专利名称：一种高性能光盘读取头用合金悬丝镀银的方法
技术领域：
本发明属于金属材料领域，特别涉及一种电子元器件用金属功能材料，用于高性
能的光学读取设备。
背景技术：
在光盘系统中，光学读取头将光盘上存储的数据或音视频信息转换为电信号，是 光盘系统中的核心部件，是实现光盘信息读取的关键部件。光学头技术是光盘系统的基础 技术，光学头产业关系到整个光盘产业的兴衰。我国企业每年所生产的光学头约占世界产 量的75 80% ，达到3 4亿只/年，工业总产值约为150亿 200亿。随着DVD的日益 普及，预计未来5 10年我国光学头的产值将以20%左右的速度增长。
多维力矩器是高密度光盘光学读取头的关键组件，悬丝与物镜及其支架组成了力 矩器的可动部分，其性能决定了力矩器的动态特性，如灵敏度、线性度、系统带宽、耦合特 性、稳定性和抗干扰性等，这些特性都直接决定着光学头能否进行高质量的信号读写。目前 由于高清读取设备的问世，对悬丝的性能提出了更高的要求。 光盘读取头用的高性能合金悬丝前期已取得了一定的进展，通过铜材料提纯、添 加Ce、Ni等合金元素、实效处理等工艺，获得了高弹性、耐疲劳的悬丝(CN :100500899C)。然 而，为获得高导电性、良好的可焊性、耐高温以及良好的循迹特性、高灵敏度等性能要求，合 金悬丝的进一步处理尚未得到良好的解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保、高效的光盘读取头用高性能合金悬丝的化学镀银 方法。该方法不同于以往的氰化电镀银方法，没有毒性物质，而且没有电镀工艺的环境污 染问题；另外，由于采用化学方法，没有电力线分布均匀与否的影响，镀层厚度均匀，结合力 好，是一种高效的制备方法，适合于工业化批量生产。 —种高性能光盘读取头用合金悬丝镀银的方法，主要包括悬丝(铜合金丝)镀前 预处理、化学镀银、镀后后处理等几个方面工艺步骤如下 A :基体表面预处理将铜丝加入到丙酮中超声除油清洗，然后浸入酸溶液中进行 酸洗去除氧化皮，之后去离子水超声清洗；酸洗之后对铜丝进行敏化处理，敏化溶液为氯化 亚锡溶液，敏化后进行活化处理，活化溶液为氯化钯溶液； B :化学镀银配制一定量的还原剂溶液和银盐溶液，将A步骤处理好的铜 丝正确悬置在还原剂溶液中，加入银盐溶液，常温下静置反应一定时间，最终在铜
丝表面形成包覆完整、致密的银； C :镀后处理施镀反应过后，将铜丝取出，放入去离子水中在超声波作用下彻底
清洗，然后用无水乙醇清洗，干燥过后即得到所制备的样品。 1、表面预处理 a、表面除油丙酮超声波清洗20分钟，去离子水超声清洗10分钟。
b、酸洗除氧化物将铜丝浸入l : l浓硝酸溶液中1 5分钟，去除铜丝表面的氧 化物，然后去离子水超声清洗； c、敏化处理将铜丝浸入氯化亚锡稀盐酸溶液(SnCl2. H20 :30g/L ;HC1 : 17mL/100mL)40 60分钟，去离子水超声清洗； d、活化处理将铜丝浸入氯化钯稀盐酸溶液(PdCl2 :0. 5g/L ;HC1 :
17mL/100mL) 20 40分钟，去离子水超声清洗；
2、化学镀银
a、还原溶液配制 实验所用还原剂为葡萄糖溶液。常温下，称取30 60g/L葡萄糖、5 15g/L酒石 酸、0. 5 3g/L十二烷基苯磺酸钠溶于离子水中，玻璃棒搅拌使固体完全溶解，在加热台上 加热溶液至8(TC左右，然后冷却至室温。然后用量筒量取10 30ml/L乙醇加入到还原溶 液中，搅拌均匀，放置备用。
