CN103668198A - 一种铝合金板用三元浸锌镍铁工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝合金板用三元浸锌镍铁工艺，特征是：包括以下工艺步骤：(1)配制碱液、酸液、三元浸锌镍铁合金液、退锌溶液、镀镍液和镀锡液，(2)除油；(3)一次水洗；(4)碱液刻蚀；(5)二次水洗；(6)酸洗；(7)三次水洗；(8)第一次浸三元锌镍铁合金；(9)硝酸退锌；(10)第二次浸三元锌镍铁合金；(11)电镀镍：电镀镍的电流密度15～25A/cm2，镀镍液的温度50～90℃、pH值4～6，时间2～5秒；(12)电镀锡：电镀锡的电流密度5～20A/cm2，镀锡液的温度40～70℃、pH值3～5，时间3～8秒。本发明保证电镀层与铝合金板的结合力良好，从而不起泡、无脱落、不起皮、成本低、污染少。
Description
技术领域
本发明涉及一种电镀工艺，具体地说是一种铝合金板用三元浸锌镍铁工艺。
背景技术
随着电子产品的快速发展，芯片集成度越来越高以及LED灯的大面积化，其带来的散热问题日趋严重。由于铝的可焊性能差，目前常采用方法是先将铝片冲压成型后进行化学镀或电镀来增强其可焊性。这种方法存在镀层结合力差、费时费工、成本高的问题。
作为可焊性铝合金板也有直接采用铝上镀层工艺，铝上镀层工艺的关键在于提高结合力，清除铝表面上的氧化膜，并防止它重新生成。通常要在铝基上镀覆一层与之结合牢固的底层或中间层。
铝和底层金属的结合要满足以下条件：
1.完全无氧化膜和油污的表面；
2.与铝直接接触的底层金属要与铝的晶格常数比较接近，而且原子半径较小；
3.如果形成合金则要有较高的固溶度，以利于镀层在原沉积层上的延伸。
目前，作为可焊性铝合金板采用铝上镀层工艺的是铝上镀镍工艺，该工艺采用镍作为可焊性镀层，存在镀层结合力差、成本高、对环境污染严重的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种能够保证电镀层与铝合金板能够形成细晶致密浸镀层，结合力良好，成本低、污染少的铝合金板用三元浸锌锡镍工艺。
按照本发明提供的技术方案，一种铝合金板用三元浸锌镍铁工艺，特征是：包括以下工艺步骤：
(1)配制碱液、酸液、三元浸锌镍铁合金液、退锌溶液、镀镍液和镀锡液，待用；
所述碱液的配制：氢氧化钠25～80g/L、碳酸钠25～70g/L、磷酸钠25～80g/L、氟化钠2～25g/L、十二烷基硫酸钠0.2～2g/L、其余为水；将上述氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、氟化钠、十二烷基硫酸钠在常温下与水混合配制成碱液；
所述酸液的配制：硝酸45～80g/L、硫酸15～35g/L、其余为水；将上述硝酸、硫酸在常温下与水混合配制成酸液；
所述三元浸锌镍铁合金液的配制：氢氧化钠200～600g/L、氧化锌25～200g/L、氯化镍6～30g/L、氯化亚铁含量为6～20g/L、酒石酸钾钠100～200g/L、葡萄酸钠含量为80～150g/L、硝酸钠5～20g/L、其余为水；将上述氢氧化钠、氧化锌、氯化镍、氯化亚铁、酒石酸钾钠、葡萄酸钠、硝酸钠在常温下与水混合配制成三元浸锌镍铁合金液；
所述退锌溶液的配制：硝酸45～100g/L、硫酸10～90g/L、其余为水；将上述硝酸、硫酸在常温下与水混合配制成退锌溶液；
所述镀镍液的配制；硫酸镍300～500g/L、硼酸50～80g/L、氯化镍60～100g/L、十二烷基磺酸钠0.1～3g/L、其余为水；将上述硫酸镍、硼酸、氯化镍、十二烷基磺酸钠在常温下与水混合配制成镀镍液。
所述镀锡液的配制：氯化亚锡50～200g/L、苯酚磺酸15～80g/L、乙氧基化-甲萘酚磺酸6～30g/L、其余为水；将上述氯化亚锡、苯酚磺酸、乙氧基化-甲萘酚磺酸在常温下与水混合配制成镀锡液。
