一种离子液体在印制电路中电镀镍的方法
【技术领域】
[0001] -种离子液体在印制电路中电镀镍的应用，其涉及的领域为电镀材料领域，特别 是离子液体在印制电路中电镀技术。
【背景技术】
[0002] 挠性印制电路板比起传统的印制电路板，具有轻、薄、短、小、结构灵活的特点。在 挠性印制电路板的导体上通常会电镀一层镍，主要是作为阻挡层。在早期的印制电路板导 体上仅电镀上一层厚金层的目的是为了提高耐磨性，减低接触电阻、防止氧化和提高连接 可靠性。但是在铜表面直接镀金时，会在铜和金的界面处开始进行明显的互为扩散并形成 扩散层，这个扩散层随着时间的推移而增厚并形成疏松态，因而易受空气中的水分、C02等 浸入逐渐形成铜盐，因而严重影响电子设备的可靠性。研究表明，在镀金之前先电镀上一层 金属镍，能够有效阻止铜和金之间的相互扩散现象。这是因为镍与金、铜的特性(结构)差异 大，不存在互为扩散问题，通过镍层的中间"阻挡层"大大提高了电子互联的可靠性。
[0003] 传统的电镀镍在水溶液中进行，因此在水溶液进行电镀要严格控制水溶液的酸碱 度，并时刻提防"析氢"现象。有文献报道（曾为民，等.有色金属，2001，04:13-14)在 电镀时的"析氢"现象的发生会严重影响镀层的致密性、光亮度等，从而产生大量的次品。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在解决上述问题，提出了一种质量好、良品率高且镀镍化学性能稳定的 离子液体在印制电路中电镀镍的方法。
[0005] 本发明所述方法所采用的技术方案是：该方法包括以下步骤：以离子液体为电解 液，将镍盐溶解于离子液体配制成电镀液，以印制电路板的待镀区域为阴极，镍板为牺牲性 阳极，在印制电路板的表面电镀镍层，根据需要在不同电流密度和电镀时间下进行电镀来 获得所需的镀层厚度。
[0006] 进一步地，所述电解液中的阳离子为以下任意一种：季铵盐类阳离子；吡啶类阳 离子；咪唑盐类阳离子；胆碱类离子液体；季磷盐类阳离子。
[0007] 进一步地，所述电解液中的阴离子为以下的任意一种：Cl、Br、I、A1C14、A12C1 7、 Zn2Cl5、BF4、PF6、NO3、ZnO 2、MoO4、NiO2、N (CN) 2、CF3SO3。
[0008] 进一步地，所述镍盐为硫酸镍、氯化镍、磷酸镍、高氯酸镍中的一种。
[0009] 进一步地，电镀时的电流密度为l_8A/dm2,电镀液的温度为20-70°C，电镀时间控 制根据电镀的厚度来决定。
[0010] 进一步地，电镀液的配比为镍盐：离子液体=1:1~1: 5。
[0011] 更进一步地，所述阳极采用的是纯度为99. 99%的可溶性镍块。
[0012] 本发明的有益效果是：本发明电镀镍层在空气搅拌的条件下进行，可以防止高电 流密度区温度过高，并为电镀液提供更加均匀的温度控制。这是因为电解质溶液中存在浓 度、温度的差异等而引起的溶液内物质的流动。这种情况下的流动速度是非常缓慢的，因此 各个部分的温度不均匀，并且在发生电极反应时，很快就会在阴极区内造成反应离子的缺 乏，阴极发生浓差极化。这时，采取搅拌措施就可以弥补自发性传质不足带来的电极反应受 阻，并且使极限电流密度提高和使得镀液的温度均匀；本发明所采用的离子液体在常温下 为液态，具有极低的蒸汽压，电导率高，电化学窗口高于水溶液；离子液体作为一种电解液 在金属电镀上有以下优点：（1)非水体系无"析氢"现象；（2)无需添加酸碱等物质；（3)离 子液体自身的电化学稳定性和热稳定性能好，因此所得到的电镀液稳定且寿命很长；（4) 离子液体的阳离子(通常为有机阳离子)能够有效提高镀层的亮度；（5)离子液体不挥发、低 毒性、不易燃，为绿色环保的电镀液；基于此，本发明方法制备得到的印制电路质量好，印制 速度快，镀镍化学性能更加稳定。
【具体实施方式】
[0013] 下面根据发明方法通过具体实施例来详细说明。以下实施实例只是为了更好地将 本发明技术原理阐释清楚，并不代表本发明只限制使用该实施实例。
[0014] 实施例一： Βπ?πια-ΝΜΜΦ系电镀镍：将BmimCl与NiCl 2按照摩尔比为1 :1配制成电镀液放入 到电镀槽中，其中以纯度为99. 99%的可溶性镍板为牺牲性阳极，印制电路板的待镀区域为 阴极，并用空气温和的搅拌，在2A/dm2的电流密度下，70°C温度下电镀，电镀时间根据电镀 的厚度来决定。