b、银盐溶液配制 常温下，称取15 40g/L无色透明的AgN03晶体溶解于去离子水中，待晶体完全溶 解后，逐滴滴加氨水，出现棕色絮状的沉淀后，继续滴加氨水，沉淀逐渐溶解，直至溶液又恢 复透明时，停止滴加氨水。称取15 30g/L氢氧化钠固体加入到溶液中，有黑色沉淀产生， 然后慢慢滴加氨水，直到沉淀完全溶解溶液再次变澄清，停止滴加氨水，搅拌均匀，
c、溶液混合，反应镀银 配制好的还原溶液加入到烧杯中，将已处理好的铜丝正确悬置在溶液中，迅速加 入银氨溶液，常温下静置反应，反应时间10 60分钟。
3、镀后后处理 a、铜丝在镀液中取出后，迅速去离子水超声清洗，去除表面残留的镀液；
b、无水乙醇超声波清洗，去除表面残留的去离子水；
c、干燥备用。 按上述方法制得的镀银铜丝，可获得良好的导电性、可焊性及耐高温、抗氧化等优 良特性，符合高性能光学读取头用悬丝的使用要求。而采用传统的镀银方法，在此铜合金悬 丝上制得的镀银层不连续，与基体之间易有氧化物，结合力低，导电性和导电性差，无法满 足光学读取头的使用要求。 本发明的优点在于提供了一种环保、高效的光盘读取头用高性能合金悬丝的化 学镀银方法。不同于以往的氰化电镀银方法，该方法中没有毒性物质，而且不存在电镀工艺 的环境污染问题，是一种环保的工艺方法；另外，由于采用化学方法，没有电镀工艺中电力 线分布均匀与否的影响，镀层厚度均匀，结合力好，沉积效率高，适合于大规模的工业化生 产。制备出的镀银铜丝满足高性能光学读取头力矩器用高品质悬丝的应用要求。
图1是铜丝表面镀银后的横截面(Cross-sectional)扫描电镜(FE-SEM)图。
图2是对铜丝表面镀银(Ag)层的EDS能谱成分图。
图1、图2表明铜丝表面为纯Ag层，厚度为1.5iim。
具体实施例方式
实施例1 : 将丙酮清洗过的铜丝放入质量浓度为32% 34%的硝酸溶液中，在室温下酸洗 约lmin，然后用去离子水超声清洗。将铜丝放入敏化溶液中进行敏化处理，敏化20min，敏 化液浓度为SnCl2. H20 :30g/L ;HC1 :17mL/100mL。去离子水清洗后放入活化溶液中进行活 化处理，活化lOmin，活化液浓度为PdCl2 :0. 5g/L ;HC1 :17mL/100mL。在一烧杯中，室温下 将3. Og葡萄糖、0. 5g酒石酸、0. 2g十二烷基苯磺酸钠溶于90mL去离子水中，加热溶液至 8(TC左右，冷却至室温。然后用量筒量取10mL无水乙醇加入到溶液中，配制成还原溶液。 在另一烧杯中将1. 5g硝酸银溶于60mL去离子水中，搅拌下逐滴加入氨水，至生成的沉淀恰 好完全溶解，溶液变得澄清透明。称取2. Og氢氧化钠固体加入到溶液中，有黑色沉淀产生， 滴加氨水直到沉淀完全溶解溶液再次变澄清，搅拌均匀，配制成银氨溶液。配制好的还原溶 液移入400mL烧杯中，将已处理好的铜丝正确悬置在溶液中，加入银氨溶液，室温下静置反 应，反应10min后，用去离子水清洗，无水乙醇超声清洗，自然干燥。
