一种钼基体上金属镀层的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钥基体上金属镀层的制备方法。
【背景技术】
[0002]钥及钥合金是耐高温材料，其无铁磁性、高熔点、高强度、高导热性、低热膨胀系数等特点使其在航空航天、微电子、半导体等领域广泛应用。但是，在高温场合，金属钥的耐氧化能力差，其表面很容易被氧化，产生黑色的氧化膜，该氧化膜没有任何保护作用，因此，该性质影响钥的高温实用性。在常温下，其表面也很容易产生氧化膜，同时其导电性不及银和铜，所以用于半导体元件的钥片一般都镀上一层保护膜，以保证材料具备一些必要的特性，如改善可焊性、降低接触电阻等。比如，为改善钥材料的导电性能、耐热性能及钎焊性能，铑、钌、银、钼等贵金属均被研究电镀在钥片上以提高钥的可应用性。
[0003]目前的多数研究表明，常规的钥表面电镀金属比较困难，主要问题是，由于钥与氧具有强的亲和力，很容易在钥表面产生一层致密氧化膜，影响镀层与基体之间的结合力，导致电镀失效。因此，常规钥电镀的程序基本包括:除油——去氧化膜——活化——冲击镀铬一一镀镍一一电镀。根据这个程序，在钥表面电镀贵金属或其它金属之前，在钥表面冲击镀铬，然后镀镍，最后镀目的镀层的思路成为多数钥表面电镀提高镀层结合力的常规方法。当然在冲击镀铬之前，钥表面的前处理不好，依然也会带来镀层结合力不好的问题。专利(CN103668368A)中提供了一种钥上电镀钯作为中间镀层，再镀银的工艺。利用电镀钯结合高温冶金融合的方式提高钯与金属钥以及银与钯之间的结合力。该专利利用冶金的方法来解决镀层之间的结合力，具有能耗高、过程复杂的缺点，其过程中并没有特别关注电镀钥之前钥表面的氧化膜存在对镀层与结合力之间的重要影响。
【发明内容】
[0004]本发明的目的为了解决上述的电镀过程中，由于钥基体表面的氧化膜存在从而影响钥基体与镀层之间的结合力低等技术问题而提供一种钥基体上金属镀层的制备方法，该方法通过充分清除钥基体表面的氧化膜，然后电镀获得金属镀层，该方法有效增强了钥基体与金属镀层的结合力。
[0005]本发明的技术原理
表面除油后的钥基体进行阳极电解，一是有效清除氧化膜以及黏度在基体表面的异物，异物以及氧化膜的剥离对提高镀层附着力至关重要；另外还可有效增大钥基体表面积，增大金属镀层与钥基体之间的接触面积在很大程度上提高了二者之间相互锚合的程度，对提闻结合力有帮助；
阳极电解后的钥基体的表面进一步进行阴极电解，利用生成的活性氢对残留在钥基体表面的微量氧化膜进行进一步的还原，从而彻底清除基体表面的氧化膜，提高镀层与基体之间的结合力。
[0006]本发明的技术方案一种钥基体上金属镀层的制备方法，具体包括如下步骤:
(1)、钥基体表面的氧化膜的清除
①、钥基体表面除油
将钥基体置于丙酮或温度为80-90°C、浓度为110g/L的氢氧化钠水溶液中，超声辅助清洗30min，然后用无水乙醇清洗；
②、阳极电解
以除油后的钥基体为阳极，铅板为阴极，在阳极电解液中控制电流密度为10-22A/dm2进行电解l_2min，然后用去离子水清洗干净；
所述阳极电解液，按每升计算，其组成及含量如下:
硫酸 0_300g/L 铬酐 0-300g/L 余量为水；
优选硫酸浓度为3-50g/L，铬酐浓度为50-280g/L ；
③、阴极电解
将阳极电解后的钥基体作为阴极，铅板为阳极，在阴极电解液中控制电流密度为10-22A/dm2进行阴极电解2-5min，电解完后用去离子水清洗，即完成了钥基体表面的氧化膜的清除；
所述的阴极电解液，按每升计算，其组成及含量如下:
硫酸 30-100g/L 余量为水；
优选硫酸浓度为40-70g/L ；
(2)、电镀
将步骤(I)中钥基体表面的氧化膜清除后的钥基体作为阴极，采用铅板或与待镀金属层材质相同的金属板为阳极，在电镀液中控制电流密度为l_22A/dm2进行电镀5-40min，即在钥基体表面形成金属镀层；
所述的电镀液中，含有待镀金属；
本发明的一优选实施例中，所述的电镀液，按每升计算，其组成及含量如下:
硫酸2.5g
铬酐250g
三价铬Ig
余量为水。
[0007]本发明的又一优选实施例中，所述的电镀液，按每升计算，其组成及含量如下: 所述的电镀液，按每升计算，其组成及含量如下:
硫酸60g
硫酸铜200g
余量为水。
[0008]上述电镀过程中，可以通过依次使用不同的电镀液进行电镀，从而在钥基体上形成不同的金属复合镀层。
[0009]本发明的有益效果本发明的一种钥基体上金属镀层的制备方法，在电镀实施之前通过对钥基体除油、阳极电解、阴极电解的处理，从而彻底清除基体表面的氧化膜，即得到一个无油、无氧化膜、洁净的钥表面用于后续的电镀，从而提高金属镀层与钥基体之间的结合力。
【具体实施方式】
[0010]下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
[0011]本发明的各实施例中钥基体上形成的金属镀层与钥基体的结合力的评价方法，步骤如下:
将3M胶带紧紧贴在镀层上，胶带里面不能有气泡，然后呈90度快速拉扯胶带，观察镀层是否被剥离基体以及剥离的情况。在不剥离的情况下，来回将试样弯曲180度，观察断裂面镀层是否起皮、脱落。
[0012]实施例1
一种钥基体上金属镀层的制备方法，具体包括如下步骤:
(1)、钥基体表面的氧化膜的清除
①、钥基体表面除油
将钥基体置于丙酮中，超声辅助清洗30min，然后用无水乙醇清洗；
所述的钥基体为2cm*5cm的钥箔；
②、阳极电解
以除油后的钥基体为阳极，铅板为阴极，控制电流密度为ΙΟΑ/dm2，在阳极电解液中进行电解2min，然后用去离子水清洗干净；
所述阳极电解液，按每升计算，其组成及含量如下:
硫酸300g
余量为水；
③、阴极电解
将阳极电解后的钥基体作为阴极，铅板为阳极，在阴极电解液中控制电流密度为1A/dm2进行阴极电解5min，电解完后用去离子水清洗，即完成了钥基体表面的氧化膜的清除；所述的阴极电解液，按每升计算，其组成及含量如下:
硫酸30g
余量为水；
(2)、电镀
将步骤(I)中钥基体表面的氧化膜清除后的钥基体作为阴极，铅板为阳极，控制电流密度为15A/dm2，在电镀液中进行电镀30min，即在钥基体表面形成银白色的镀铬金属层；所述的电镀液，按每升计算，其组成及含量如下:
硫酸2.5g
铬酐250g
三价铬Ig
余量为水。
[0013]采用日本Hitachi (日立)S-3400N扫描电子显微镜对上述所得的银白色的镀铬金属层进行扫描，所得的SEM图如图1所示，从图1中可以看出在钥基体上得到了一层银白色的镀铬层，该铬层是有无数节瘤状小晶粒组成，镀层均匀致密，由此表明通过上述全处理过程，能够实现钥基体上金属铬层的成功电镀。
[0014]结合力测试结果表明，胶带撕扯后，无脱皮，折断后，边缘不起皮、镀铬金属层不脱落。
[0015]实施例2
一种钥基体上金属镀层的制备方法，具体包括如下步骤:
(1)、钥基体表面的氧化膜的清除
①、钥基体表面除油
将钥基体置于温度为80-90°C、浓度为110g/L的氢氧化钠水溶液中，超声辅助清洗30min，然后用无水乙醇清洗；
所述的钥基体为2cm*5cm的钥箔；
②、阳极电解
以除油后的钥基体为阳极