新型水相封孔剂的性能评价

作者:吴小明;刘宏;吴银丰;刘倩源 刊名:材料保护 上传者:黄开炎

【摘要】为提高电子元器件表面金属镀层的耐蚀性能,用缓蚀剂、复合表面活性剂、螯合剂、助洗剂和pH值调节剂复配成了一种新型环保型GF419水相封孔剂。采用扫描电镜观察镀金层封孔后的形貌,通过加速腐蚀试验研究了其耐硝酸、盐酸、混合气体及SO2腐蚀性能。结果表明:GF419用于镀金层封孔,能有效修复结晶缺陷和清除镀金层微孔内的残留物,可显著提高电子元器件金属镀层的抗腐蚀能力,具有极高的推广应用价值。

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新型水相封孔剂的性能评价 吴小明,刘 宏,吴银丰,刘倩源 ( 广州天至环保科技有限公司,广东 广州 510300) [摘 要] 为提高电子元器件表面金属镀层的耐蚀性能,用缓蚀剂、复合表面活性剂、螯合剂、助洗剂和 pH 值调节剂复配成了一种新型环保型 GF419 水相封孔剂。采用扫描电镜观察镀金层封孔后的形貌,通过加速腐蚀试验研究了其耐硝酸、盐酸、混合气体及 SO2 腐蚀性能。结果表明: GF419 用于镀金层封孔,能有效修复结晶缺陷和清除镀金层微孔内的残留物,可显著提高电子元器件金属镀层的抗腐蚀能力,具有极高的推广应用价值。 [关键词] 封孔剂; 镀金层; 镀层修复; 残留物清除; 抗腐蚀 [中图分类号] TG174. 42 [文献标识码] A [文章编号]1001 -1560( 2013) 02 -0020 -03 [收稿日期] 2012 09 12 [通信作者] 刘倩源( 1986 - ) ,硕士,主要研究方向为金属表 面 处 理 技 术,电 话: 15914336586, E-mail: mandy. liu@ tantz. com. cn 0 前 言 导通类电子元器件表面金属镀层的耐蚀性能直接决定了其固有性能和可靠性,而金属镀层不可避免地存在结晶缺陷,如畸形结晶,使金属晶体处于亚稳态,成为金属腐蚀的起点; 镀层微孔较易残留杂质,从而引发严重的电化学腐蚀。加厚金属镀层可以降低镀层表面微孔率,缓解腐蚀,但会使生产难度增加,成本升高,且不能从根本上解决结晶缺陷及其引起的镀 层氧化问题。 目前,市场上主要有 2 类电子元器件金属镀层防护产品: 一类是润滑油脂[1],将油溶性缓蚀剂以及特殊的蜡和脂类溶于烃类或卤代烃类之中,通过物理吸附在镀层表面形成保护膜,该膜保护力度不足; 另一类是水相封孔剂[2],以硫醇类及其衍生物来处理金属镀层,通过配位作用在镀层表面形成单分子有机保护膜,以隔绝腐蚀性介质。这 2 类防护产品只是将镀层表面与外界腐蚀介质隔绝,残留在镀层微孔里各种杂质仍会造成腐蚀。对此,本工作研制了 GF419 新型水相封孔剂,具有修复镀金层结晶缺陷和彻底清除镀层微孔内残留物的双重作用,从根本上解决了现有镀层金属的氧化和腐蚀问题。 1 试 验 1. 1 GF419 的组成及制备 ( 1) 组成及作用 GF419 水相封孔剂由 4% ~ 12%( 质量分数,下同) 缓蚀剂、15% ~ 25%复合表面活性剂、10% ~20%螯合剂、6% ~15%pH 值调节剂、20% ~40%助洗剂和余量纯水组成。其中,缓蚀剂为氮唑类化合物,其一方面通过化学键在镀层表面形成取向规则、排列紧密的保护膜,封闭镀层表面微孔,同时还能钝化结晶缺陷处的亚稳态金属,阻止外界对镀层的腐蚀; 另一方面能深入镀层微孔内部与微孔的表面镀层发生作用,防止微孔内部的镀层腐蚀。复合表面活性剂包括碳氢、氟和生物表面活性剂,赋予体系优异的润湿、渗透、净洗能力,协同螯合剂、助洗剂等组分深入直径小于 100 nm 的微孔,清除微孔中的残留物,切断电化学腐蚀通道。螯合剂为醇胺类有机物,助洗剂为杂环醇,pH 值调节剂为无机碱。 ( 2) 制备 制备在 250 L 不锈钢反应釜中进行,温度为( 50 ± 5) ℃,搅拌速度 2 500 ~ 3 000 r/min。制备步骤: ①将复合表面活性剂溶于纯水中,匀速搅拌 30 min; ②将缓蚀剂、螯合剂溶于助洗剂中,匀速搅拌 30 min; ③将上述 2 种溶液混合后匀速搅拌 10 min,调节 pH 值至 8. 3 ± 0. 3,继续匀速搅拌 60 min,

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