实施例2 : 将丙酮清洗过的铜丝放入质量浓度为32% 34%的硝酸溶液中，在室温下酸洗 约lmin，然后用去离子水超声清洗。将铜丝放入敏化溶液中进行敏化处理，敏化20min，敏 化液浓度为SnCl2. H20 :30g/L ;HC1 :17mL/100mL。去离子水清洗后放入活化溶液中进行活 化，活化10min，活化液浓度为PdCl2 :0. 5g/L ;HC1 :17mL/100mL在一烧杯中，室温下将4. Og 葡萄糖、0. 7g酒石酸、0. 5g聚乙二醇溶于90mL去离子水中，加热溶液至8(TC左右，冷却至室 温。然后用量筒量取10mL无水乙醇加入到溶液中，配制成还原溶液。在另一烧杯中将2. Og 硝酸银溶于60mL去离子水中，搅拌下逐滴加入氨水，至生成的沉淀恰好完全溶解，溶液变 得澄清透明。称取2.0g氢氧化钠固体加入到溶液中，有黑色沉淀产生，滴加氨水直到沉淀 完全溶解溶液再次变澄清，搅拌均匀，配制成银氨溶液。配制好的还原溶液移入400mL烧杯 中，将已处理好的铜丝正确悬置在溶液中，加入银氨溶液，室温下静置反应，反应20min后， 用去离子水清洗，无水乙醇超声清洗，自然干燥。
实施例3 : 将丙酮清洗过的铜丝放入质量浓度为32% 34%的硝酸溶液中，在室温下酸洗 约lmin，然后用去离子水超声清洗。将铜丝放入敏化溶液中进行敏化处理，敏化20min，敏 化液浓度为SnCl2. H20 :30g/L ;HC1 :17mL/100mL。去离子水清洗后放入活化溶液中进行 活化，活化10min，活化液浓度为PdCl2 :0. 5g/L ;HC1 :17mL/100mL。在一烧杯中，室温下将 6. Og葡萄糖、1. Og酒石酸、0. 5g十二烷基苯磺酸钠溶于90mL去离子水中，加热溶液至80°C 左右，冷却至室温。然后用量筒量取lOmL无水乙醇加入到溶液中，配制成还原溶液。在另一 烧杯中将3. Og硝酸银溶于60mL去离子水中，搅拌下逐滴加入氨水，至生成的沉淀恰好完全 溶解，溶液变得澄清透明。称取2. Og氢氧化钠固体加入到溶液中，有黑色沉淀产生，滴加氨 水直到沉淀完全溶解溶液再次变澄清，搅拌均匀，配制成银氨溶液。配制好的还原溶液移入 400mL烧杯中，将已处理好的铜丝正确悬置在溶液中，加入银氨溶液，室温下静置反应，反应 15min后，用去离子水清洗，无水乙醇超声清洗，自然干燥。
实施例4 : 将丙酮清洗过的铜丝放入质量浓度为32% 34%的硝酸溶液中，在室温下酸洗约lmin，然后用去离子水超声清洗。将铜丝放入敏化溶液中进行敏化处理，敏化20min，敏 化液浓度为SnCl2. H20 :30g/L ;HC1 :17mL/100mL。去离子水清洗后放入活化溶液中进行 活化，活化lOmin，活化液浓度为PdCl2 :0. 5g/L ;HC1 :17mL/100mL。在一烧杯中，室温下将 4. Og葡萄糖、0. 7g酒石酸、0. 8g十聚乙二醇溶于90mL去离子水中，加热溶液至8(TC左右， 冷却至室温。然后用量筒量取lOmL无水乙醇加入到溶液中，配制成还原溶液。在另一烧杯 中将4. Og硝酸银溶于lOOmL去离子水中，搅拌下逐滴加入氨水，至生成的沉淀恰好完全溶 解，溶液变得澄清透明。称取2. Og氢氧化钠固体加入到溶液中，有黑色沉淀产生，滴加氨水 直到沉淀完全溶解溶液再次变澄清，搅拌均匀，配制成银氨溶液。配制好的还原溶液移入 400mL烧杯中，将已处理好的铜丝正确悬置在溶液中，加入银氨溶液，室温下静置反应，反应 20min后，用去离子水清洗，无水乙醇超声清洗，自然干燥。
权利要求
