Раствор для химического никелирования Советский патент 1984 года по МПК C23C3/02 

00

эо Изобретение относится к получению металлических покрытий химическим пу тем, в частности никелевых, и может быть использовано в приборостроении, машиностроении, радиоэлектронике. В состав растворов химического ни келирования, как правило, входят сол никеля, лиганд ионов никеля, восстановитель, буфер и добавки. Особенностью растворов химического никелирования является возможность равноме ного осаждения никелевого покрытия вр всех местах покрываемой детали, что позволяет использовать процесс химического никелирования для восета новления толщины изношенных деталей. Для получения никелевых покрытий химическим путем наибольшее применение получили растворы, в которых используются такие лиганды ионов никел как молочная кислота, лимоннокислый натрий, аминоуксусная кислота (глицин), В качестве буферов применяются уксусная или борная кислоты. Лучшим считается раствор химического никелирования с лигандом глицином (буфер ацетат натрия), так как он обладает большой скоростью осаждения, экономичностью и может корректироваться до накопления в нем большого количества фосфита (до 400 г/л) t13. Однако известные растворы химичес кого никелирования не обладают микро выравнивающей способностью, что не дает возможности получать декоративные покрытия ffa предварительно травленных, сенсибилизированных и активированных пластмассах, поскольку осажденный никель довольно точно вос производит шероховатость травленной пластмассы. При осаждении покрытий на металлы в некоторьпс случаях также важно уменьшить или полностью вьфавнять микронеровности поверхности. Известно, что такие эффективные выравнивающие добавки для гальванического никелирования, как сахарин и бутиндиол проявляют свое действие и в растворах для химического никели рования С23. Однако их выравнивающее действие в растворах для химического никелирования невелико. Известные стабилизирующие добавки - цистеин и соль двухвалентной меди, применяемые порознь в раствоpax для химического никелирования, способствуют поляризации никелевого покрытия СЗ. Однако микровыравнияающий эффект при совместном использовании этих добавок в растворах для химического никелирования заранее предсказать нельзя. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известный раствор для химического никелирования, содержащий соль никеля, лиганд глицин, ацетат натрия, гипофосфит натрия и стабилизирующую добавку, в качестве которой может быть использован или сульфид свинца, или торон С4. Однако и этот раствор химического никелирования не обладает микровыравнивающей способностью. Цель изобретения - обеспечение микровыравнивающей способности. Поставленная цель достигается тем, что раствор для химического никелирования, содержащий соль никеля, гипофосфит натрия, ацетат натрия, глицин и стабилизирующую добавку, в качестве последней содержит цистеин в сочетании с солью двухвалентной меди при. следующем соотношении компонентов, г/л: Соль никеля (в пересчете на никель металлический) . 4,9-7,4 Гипофосфит натрия 20,0-30,0 Ацетат натрия 3,0-7,0 Глицин 25,0-40,0 Цистеин0,001-0,002 Соль двухвалентной меди (в пересчете на медь металлическую) 0,04-0,08 В качестве солей никеля используют хлористый, сернокислый, азотнокислый, уксуснокислый или аминоуксуснокислый никель. В качестве соли Си (II) используют хлорную, сернокислую, азотнокислую, уксуснокислую или аминоуксуснокислую медь. Предлагаемый .раствор химического никелирования приготавливают в следую- щем порядке. Растворяют в дистиллированной воде соль никеля, глицин, ацетат натрия, гипофосфит натрия, цистеин и соль меди. Нужное значение рН устанавливают с Помощью раствора едкого натра. Пос ле этого раствор фильтруют. Раствор никелирования можно составлять также и из заранее- приготовленных концентратов. В процессе работы раствор может корректироваться концентратами, которые позволяют восстановить рН раст вора и концентрации расходусмьк компонентов до требуемого уровня. Микровыравнивающую способность раствора (%) определяли путем сравнения профилограмм поверхности покры тия, полученного из раствора-прототипа и покрытия-ИЗ предлагаемого рас вора: прототип - Rq предл. Кд прототип Пористость определяли по ГОСТу 9.302-79 методом приложения пропитан ной бумажки на никелевые покрытия, осажденные на сталь. Блеск покрытия определяли блеско--1 мером фирмы Ланге. Составы растворов, режимы никелирования и свойства покрытий представ лены в табл. 1. Из табл. 1 видно, что добавка одного цистеина (примеры 1 и 2) или одной соли двухвалентной меди (примеры 3 и 4) не придают раствору достаточной микровыравнивающей способности. Только раствор, содержащий в качестве добавки цистеин и соль двух валентной меди одновременно в предла гаемых количествах (примеры 7-12) об ладает хорошей микровыравнивающей способностью. Другие параметры предлагаемого раствора: стабильность, скорость осаждения покрытия не хуже, чем у прототипа. Покрытия, получаемые из предлагаемого раствора, блестящие (блеск 80%), менее пористые, имеют хороший внешний вид. В табл. 2 представлены данные по испытанию действия ионов других металлов и органических добавок (известных стабилизаторов) на скорость осаждения и микровыравнивание никель фосфорных покрытий. Испытания проводили следующим образом. Раствор для химического никелирования, содержащий добавки, готовили путем поочередного растворения в дис-. тиллированной воде при перемещивании, г/л: сернокислого никеля 28, гипофосфита натрия 25, ацетата натрия 5, глицина 30 и добавок. Затем раствор фильтровали и установили его рН. 5,0. Процесс осаждения яроводили при 90°С и степени загрузки . Скорость осаждения никель-Фосфорных покрытий определяли весовым способом на гладкой медной фольге. Микровыравнивание определяли профидографически на полированной титановой пластинке (Rci О,.1-0,2 мкм), осаждая на ней покрытие толгциной- l 5 мкм. Микровыравнивающое действие определяли при сравнении профилограмм покрытий, осажденных в присутствии указанных в табл. 2 добавок, с профилограммами покрытий, по.пученных из раствора-прототипа. Из табл. 2 следует, что апробованные известные стабилизирующие добавки не обеспечивают получения выравнивающего эффекта в должной степени. Таким образом, предлагаемый раствор химического никелирования позволяет получать качественные, хорошо микровыравненные покрытия, которые могут служить в качестве декоративного слоя на поверхности диэлектриков и металлов без наращивания гальванических слоев меди, никеля и хрома, применяющихся,до сих пор в процесслх декоративной металлизации пластмасс. Микровыравнивающий раствор химического никелирования полезен для получения покрытич высоких ровности и декоративности на деталях сложного профиля, для которых Н€ применимы электрохимические способы получения микровыравнивающих покрытий. Добавка, придающая раствору химического никелирования гикровыр..внивающее свойство, состоит из недорогих, вьтускаемых отечественной про-, мышленностью реактивов. Ее концентрации в растворе небольшие. Использование предлагаемого раствора в радиоэлектронной и приборостроительной промышленности дает большой экономический эффект, поЬкольку в ряде случаев отпадает необходимость наращивания на детали электрохимических слоев металлов.

