huì)影響電鍍特性，所以可以加入大于約10g/L的增亮劑，但大于約100g/L的增亮劑不溶解在電鍍?cè)≈?。?dāng)表面活性劑遍及陰極(電鍍表面)并過(guò)量存在于電鍍?cè)≈袝r(shí)，就形成膠束。換句話(huà)說(shuō)，形成膠束意味著在電鍍?cè)≈写嬖谧銐蛄康谋砻婊钚詣?。因而，在電鍍?cè)≈写嬖谀z束就暗示陰極(電鍍表面)吸附了足夠量的表面活性劑，這樣就形成了光滑的電鍍膜。
電鍍?cè)】梢园寡趸瘎?。抗氧化劑包含選自氫醌、抗壞血酸、焦兒茶酚和間苯二酚中的至少一種。將抗氧化劑加到鍍錫浴中，就可以防止電鍍?cè)≈械腻a(II)離子氧化成錫(IV)。這樣，就可以延長(zhǎng)電鍍?cè)〉膲勖?br>
抗氧化劑的濃度較好至少約為0.01g/L，更好約為0.1g/L或更大。這是因?yàn)樾∮诩s0.01g/L的抗氧化劑不能充分地抑制錫的氧化。電鍍?cè)≈锌寡趸瘎┑臐舛容^好限于約100g/L，更好限于約10g/L。這是因?yàn)榇笥诩s10g/L的抗氧化劑是過(guò)多和浪費(fèi)的。由于過(guò)多的抗氧化劑不會(huì)影響電鍍特性，所以可以加入大于約10g/L的抗氧化劑，但大于100g/L的抗氧化劑不溶解在電鍍?cè)≈小?br>
電鍍?cè)〉膒H值下限較好約為3，更好約為3.5。這是因?yàn)閜H值為2或更小的電鍍?cè)『苡锌赡芴岣咛沾稍M件2的溶解度，從而溶解陶瓷元件組件2。電鍍?cè)〉膒H值上限較好約為8，更好約為7。這是因?yàn)樵陔婂兒蟮那逑粗校琾H值大于9的電鍍?cè)?huì)產(chǎn)生使電鍍?cè)∽兓鞚岬臍溲趸a。這樣，pH值必須限制在上述范圍內(nèi)。為了控制電鍍?cè)〉膒H值，使用pH調(diào)節(jié)劑。當(dāng)pH值下降時(shí)，宜使用氨基磺酸、酰氨基磺酸(amidosulfonic acid)或硫酸作為pH調(diào)節(jié)劑。當(dāng)pH值提高時(shí)，可以使用任何pH調(diào)節(jié)劑。
較好是將諸如氨基磺酸、氨基磺酸鹽、硫酸或硫酸鹽等導(dǎo)電劑(conductingagent)加到電鍍?cè)≈?，但并不局限于這些物質(zhì)。
電鍍可以使用電鍍筒進(jìn)行，所述電鍍筒選自滾光筒、水平式滾光筒、傾斜式滾光筒、振動(dòng)筒和搖動(dòng)筒。
陶瓷片電子元件的大小較好約為5.7mm×5.0mm×4.0mm或更小。當(dāng)陶瓷片的大小比約5.7mm×5.0mm×4.0mm大時(shí)，粘結(jié)是不顯著的。
實(shí)施例現(xiàn)將參考實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。然而，本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例，并且電鍍?cè)〉慕M成和電鍍條件可以根據(jù)上述目的進(jìn)行變動(dòng)。
按下述方法評(píng)價(jià)實(shí)施例和對(duì)比例中制得的電鍍膜的焊接附著性和粘結(jié)性。
電鍍膜(具體是鍍?cè)劐a的膜)的焊接附著性與電鍍膜的表面狀態(tài)相關(guān)，所述表面狀態(tài)可以通過(guò)Hull電池試驗(yàn)用肉眼觀察。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)形成具有光滑表面的層狀鍍錫膜來(lái)確保芯片電子元件所需的附著性。
因此，在實(shí)施例中，在Hull電池中形成電鍍膜，用肉眼觀察以確定電鍍膜是否滿(mǎn)足芯片電子元件的要求。Hull電池試驗(yàn)使用黃銅板。