一种高性能光盘读取头用合金悬丝镀银的方法，其特征是工艺步骤如下A基体表面预处理将铜丝加入到丙酮中超声除油清洗，然后浸入酸溶液中进行酸洗去除氧化皮，之后去离子水超声清洗；酸洗之后对铜丝进行敏化处理，敏化溶液为氯化亚锡溶液，敏化后进行活化处理，活化溶液为氯化钯溶液；B化学镀银配制一定量的还原剂溶液和银盐溶液，将A步骤处理好的铜丝正确悬置在还原剂溶液中，加入银盐溶液，常温下静置反应一定时间，最终在铜丝表面形成包覆完整、致密的银；C镀后处理施镀反应过后，将铜丝取出，放入去离子水中在超声波作用下彻底清洗，然后用无水乙醇清洗，干燥过后即得到所制备的样品。
2. 根据权利要求1所述的高性能光盘读取头用合金悬丝镀银的方法，其特征是所用的 基体材料为铜合金，其成分重量百分比为Be :0. 5% 5%、 Ni :0. 1% 3%、 Co :0. 1% 3%、Ag :0. 05% l%、Ce :0. 05% 1%、其余为铜。
3. 根据权利要求1所述的高性能光盘读取头用合金悬丝镀银的方法，其特征在于步骤A所述的酸溶液为硝酸溶液，硝酸溶液的质量浓度为30% 45%。
4. 根据权利要求1所述的高性能光盘读取头用合金悬丝镀银的方法，其特征在于步骤 A所述的酸洗时间为1 5min。
5. 根据权利要求1所述的高性能光盘读取头用合金悬丝镀银的方法，其特征是步骤B 所述银盐溶液按如下要求配制在烧杯中配制一定浓度的AgN03溶液，逐滴滴加氨水，至生 成的沉淀恰好完全溶解溶液变成澄清透明，加入一定量的碱性固体颗粒，产生沉淀后滴加 氨水至溶液再次变为澄清透明；所用的硝酸银溶液浓度范围为15 40g/L，所加入的碱性 固体颗粒为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种。
6. 根据权利要求1所述的高性能光盘读取头用合金悬丝镀银的方法，其特征是步骤B 所述的还原剂为葡萄糖、甲醛或肼中的一种，还原剂的浓度为30 60g/L。
7. 根据权利要求1所述的高性能光盘读取头用合金悬丝镀银的方法，其特征是步骤B 所述还原剂溶液中加入酒石酸、稳定剂和表面活性剂；稳定剂为无水乙醇或硫脲中的一种， 表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇或明胶中的一种。
8. 根据权利要求1所述的高性能光盘读取头用合金悬丝镀银的方法，其特征是步骤B 所述的反应时间为10 60min。
全文摘要
本发明提供了一种高性能光盘读取头用合金悬丝镀银的方法，属于金属材料领域，特别涉及一种电子元器件用金属功能材料，用于高性能的光学读取设备。通过表面除油、酸洗除氧化物、敏化、活化等预处理后，配制银盐溶液和还原溶液，通过化学反应在合金悬丝表面镀得银层。按该方法制得的镀银铜丝，可获得良好的导电性、可焊性及耐高温、抗氧化等优良特性，符合高性能光学读取头用悬丝的使用要求。本发明方法中没有毒性物质，而且不存在电镀工艺的环境污染问题，没有电镀工艺中电力线分布均匀与否的影响，镀层厚度均匀，结合力好，沉积效率高，适合于大规模的工业化生产。制备出的镀银铜丝满足高性能光学读取头力矩器用高品质悬丝的应用要求。
文档编号C23C18/44GK101736334SQ20101003418
公开日2010年6月16日 申请日期2010年1月15日 优先权日2010年1月15日
发明者于广华, 吴兰鹰, 王海成, 王立锦, 龚占双 申请人:北京科技大学