Л

см

in о

Q

го

о а

о fO

«

О

1/Ч

Таблица 2

РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО НИКЕЛИРОВАНИЯ, содержащий соль никеля, .гипофосфит натрия, ацетат натрия, глицин и ст.абилизирующунз добавку, отличающийся тем, что, с целью обеспечения михровыравнивающей способности, он в качестве стабилизирующей добавки содержит цистеин в сочетании с солью двухвалентной меди при следующем соотношении компонентов, г/л: Соль никеля (в пересчете на никель металлический) 4,9-7,4 20-30 Гипофосфит натрия 3-7 Ацетат натрия 25-40 Глицин 0,001-0,002 Цистеин Соль двухвалентной (Л меди (в пересчете на медь метал0,04-0,08 лическую)

Цистеин 0,002

Цистеин 0,002+CuSO SHjO

То жеТо же

Цистеин 0,002+SnClj То же То же

Цистеин р,02 - То жеТо же

Цистеин 0,002 + CdCl. HjO Цистеин 0,002 + CdClj-HjO

То жеТо же

.

CdClj«HjO (без цистеина) Цистеин 0,002+РЬ ( ),;ЗН20 То жеТо же

0,2(0,05 г) 0,3(0,075 г) 0,4(0,10 г) 0,01(0,005 г) 0,02(0,010 г) 0,05(0,026 г) 0,1(0,053 г) 0,2(0,105 г) 0,002(0,0009 г) 0,004(0,0018 г) 0,006(0,0027 г) 0,01(0,0045 г) 0,02(0,009 г) 0,002(0,001 г) 0,002(0,001 г) 0,005(0,003 г) 0,01(0,011 г) 0,005(0,003 г) 0,002(0,001 г) 0,01(0,005 г)

11

1110818

12

Продолжение табл. 2