在不攪拌的情況下，在電流為0.2A時(shí)進(jìn)行Hull電池試驗(yàn)25分鐘。在電流密度為0.1-1.0A/dm2的范圍內(nèi)，當(dāng)在100％的陰極區(qū)域上形成有光澤的電鍍膜時(shí)，確定該電鍍膜是非常好的；當(dāng)在80％或更多的陰極區(qū)域上形成有光澤的電鍍膜時(shí)，確定該膜是良好的；而當(dāng)在小于80％的陰極區(qū)域上形成有光澤的電鍍膜時(shí)，確定該膜是不好的。
通過(guò)電鍍鋼球來(lái)評(píng)價(jià)粘結(jié)性。用作為下層的鎳電鍍鋼球，而后使用滾光筒在下述條件下用錫電鍍。所設(shè)置的電流密度比通常的高，因?yàn)樵u(píng)價(jià)是以加速試驗(yàn)的方式在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的。
鋼球的直徑為1.2mm，將30mL的鋼球放在體積為100mL的滾光筒中以12rpm的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行電鍍。
在溫度為60℃并且電流密度為3A/dm2的Watt浴中鍍鎳60分鐘；在溫度為25℃并且電流密度為0.4A/dm2下鍍錫120分鐘。
按下述公式從電鍍鋼球的重量獲得評(píng)價(jià)值粘結(jié)率(％)＝(粘結(jié)鋼球的重量(g)/鋼球的總重量(g))×100。根據(jù)這個(gè)評(píng)價(jià)值，確定粘結(jié)率小于10％是良好的，確定粘結(jié)率為10％或更大是不好的。評(píng)價(jià)時(shí)粘結(jié)率小于10％表明在成批生產(chǎn)線(xiàn)(mass production line)上的粘結(jié)率為0％。
(實(shí)施例1)參考下述實(shí)施例和對(duì)比例具體說(shuō)明本發(fā)明電鍍陶瓷片電子元件的電極的方法。
表1列出了實(shí)施例1-1至1-5所用電鍍?cè)〉慕M成和在這些電鍍?cè)≈兄频玫碾婂兡さ脑u(píng)價(jià)結(jié)果。
表1表明實(shí)施例1-1至1-5中的各電鍍?cè)≡谡辰Y(jié)率和Hull電池試驗(yàn)中具有良好或非常好的結(jié)果，這樣它們可以制成優(yōu)良的電鍍膜。
表2列出了對(duì)比例1-1至1-5所用電鍍?cè)〉慕M成和在這些電鍍?cè)≈兄频玫碾婂兡さ脑u(píng)價(jià)結(jié)果。
如表2所示，在各對(duì)比例1-1至1-5中，用另一種錫鹽代替氨基磺酸錫(II)(對(duì)比例的數(shù)目與實(shí)施例的數(shù)目相對(duì)應(yīng))。
表2表明，與實(shí)施例1-1至1-5一樣，對(duì)比例1-1至1-5在Hull電池試驗(yàn)中顯示出良好的結(jié)果，但粘結(jié)率大，因此認(rèn)為它不好。換句話(huà)說(shuō)，在對(duì)比例1-1至1-5中會(huì)發(fā)生粘結(jié)破壞。
實(shí)施例1-1至1-5和對(duì)比例1-1至1-5的結(jié)果，表明使用氨基磺酸錫(II)作為錫鹽會(huì)減少粘結(jié)破壞。這是因?yàn)榘被撬徨a(II)能形成這樣的電鍍膜，該電鍍膜由于氨基磺酸根離子的作用而難以相互粘結(jié)。
在實(shí)施例1-1至1-5中氨基磺酸錫(II)的濃度為0.1-0.7mol/L，此范圍會(huì)獲得較好的結(jié)果。然而，氨基磺酸錫(II)的濃度較好約為0.05-1mol/L。這是因?yàn)?，?dāng)電流密度高時(shí)小于約0.05mol/L的氨基磺酸錫(II)會(huì)提高電鍍膜的表面粗糙度，而當(dāng)電流密度低時(shí)大于約1mol/L的氨基磺酸錫(II)會(huì)提高表面粗糙度。這些電鍍膜的焊接附著性也會(huì)明顯變差。