(2)除油：将铝合金板在浓度为20～80g/L铝用碱性脱脂剂溶液中处理，铝用碱性脱脂剂溶液的温度为60～90℃，时间20～55秒；
(3)一次水洗：将除油后的铝合金板在常温下用去离子水清洗；
(4)碱液刻蚀：将一次水洗后的铝合金板在碱液中处理，碱液温度为70～90℃，时间20～50秒；
(5)二次水洗：将经碱液刻蚀后的铝合金板在常温下用去离子水清洗；
(6)酸洗：将二次水洗后的铝合金板在酸液中清洗，酸液温度为40～70℃，时间10～30秒；
(7)三次水洗：将经酸洗的铝合金板在常温下用去离子水清洗；
(8)第一次浸三元锌镍铁合金：将经三次水洗后的铝合金板在三元锌镍铁合金液中处理，三元锌镍铁合金液的温度为35～70℃，时间20～60秒；
(9)硝酸退锌：将经第一次浸三元锌镍铁合金处理后的铝合金板在退锌溶液中处理，退锌溶液的温度为50～75℃，时间5～30秒；
(10)第二次浸三元锌镍铁合金：将经硝酸退锌后的铝合金板在三元锌镍铁合金液中处理，三元锌镍铁合金液的温度为55～90℃，时间30～55秒；
(11)电镀镍：对经第二次浸三元锌镍铁合金处理后的铝合金板进行电镀镍，电镀镍的电流密度为15～25A/cm2，镀镍液的温度为50～90℃，镀镍液的PH值为4～6，时间2～5秒；
(12)电镀锡：对经镀镍处理后的铝合金板进行电镀锡，电镀锡的电流密度为5～20A/cm2，镀锡液的温度为40～70℃，镀锡液的PH值为3～5，时间3～8秒。
所述铝合金板的车速为2～40m/min。
本发明的除油、碱液刻蚀、硝酸清洗、第一次浸三元锌镍铁合金、退锌合金、第二次浸三元锌镍铁合金、电镀镍、电镀锡工艺段的采用保证了电镀层与铝合金板能够形成细晶致密浸镀层，结合力良好，从而不起泡、无脱落、不起皮、成本低、污染少。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明所使用的铝用碱性脱脂剂采用碱性低温铝合金除油脱脂剂。
本发明中的碱液刻蚀步骤能够形成微观不平的粗糙面，以确保镀层与基体的结合力，在经过硝酸清洗后可以获得坛口状孔洞，正是这些坛口状孔洞对浸锌起着锚接作用，为获得结合力良好的后续镀层打下了坚固的基础。经过第二次浸三元锌镍铁合金后获得致密的锌镍铁合金层，可以保证其后续的电镀层结合力。
实施例一：一种铝合金板用三元浸锌镍铁工艺，包括以下工艺步骤：
(1)配制碱液、酸液、三元浸锌镍铁合金液、退锌溶液、镀镍液和镀锡液，待用；
所述碱液的配制：氢氧化钠25g/L、碳酸钠2g//L、磷酸钠25g/L、氟化钠2g/L、十二烷基硫酸钠0.2g/L、其余为水；将氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、氟化钠、十二烷基硫酸钠在常温下与水混合配制成碱液；
所述酸液的配制：硝酸45g/L、硫酸15g/L、其余为水；将硝酸、硫酸在常温下与水混合配制成酸液；
所述三元浸锌镍铁合金液的配制：氢氧化钠200g/L、氧化锌25g/L、氯化镍6g/L、氯化亚铁含量为6g/L、酒石酸钾钠100g/L、葡萄酸钠含量为80g/L、硝酸钠5g/L、其余为水；将氢氧化钠、氧化锌、氯化镍、氯化亚铁、酒石酸钾钠、葡萄酸钠、硝酸钠在常温下与水混合配制成三元浸锌镍铁合金液；
所述退锌溶液的配制：硝酸45g/L、硫酸10g/L、其余为水；将硝酸、硫酸在常温下与水混合配制成退锌溶液；
所述镀镍液的配制：硫酸镍300g/L、硼酸50g/L、氯化镍60g/L、十二烷基磺酸钠0.1g/L、其余为水；将硫酸镍、硼酸、氯化镍、十二烷基磺酸钠在常温下与水混合配制成镀镍液。
所述镀锡液的配制：氯化亚锡50g/L、苯酚磺酸15g/L、乙氧基化-甲萘酚磺酸6g/L、其余为水；将氯化亚锡、苯酚磺酸、乙氧基化-甲萘酚磺酸在常温下与水混合配制成镀锡液。
