化學鍍Ni、Co基合金功能材料的最新發展

　　文/林忠華，林琳，杜金輝·淄博波爾化學鍍技術研究所

　　本文主要對化學鍍鎳（Ni）、鈷（Co）基合金功能材料在防腐和PCB（Printed Circuit Board 印刷線路板行業及磁性薄膜材料行業的最新發展進行了探討。

　　自我國1992年頒布了自催化鎳一磷鍍層國家標準以來，化學鍍鎳得到了飛快的發展，對提高我國的防腐技術水平有很大貢獻。但是，在化學鍍多元合金方面研究進展緩慢，對其規模化生產報道也極少。
 

　　近年來研究鎳（Ni）基化學鍍多元合金的論文在逐漸增加，而鈷（Co）基化學鍍多元合金的論文卻相對比較少。

　　鈷（Co）基為磁性鍍層，在不含鎳的情況下為生物合金鍍層同樣有廣泛的用途，如：鈷一鉻（Co一Cr）合金鍍層可用于醫用材料表面改性領域，同時它也是非常好磁性薄膜材料，在電子、計算機領域有廣泛的用途；鈷一釤一M（Co一Sm一M）合金鍍層可用于航空航天、國防、軍事、計算機等領域。

化學鍍Ni基薄膜含金材料

　　化學鍍鎳一錫一磷（Ni一Sn一P）合金鍍層以優異的物理化學性能得到國內外專家學者的認可。

　　通過試驗，將鎳錫磷合金鍍層穩定在Ni:86~89、Sn：2~12、P：8.8~10；延展性保持在5%，工業化生產流水線樣品抽檢22μm/厚度，鹽霧試驗300h，基體未見紅點（銹點）；耐高溫腐蝕，380℃不變色；焊接性能極其優良；鍍層在海洋環境腐蝕方面性能優良，36μm己通過海水腐蝕測試。之后以化學鍍Ni一Sn一P合金鍍層為研究平臺，開發了PCB（印刷線路板）行業使用Ni一Sn一P合金鍍層。

　　PCB行業一直都在使用電鍍鎳或化學鍍鎳，特別是隨著PCB的技術發展和市場變化，設備與材料的供應都存在越來越激烈的競爭，我國雖有成為世界第一大PCB生產制造商，但有自主知識產權的技術卻很少。為此提高、改造PCB相關的制造技術也是當務之急。

　　在制造PCB的過程中，化學鍍鎳起到了明顯的作用，使這項技術在國內外迅速鋪開，PCB企業得到了迅速膨脹，企業利潤急劇壓縮，加之各自掌握的化學鍍鎳溶液千差萬別，在給掌控鍍層質量方面帶來困難，特別是化學鍍鎳層要求在2.5~3μm之間，這給該項技術提了一個很高的要求。

　　在印制電路板的制造工藝流程中，產品最終表面可焊性處理，對產品的裝配和使用起著至關重要的作用。鎳/金鍍層的焊接性主要有鎳層來體現，金鍍層主要是保護鎳層的焊接性，化學鍍鎳層是作為金與銅基體之間的阻擋層，以防止生成金與銅的金屬間化合物而導致表面性能發生變化。

　　近期與國內某PCB生產商合作研究用Ni一Sn一P合金鍍層代替電鍍鎳或化學鍍鎳的可能性，廠家抗蝕性測試數據為：鎳磷合金在1：2的硝酸中浸泡10s，全部氧化變色。鎳錫磷合金在1:2的硝酸中浸泡5min，有少數位置變色（1：2的硝酸為1份硝酸與2份水的混合溶液），焊接性良好（見圖1）。Ni一Sn一P合金鍍層對高頻信號理論上沒有影響，但目前還沒有具體數據，這需要探討。

　　圖1  此板在1：2的硝酸中浸泡5min，有少數位置變黑

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