配合劑的濃度為1.00-4.50mol/L，此范圍會(huì)獲得較好的結(jié)果。然而，配合劑的濃度較好約為0.05-10mol/L。這是因?yàn)榕浜蟿┡c錫的摩爾比若小于約1，則無(wú)法獲得穩(wěn)定的配合物，因而在寬的電流密度范圍內(nèi)無(wú)法獲得焊接附著性?xún)?yōu)良的較好電鍍膜。因此，配合劑與錫的濃度比較好至少約為1。然而，大于約10mol/L的配合劑將不溶解在電鍍?cè)≈小?br>
增亮劑的濃度為0.1-0.5g/L，此范圍會(huì)獲得較好的結(jié)果。然而，增亮劑的濃度較好至少約為0.01g/L。增亮劑的濃度較好限于約100g/L，更好限于約10g/L。增亮劑濃度約為0.01g/L是增亮劑表面活性劑的臨界膠束濃度。溶液中某些濃度的表面活性劑會(huì)形成膠體凝聚，從而明顯改變?nèi)芤旱奶匦?。這種膠體凝聚稱(chēng)為膠束，形成膠束的最低濃度稱(chēng)為臨界膠束濃度。然而，大于約10g/L的增亮劑是過(guò)多和浪費(fèi)的。由于過(guò)多的增亮劑不會(huì)影響電鍍特性，所以可以加入大于約10g/L的增亮劑，但大于約100g/L的增亮劑不溶解在電鍍?cè)≈小?br>
抗氧化劑的濃度為0.5-1.0g/L，此范圍會(huì)獲得較好的結(jié)果。然而，抗氧化劑的濃度較好至少約為0.01g/L。這是因?yàn)樾∮诩s0.01g/L的抗氧化劑不能充分地抑制錫的氧化?？寡趸瘎┑臐舛容^好限于約100g/L，更好限于約10g/L。這是因?yàn)榇笥诩s10g/L的抗氧化劑是過(guò)多和浪費(fèi)的。由于過(guò)多的抗氧化劑不會(huì)影響電鍍特性，所以可以加入大于約10g/L的抗氧化劑。然而，大于約100g/L的抗氧化劑不溶解在電鍍?cè)≈小?br>
電鍍?cè)〉膒H值為3.5-7，此范圍會(huì)獲得較好的結(jié)果。然而，電鍍?cè)〉膒H值較好約為3-8。這是因?yàn)閜H值為2或更小的電鍍?cè)『苡锌赡芴岣咛沾稍M件的溶解度，從而溶解陶瓷元件組件。同樣，pH值大于9的電鍍?cè)≡陔婂兒蟮那逑催^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生使電鍍?cè)∽兓鞚岬臍溲趸a。因此，pH值必須限制在上述范圍內(nèi)。為了控制電鍍?cè)〉膒H值，使用pH調(diào)節(jié)劑。當(dāng)pH值下降時(shí)，宜使用氨基磺酸、酰氨基磺酸或硫酸作為pH調(diào)節(jié)劑。當(dāng)pH值提高時(shí)，可以使用任何pH調(diào)節(jié)劑。
較好是將諸如氨基磺酸、氨基磺酸鹽、硫酸或硫酸鹽等導(dǎo)電劑加到電鍍?cè)≈?，但并不局限于這些物質(zhì)。
電鍍可以使用電鍍筒進(jìn)行，所述電鍍筒選自滾光筒、水平式滾光筒、傾斜式滾光筒、振動(dòng)筒和搖動(dòng)筒。
陶瓷片電子元件的大小較好約為5.7mm×5.0mm×4.0mm或更小。當(dāng)陶瓷片的大小比約5.7mm×5.0mm×4.0mm大時(shí)，粘結(jié)是不顯著的。
(實(shí)施例2)為了獲得有光澤的電鍍膜，改變?cè)隽羷┑姆N類(lèi)，按上述標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)。由于已經(jīng)知道表1所列的組成會(huì)獲得較好的結(jié)果，所以基于實(shí)施例1-1對(duì)增亮劑進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體來(lái)說(shuō)，用表3所列實(shí)施例2-1至2-5的增亮劑代替實(shí)施例1-1的增亮劑，制備實(shí)施例2-1至2-5的電鍍?cè)?。pH值設(shè)置為5。