(2)除油：将铝合金板在浓度为20g/L铝用碱性脱脂剂溶液中处理，铝用碱性脱脂剂溶液的温度为60℃，时间20秒；
(3)一次水洗：将除油后的铝合金板在常温下用去离子水清洗；
(4)碱液刻蚀：将一次水洗后的铝合金板在碱液中处理，碱液温度为70℃，时间20秒；
(5)二次水洗：将经碱液刻蚀后的铝合金板在常温下用去离子水清洗；
(6)酸洗：将二次水洗后的铝合金板在酸液中清洗，酸液温度为40℃，时间10秒；
(7)三次水洗：将经酸洗的铝合金板在常温下用去离子水清洗；
(8)第一次浸三元锌镍铁合金：将经三次水洗后的铝合金板在三元锌镍铁合金液中处理，三元锌镍铁合金液的温度为35℃，时间20秒；
(9)硝酸退锌：将经第一次浸三元锌镍铁合金处理后的铝合金板在退锌溶液中处理，退锌溶液的温度为50℃，时间5秒；
(10)第二次浸三元锌镍铁合金：将经硝酸退锌后的铝合金板在三元锌镍铁合金液中处理，三元锌镍铁合金液的温度为55℃，时间30秒；
(11)电镀镍：对经第二次浸三元锌镍铁合金处理后的铝合金板进行电镀镍，电镀镍的电流密度为15A/cm2，镀镍液的温度为50℃，镀镍液的PH值为4，时间2秒；
(12)电镀锡：对经镀镍处理后的铝合金板进行电镀锡，电镀锡的电流密度为5A/cm2，镀锡液的温度为40℃，镀锡液的PH值为3，时间3秒。
所述铝合金板的车速为2m/min。
本发明得到的可焊性铝合金板镀层外观良好，结合力良好，采用国标GB/T9286-1998方法检测结合力为0级，采用SAT-5100可焊性测试仪测试其润湿时间为0.9秒，焊接性能优异。
实施例二：一种铝合金板用三元浸锌镍铁工艺，包括以下工艺步骤：
(1)配制碱液、酸液、三元浸锌镍铁合金液、退锌溶液、镀镍液和镀锡液，待用；
所述碱液的配制：氢氧化钠80g/L、碳酸钠70g/L、磷酸钠80g/L、氟化钠25g/L、十二烷基硫酸钠2g/L、其余为水；将氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、氟化钠、十二烷基硫酸钠在常温下与水混合配制成碱液；
所述酸液的配制：硝酸80g/L、硫酸35g/L、其余为水；将硝酸、硫酸在常温下与水混合配制成酸液；
所述三元浸锌镍铁合金液的配制：氢氧化钠600g/L、氧化锌200g/L、氯化镍30g/L、氯化亚铁含量为20g/L、酒石酸钾钠200g/L、葡萄酸钠含量为150g/L、硝酸钠20g/L、其余为水；将氢氧化钠、氧化锌、氯化镍、氯化亚铁、酒石酸钾钠、葡萄酸钠、硝酸钠在常温下与水混合配制成三元浸锌镍铁合金液；
所述退锌溶液的配制：硝酸100g/L、硫酸90g/L、其余为水；将硝酸、硫酸在常温下与水混合配制成退锌溶液；
所述镀镍液的配制：硫酸镍500g/L、硼酸80g/L、氯化镍100g/L、十二烷基磺酸钠3g/L、其余为水；将硫酸镍、硼酸、氯化镍、十二烷基磺酸钠在常温下与水混合配制成镀镍液。
所述镀锡液的配制：氯化亚锡200g/L、苯酚磺酸80g/L、乙氧基化-甲萘酚磺酸30g/L、其余为水；将氯化亚锡、苯酚磺酸、乙氧基化-甲萘酚磺酸在常温下与水混合配制成镀锡液。
(2)除油：将铝合金板在浓度为80g/L铝用碱性脱脂剂溶液中处理，铝用碱性脱脂剂溶液的温度为90℃，时间55秒；
(3)一次水洗：将除油后的铝合金板在常温下用去离子水清洗；
(4)碱液刻蚀：将一次水洗后的铝合金板在碱液中处理，碱液温度为90℃，时间50秒；
(5)二次水洗：将经碱液刻蚀后的铝合金板在常温下用去离子水清洗；
(6)酸洗；将二次水洗后的铝合金板在酸液中清洗，酸液温度为70℃，时间30秒；
(7)三次水洗：将经酸洗的铝合金板在常温下用去离子水清洗；
(8)第一次浸三元锌镍铁合金：将经三次水洗后的铝合金板在三元锌镍铁合金液中处理，三元锌镍铁合金液的温度为70℃，时间60秒；
