新型无氨无氯钯镍合金高速电镀液 范国豪(译)

• 9 •

新型无氨无氯钯镍合金高速电镀液

Sascha Berger ，范国豪*(译)

（优美科电镀技术有限公司，德国巴登-符腾堡州施韦比施格明德市）

摘 要：介绍了Palluna ® ACF-100钯镍合金电镀工艺，其流程主要包括：碱性除油或电解除油，酸洗，光亮或半光亮镀镍，镍活化，镀钯镍合金，镀硬金或金钴合金。镀钯镍合金的最佳工艺条件为：Pd 15 g/L ，Ni 16 g/L ，温度60 °C ，pH 5.5，阴极电流密度60 A/dm 2。所得合金含钯80%(质量分数)，镀速可达14 µm/min 。镀层结合力好、延展性高，耐磨、焊接性能优良，混合流动气体腐蚀测试结果令人满意。该工艺无氨无氯，操作容易，镀液使用寿命长。

关键词：钯镍合金；高速电镀；无氨；无氯 中图分类号：TQ153.2

文献标志码：A

文章编号：1004 – 227X (2010) 05 – 0009 – 04

Novel ammonia- and chloride-free bath for rapid

electroplating of palladium–nickel alloy // BERGER Sascha, FAN Guo-hao*

Abstract: The Palluma ® ACF-100 palladium–nickel alloy electroplating process was introduced. The process flow mainly includes alkaline or electrolytic degreasing, pickling, bright or semi-bright nickel electroplating, nickel activating, palladium–nickel alloy electroplating, and electroplating of hard gold or gold–cobalt alloy. The optimal process conditions for electroplating of palladium–nickel alloy are as follows: Pd 15 g/L, Ni 16 g/L, temperature 60 °C, pH 5.5, and cathodic current density 60 A/dm 2. The deposition rate reaches 14 µm/min. The alloy deposit features 80wt% Pd, good adhesion, high ductility, excellent wear resistance and solderability, and has satisfactory results in flowing mixed gases corrosion test. The ammonia- and chloride-free process has advantages of easy operation and long service life of plating bath.

Keywords: palladium–nickel alloy; rapid electroplating; ammonia-free; chloride-free

First-author’s address: Umicore Galvanotechnik GmbH, Schwäbisch Gmünd, Baden-Württemberg, Germany

1 前言

在连接器领域中，电镀钯或钯镍合金结合薄金工艺代替硬金电镀已应用了很多年[1-2]。钯镍合金在许多

收稿日期：2010–01–07

修回日期：2010–02–26

作者简介：Sascha Berger ，男，博士，主要从事电镀技术的开发和应用。 通讯作者：范国豪，经理，(E-mail) howe.fan@ 。

方面的特性与硬金很相似。就耐磨性能而言，钯镍合金与镀金相结合甚至优于硬金，它能使表面顺滑性得到提升。

作为接插用途的一种典型钯镍镀层结构是：1 ~ 3 µm 镍 + 0.5 µm 钯镍合金 + 0.1 µm 闪金。这种镀层的成本远低于镍层上直接镀0.5 ~ 1.0 µm 硬金的成本[3]。

绝大部分传统的钯镍镀液都是以氨基钯复合盐为基础的体系。除了氨外，这些镀液也同样含有硫酸根或氯化物。它们对操作人员的健康具有潜在的危险性。氨在常温下易挥发，目前市场上许多镀液的操作温度设定在40 ~ 60 °C 之间，从而加剧了氨的挥发，这不仅刺激人的呼吸道，而且导致镀液pH 降低，为保持pH 稳定就需要不停地补充氨水。而氯化物的存在又会令设备受到腐蚀。无氯系统可避免设备腐蚀，但却没有优势可言，例如硫酸体系的镀液会在缸壁上产生较大的结晶盐块。

无氨系统已应用多年[4]。无氨型镀液中的钯复合物通常不溶于水，因此必须在添加前溶于含有很高浓度配位剂的溶液里[5]。

在已知市场上的无氨系统中，沉积的合金层强烈依赖于所用的电流密度[6]。在高电流密度范围内，镍的共沉积使合金中钯的比例显著降低，而在低电流密度区会沉积高比例的钯。这种由电流密度造成合金成分的改变会影响镀层的功能性。这种情况以及经常发生的由于拉应力的提高而引起的镀层延展性降低，对于用户来说都是不可接受的。而且，当使用无氨硫酸体系镀液时，镀液中盐度会升高，加入的含硫酸根的钯盐会导致镀液寿命的缩短。

低氨工艺被推荐作为完全无氨体系的替代品[6]，但在实际应用中依然存在明显问题。虽然镀液中含有的氨很少，但仍然很难控制挥发的氨气浓度在最小的危害限值内。车间中氨气的限值是20 ppm (即0.002%)，但实际的氨气浓度会超出20倍以上。这是有违劳动法的。因此，用户/客户都要求使用无氨无氯工艺，以避