表3表明在實(shí)施例2-1至2-5中的各電鍍?cè)≡谡辰Y(jié)率和Hull電池試驗(yàn)上都具有良好或非常好的結(jié)果。尤其是，實(shí)施例2-2和2-3被認(rèn)為是非常好的。這兩個(gè)實(shí)施例的增亮劑都是在其分子結(jié)構(gòu)中含有至少一個(gè)苯環(huán)的非離子型表面活性劑。對(duì)在電鍍?cè)≈行纬傻碾婂兡?lái)說(shuō)需要焊接附著性和抗粘結(jié)性。因此，宜使用表3中所示確定為在Hull電池試驗(yàn)中是非常好的電鍍?cè)?。具體來(lái)說(shuō)，增亮劑較好包括在其分子結(jié)構(gòu)中含有至少一個(gè)苯環(huán)的非離子型表面活性劑。
在實(shí)施例2-1至2-5中，氨基磺酸錫(II)的濃度為0.2mol/L。然而，氨基磺酸錫(II)的濃度較好約為0.05mol/L或更大，更好約為0.1mol/L或更大。這是因?yàn)楫?dāng)電流密度高時(shí)小于約0.05mol/L的氨基磺酸錫(II)會(huì)提高電鍍膜的表面粗糙度，而當(dāng)電流密度低時(shí)大于約1mol/L的氨基磺酸錫(II)會(huì)提高表面粗糙度。這些電鍍膜的焊接附著性也會(huì)明顯變差。
電鍍?cè)≈信浜蟿┑臐舛葹?.50mol/L。然而，配合劑的濃度較好約為0.05-10mol/L。這是因?yàn)榕浜蟿┡c錫的摩爾比若小于約1，則無(wú)法獲得穩(wěn)定的配合物，因而在寬的電流密度范圍內(nèi)無(wú)法獲得焊接附著性?xún)?yōu)良的較好電鍍膜。因此，配合劑與錫的濃度比較好至少約為1。然而，大于約10mol/L的配合劑將不溶解在電鍍?cè)≈小?br>
電鍍?cè)≈性隽羷┑臐舛葹?.3g/L。然而，增亮劑的濃度較好至少約為0.01g/L。增亮劑的濃度較好限于約100g/L，更好限于約10g/L。增亮劑濃度約為0.01g/L是增亮劑的臨界膠束濃度，也可用作表面活性劑。溶液中特定濃度或更高濃度的增亮劑會(huì)形成膠體凝聚，從而明顯改變?nèi)芤旱奶匦?。這種膠體凝聚稱(chēng)為膠束，形成膠束的最低濃度稱(chēng)為臨界膠束濃度。大于約10g/L的增亮劑是過(guò)多和浪費(fèi)的。由于過(guò)多的增亮劑不會(huì)影響電鍍特性，所以可以加入大于約10g/L的增亮劑，但大于約100g/L的增亮劑不溶解在電鍍?cè)≈小?br>
電鍍?cè)≈锌寡趸瘎┑臐舛葹?.0g/L。然而，抗氧化劑的濃度較好至少約為0.01g/L。這是因?yàn)樾∮诩s0.01g/L的抗氧化劑不能充分地抑制錫的氧化?？寡趸瘎┑臐舛容^好限于約100g/L，更好限于約10g/L。這是因?yàn)榇笥诩s10g/L的抗氧化劑是過(guò)多和浪費(fèi)的。由于過(guò)多的抗氧化劑不會(huì)影響電鍍特性，所以可以加入大于約10g/L的抗氧化劑。然而，大于約100g/L的抗氧化劑不溶解在電鍍?cè)≈小?br>
電鍍?cè)〉膒H值設(shè)置為5.0。然而，電鍍?cè)〉膒H值較好約為3-8。這是因?yàn)閜H值為2或更小的電鍍?cè)『苡锌赡芴岣咛沾稍M件的溶解度，從而溶解陶瓷元件組件。同樣，pH值大于9的電鍍?cè)≡陔婂兒蟮那逑催^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生使電鍍?cè)∽兓鞚岬臍溲趸a。因此，pH值必須限制在上述范圍內(nèi)。為了控制電鍍?cè)〉膒H值，使用pH調(diào)節(jié)劑。當(dāng)pH值下降時(shí)，宜使用氨基磺酸、酰氨基磺酸或硫酸作為pH調(diào)節(jié)劑。當(dāng)pH值提高時(shí)，可以使用任何pH調(diào)節(jié)劑。
較好是將諸如氨基磺酸、氨基磺酸鹽、硫酸或硫酸鹽等導(dǎo)電劑加到電鍍?cè)≈校⒉痪窒抻谶@些物質(zhì)。
電鍍可以使用電鍍筒進(jìn)行，所述電鍍筒選自滾光筒、水平式滾光筒、傾斜式滾光筒、振動(dòng)筒和搖動(dòng)筒。
陶瓷片電子元件的大小較好約為5.7mm×5.0mm×4.0mm或更小。當(dāng)陶瓷片的大小比約5.7mm×5.0mm×4.0mm大時(shí)，粘結(jié)是不顯著的。