(9)硝酸退锌：将经第一次浸三元锌镍铁合金处理后的铝合金板在退锌溶液中处理，退锌溶液的温度为75℃，时间30秒；
(10)第二次浸三元锌镍铁合金：将经硝酸退锌后的铝合金板在三元锌镍铁合金液中处理，三元锌镍铁合金液的温度为90℃，时间55秒；
(11)电镀镍：对经第二次浸三元锌镍铁合金处理后的铝合金板进行电镀镍，电镀镍的电流密度为25A/cm2，镀镍液的温度为90℃，镀镍液的PH值为6，时间5秒；
(12)电镀锡：对经镀镍处理后的铝合金板进行电镀锡，电镀锡的电流密度为20A/cm2，镀锡液的温度为70℃，镀锡液的PH值为5，时间8秒。
所述铝合金板的车速为40m/min。
本发明得到的可焊性铝合金板镀层外观良好，结合力良好，采用国标GB/T9286-1998方法检测结合力为0级，采用SAT-5100可焊性测试仪测试其润湿时间为1.1秒，焊接性能优异。
实施例三：一种铝合金板用三元浸锌镍铁工艺，包括以下工艺步骤：
(1)配制碱液、酸液、三元浸锌镍铁合金液、退锌溶液、镀镍液和镀锡液，待用；
所述碱液的配制：氢氧化钠50g/L、碳酸钠45g/L、磷酸钠55g/L、氟化钠12g/L、十二烷基硫酸钠1g/L、其余为水；将氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、氟化钠、十二烷基硫酸钠在常温下与水混合配制成碱液；
所述酸液的配制：硝酸60g/L、硫酸25g/L、其余为水；将硝酸、硫酸在常温下与水混合配制成酸液；
所述三元浸锌镍铁合金液的配制：氢氧化钠400g/L、氧化锌120g/L、氯化镍18g/L、氯化亚铁含量为13g/L、酒石酸钾钠150g/L、葡萄酸钠含量为125g/L、硝酸钠13g/L、其余为水；将氢氧化钠、氧化锌、氯化镍、氯化亚铁、酒石酸钾钠、葡萄酸钠、硝酸钠在常温下与水混合配制成三元浸锌镍铁合金液；
所述退锌溶液的配制：硝酸75g/L、硫酸50g/L、其余为水；将硝酸、硫酸在常温下与水混合配制成退锌溶液；
所述镀镍液的配制：硫酸镍400g/L、硼酸60g/L、氯化镍80g/L、十二烷基磺酸钠2g/L、其余为水；将硫酸镍、硼酸、氯化镍、十二烷基磺酸钠在常温下与水混合配制成镀镍液。
所述镀锡液的配制：氯化亚锡125g/L、苯酚磺酸40g/L、乙氧基化-甲萘酚磺酸18g/L、其余为水；将氯化亚锡、苯酚磺酸、乙氧基化-甲萘酚磺酸在常温下与水混合配制成镀锡液。
(2)除油：将铝合金板在浓度为50g/L铝用碱性脱脂剂溶液中处理，铝用碱性脱脂剂溶液的温度为80℃，时间40秒；
(3)一次水洗：将除油后的铝合金板在常温下用去离子水清洗；
(4)碱液刻蚀：将一次水洗后的铝合金板在碱液中处理，碱液温度为80℃，时间30秒；
(5)二次水洗：将经碱液刻蚀后的铝合金板在常温下用去离子水清洗；
(6)酸洗：将二次水洗后的铝合金板在酸液中清洗，酸液温度为60℃，时间20秒；
(7)三次水洗：将经酸洗的铝合金板在常温下用去离子水清洗；
(8)第一次浸三元锌镍铁合金：将经三次水洗后的铝合金板在三元锌镍铁合金液中处理，三元锌镍铁合金液的温度为50℃，时间40秒；
(9)硝酸退锌：将经第一次浸三元锌镍铁合金处理后的铝合金板在退锌溶液中处理，退锌溶液的温度为65℃，时间20秒；
(10)第二次浸三元锌镍铁合金：将经硝酸退锌后的铝合金板在三元锌镍铁合金液中处理，三元锌镍铁合金液的温度为70℃，时间45秒；
(11)电镀镍：对经第二次浸三元锌镍铁合金处理后的铝合金板进行电镀镍，电镀镍的电流密度为20A/cm2，镀镍液的温度为70℃，镀镍液的PH值为5，时间3秒；
(12)电镀锡：对经镀镍处理后的铝合金板进行电镀锡，电镀锡的电流密度为12A/cm2，镀锡液的温度为55℃，镀锡液的PH值为4，时间5秒。