[0015] 实施例二： 氯化胆碱-乙二醇-NiCl2体系电镀镍：将氯化胆碱-乙二醇-NiCl 2按照摩尔比为 1:0. 5:1配制成电镀液放入到电镀槽中。其中以纯度为99. 99%的可溶性镍板为牺牲性阳 极，印制电路板的待镀区域为阴极，并用空气温和的搅拌，在2A/dm2的电流密度下，30°C温 度下电镀，电镀时间根据电镀的厚度来决定。
[0016] 实施例三： Βπ?ηΒΡ4-Ν?30^φ系电镀镍：将BminBF4-NiSO4按照摩尔比为5:1配制成电镀液放入到 电镀槽中。其中以纯度为99. 99%的可溶性镍板为牺牲性阳极，印制电路板的待镀区域为阴 极，并用空气温和的搅拌，在8A/dm2的电流密度下，30°C温度下电镀，电镀时间根据电镀的 厚度来决定。
[0017] 实施例四：
[BMPy]2S04-NiS0^系电镀镍：将[BMPy] 2S04-NiS04按照摩尔比为1:1配制成电镀液 放入到电镀槽中。其中用纯度为99. 99%的可溶性镍板为阳极，印制电路板的待镀区域为阴 极，并用空气温和的搅拌，在lA/dm2的电流密度下，70°C温度下电镀，电镀时间根据电镀的 厚度来决定。
[0018] 经过实验，上述实施例获得的测试性能指标如表1所示。
[0019] 表 1
由表1可知，本发明采用离子液体作为电镀镍的溶液，其镀镍时间短，无挥发性气味产 生，溶液体系和镀镍后的印制电路体系均具有稳定的性能表现，在后续的溶液处理中，其极 易降解，不会对环境造成任何的污染，也保证了人体免受伤害，其是一种全新的镀镍方法。
[0020] 上述实例对本发明做了详细的说明，但并不意味着本发明仅仅局限于这四种实 例。在不脱离本发明技术原理的情况下，对其进行改进和变形在本发明权利要求和技术之 内，也应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种离子液体在印制电路中电镀镍的方法，其特征在于，以离子液体为电解液，将镍 盐溶解于离子液体配制成电镀液，以印制电路板的待镀区域为阴极，镍板为牺牲性阳极，在 印制电路板的表面电镀镍层，根据需要在不同电流密度和电镀时间下进行电镀来获得所需 的镀层厚度。2. 根据权利要求1所述的一种离子液体在印制电路中电镀镍的方法，其特征在于，所 述电解液中的阳离子为以下任意一种：季铵盐类阳离子；吡啶类阳离子；咪唑盐类阳离子； 胆碱类离子液体；季磷盐类阳离子。3. 根据权利要求1所述的一种离子液体在印制电路中电镀镍的方法，其特征在于，所 述电解液中的阴离子为以下的任意一种：Cl、Br、I、A1C1 4、A12C17、Zn2Cl5、BF 4、PF6、N03、 ZnO2、MoO 4、NiO2、N (CN) 2、CF3SO3。4. 根据权利要求1所述的一种离子液体在印制电路中电镀镍的方法，其特征在于：所 述镍盐为硫酸镍、氯化镍、磷酸镍、高氯酸镍中的一种。5. 根据权利要求1所述的一种离子液体在印制电路中电镀镍的方法，其特征在于：电 镀时的电流密度为1~8A/dm2,电镀液的温度为20~70°C，电镀时间控制根据电镀的厚度 来决定。6. 根据权利要求1所述的一种离子液体在印制电路中电镀镍的方法，其特征在于：电 镀液的配比为镍盐：离子液体=1:1~1: 5。7. 根据权利要求1所述的一种离子液体在印制电路中电镀镍的方法，其特征在于：所 述阳极采用的是纯度为99. 99%的可溶性镍块。
【专利摘要】本发明公开一种质量好、良品率高且镀镍化学性能稳定的离子液体在印制电路中电镀镍的方法。该方法以离子液体为电解液，将镍盐溶解于离子液体配制成电镀液，以印制电路板的待镀区域为阴极，镍板为牺牲性阳极，在印制电路板的表面电镀镍层，根据需要在不同电流密度和电镀时间下进行电镀来获得所需的镀层厚度。本发明可用于电路板印制领域。
【IPC分类】C25D3/12
【公开号】CN105018975
【申请号】CN201510437125
【发明人】何波, 林均秀, 胡文成, 徐玉珊
【申请人】珠海元盛电子科技股份有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月23日