按本發(fā)明，通過(guò)使用氨基磺酸錫(II)作為錫鹽電鍍陶瓷片元件，在該芯片元件的電極上可以形成電鍍膜，同時(shí)顯著地減少粘結(jié)破壞，而不管片的大小如何。這是因?yàn)榘被撬徨a(II)能形成這樣的電鍍膜，該電鍍膜由于氨基磺酸根離子的作用而難以相互粘結(jié)。同樣，通過(guò)使用在其分子結(jié)構(gòu)中含有至少一個(gè)苯環(huán)的非離子型表面活性劑作為增亮劑，可以在寬的電流密度范圍內(nèi)制得焊接附著性?xún)?yōu)良的鍍錫膜。
權(quán)利要求
1.一種制造陶瓷片電子元件的電極的方法，它包括在電鍍?cè)≈须婂冃酒?，所述電鍍?cè)“被撬徨a(II)作為錫(II)鹽；配合劑，它包括選自檸檬酸、葡糖酸、焦磷酸、庚酸、丙二酸、蘋(píng)果酸、這些酸的鹽和葡糖酸內(nèi)酯中的至少一種；和增亮劑，它包括至少一種HLB值約為10或更大的表面活性劑。
2.如權(quán)利要求1所述的制造陶瓷片電子元件的電極的方法，其中電鍍?cè)“寡趸瘎?，它包括選自氫醌、抗壞血酸、焦兒茶酚和間苯二酚中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1所述的制造陶瓷片電子元件的電極的方法，其中氨基磺酸錫(II)的濃度約為0.05-1.0mol/L。
4.如權(quán)利要求1所述的制造陶瓷片電子元件的電極的方法，其中配合劑的濃度約為0.05-10mol/L。
5.如權(quán)利要求1所述的制造陶瓷片電子元件的電極的方法，其中增亮劑的濃度約為0.01-100g/L。
6.如權(quán)利要求1所述的制造陶瓷片電子元件的電極的方法，其中抗氧化劑的濃度約為0.01-100g/L。
7.如權(quán)利要求1所述的制造陶瓷片電子元件的電極的方法，其中表面活性劑是在其分子結(jié)構(gòu)中含至少一個(gè)苯環(huán)的非離子型表面活性劑。
8.如權(quán)利要求7所述的制造陶瓷片電子元件的電極的方法，其中非離子型表面活性劑包括選自聚氧乙烯烷基苯基醚、α-萘酚乙氧基化物和β-萘酚乙氧基化物中的至少一種。
9.如權(quán)利要求1所述的制造陶瓷片電子元件的電極的方法，其中電鍍?cè)〉膒H值約為3-8。
10.如權(quán)利要求1所述的制造陶瓷片電子元件的電極的方法，其中電鍍是采用滾筒鍍進(jìn)行的，所述電鍍筒選自水平式滾光筒、傾斜式滾光筒、振動(dòng)筒和搖動(dòng)筒。
11.如權(quán)利要求1所述的制造陶瓷片電子元件的電極的方法，其中陶瓷片電子元件的大小約為5.7mm×5.0mm×4.0mm或更小。
12.如權(quán)利要求1所述的制造陶瓷片電子元件的電極的方法，其中氨基磺酸錫(II)的濃度約為0.1-0.7mol/L；配合劑的濃度約為0.1-4.5mol/L；增亮劑的濃度約為0.1-10g/L；抗氧化劑的濃度約為0.1-10g/L；和pH值約為3.5-7。
全文摘要
一種電鍍陶瓷片電子元件的電極的方法，它包括在電鍍?cè)≈羞M(jìn)行電鍍。電鍍?cè)“被撬徨a(II)作為錫(II)鹽；配合劑，它包括選自檸檬酸、葡糖酸、焦磷酸、庚酸、丙二酸、蘋(píng)果酸、這些酸的鹽和葡糖酸內(nèi)酯中的至少一種；和增亮劑，它包括至少一種HLB值約為10或更大的表面活性劑。可以將所得陶瓷片電子元件的鍍錫粘結(jié)限于某一程度。
文檔編號(hào)C25D7/00GK1405359SQ0214272
公開(kāi)日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2002年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月13日
發(fā)明者元木章博, 樋口莊一, 高野良比古, 浜田邦彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所