所述铝合金板的车速为21m/min。
本发明得到的可焊性铝合金板镀层外观良好，结合力良好，采用国标GB/T9286-1998方法检测结合力为0级，采用SAT-5100可焊性测试仪测试其润湿时间为1.2秒，焊接性能优异。
Claims (2)
1.一种铝合金板用三元浸锌镍铁工艺，特征是：包括以下工艺步骤：
(1)配制碱液、酸液、三元浸锌镍铁合金液、退锌溶液、镀镍液和镀锡液，待用；
所述碱液的配制：氢氧化钠25～80g/L、碳酸钠25～70g/L、磷酸钠25～80g/L、氟化钠2～25g/L、十二烷基硫酸钠0.2～2g/L、其余为水；将上述氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、氟化钠、十二烷基硫酸钠在常温下与水混合配制成碱液；
所述酸液的配制：硝酸45～80g/L、硫酸15～35g/L、其余为水；将上述硝酸、硫酸在常温下与水混合配制成酸液；
所述三元浸锌镍铁合金液的配制：氢氧化钠200～600g/L、氧化锌25～200g/L、氯化镍6～30g/L、氯化亚铁含量为6～20g/L、酒石酸钾钠100～200g/L、葡萄酸钠含量为80～150g/L、硝酸钠5～20g/L、其余为水；将上述氢氧化钠、氧化锌、氯化镍、氯化亚铁、酒石酸钾钠、葡萄酸钠、硝酸钠在常温下与水混合配制成三元浸锌镍铁合金液；
所述退锌溶液的配制：硝酸45～100g/L、硫酸10～90g/L、其余为水；将上述硝酸、硫酸在常温下与水混合配制成退锌溶液；
所述镀镍液的配制：硫酸镍300～500g/L、硼酸50～80g/L、氯化镍60～100g/L、十二烷基磺酸钠0.1～3g/L、其余为水；将上述硫酸镍、硼酸、氯化镍、十二烷基磺酸钠在常温下与水混合配制成镀镍液。
所述镀锡液的配制：氯化亚锡50～200g/L、苯酚磺酸15～80g/L、乙氧基化-甲萘酚磺酸6～30g/L、其余为水；将上述氯化亚锡、苯酚磺酸、乙氧基化-甲萘酚磺酸在常温下与水混合配制成镀锡液。
(2)除油：将铝合金板在浓度为20～80g/L铝用碱性脱脂剂溶液中处理，铝用碱性脱脂剂溶液的温度为60～90℃，时间20～55秒；
(3)一次水洗：将除油后的铝合金板在常温下用去离子水清洗；
(4)碱液刻蚀：将一次水洗后的铝合金板在碱液中处理，碱液温度为70～90℃，时间20～50秒；
(5)二次水洗：将经碱液刻蚀后的铝合金板在常温下用去离子水清洗；
(6)酸洗：将二次水洗后的铝合金板在酸液中清洗，酸液温度为40～70℃，时间10～30秒；
(7)三次水洗：将经酸洗的铝合金板在常温下用去离子水清洗；
(8)第一次浸三元锌镍铁合金：将经三次水洗后的铝合金板在三元锌镍铁合金液中处理，三元锌镍铁合金液的温度为35～70℃，时间20～60秒；
(9)硝酸退锌：将经第一次浸三元锌镍铁合金处理后的铝合金板在退锌溶液中处理，退锌溶液的温度为50～75℃，时间5～30秒；
(10)第二次浸三元锌镍铁合金：将经硝酸退锌后的铝合金板在三元锌镍铁合金液中处理，三元锌镍铁合金液的温度为55～90℃，时间30～55秒；
(11)电镀镍：对经第二次浸三元锌镍铁合金处理后的铝合金板进行电镀镍，电镀镍的电流密度为15～25A/cm2，镀镍液的温度为50～90℃，镀镍液的PH值为4～6，时间2～5秒；
(12)电镀锡：对经镀镍处理后的铝合金板进行电镀锡，电镀锡的电流密度为5～20A/cm2，镀锡液的温度为40～70℃，镀锡液的PH值为3～5，时间3～8秒。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金板用三元浸锌镍铁工艺，其特征是：所述铝合金板的车速为2～40m/min。
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