摘要
本发明涉及一种用于镍镀层表面的防腐蚀后 处理液及其处理工艺。本发明包括后处理液和处 理工艺两部分。后处理液分为A液和B液。其中A 液是含有硅烷偶联剂的水/醇类混合溶剂;B液是 主要成分为长链有机脂肪酸的乳化液。处理工艺 包括：室温下，将工件镍镀层浸入A液，其表面形 成与硅烷作用后，再浸入加热到一定温度的B液 一段时间，最后用温水冲洗，吹干。经本发明处理 后，镍镀层表面形成吸附性良好的转化膜，耐蚀性 能明显提升，同时工件的外观和电气性能不受影 响。
1. 一种用于镍镀层表面的防腐蚀后处理液及其处理工艺，包括镍镀层防腐蚀后处理液的制备和处理工艺两部分，其特征在于：
所述的镍镀层防腐蚀后处理液由A液和B液组成，按以下方法配制：
将含氨基的硅烷偶联剂缓慢加入体积比为1/98〜1/8的水/醇类混合溶剂中，待含氨 基的硅烷偶联剂摩尔分数达到0. 1〜0. 5mol/L时，停止加入，室温下水解一段时间，制得A 液;
将定量的长链饱和脂肪酸或长链不饱和脂肪酸加入到溶解有表面活性剂的水中，脂肪 酸浓度控制为1〜lOmmol/L，用酸将溶液pH调节至2〜3，制得B液;
所述的处理工艺：室温下，将工件镍镀层浸入A液10〜60秒后取出，再浸入温度为 50〜70°C的B液15〜30分钟后取出，用温水冲洗，最后吹干工件镍镀层表面即可。
2. 根据权利要求1所述的一种用于镍镀层表面的防腐蚀后处理液及其处理工艺，其特 征在于：所述的含氨基的娃烧偶联剂是Y _氨丙基二甲氧基娃烧、N-0 (氨乙基)-Y_氨丙 基三乙氧基硅烷、多氨基烷基三烷氧基硅烷中的任意一种。
3. 根据权利要求1所述的一种用于镍镀层表面的防腐蚀后处理液及其处理工艺，其特 征在于：所述的醇类是异丙醇、丁醇中的任意一种。
4. 根据权利要求1所述的一种用于镍镀层表面的防腐蚀后处理液及其处理工艺，其特 征在于：所述的长链饱和脂肪酸或长链不饱和脂肪酸是十二酸、硬脂酸、棕榈酸、油酸中的 任意一种。
5. 根据权利要求1所述的一种用于镍镀层表面的防腐蚀后处理液及其处理工艺，其特 征在于：所述的表面活性剂是十二烷基磺酸钠、聚乙二醇辛基醚中的任意一种。
6. 根据权利要求1所述的一种用于镍镀层表面的防腐蚀后处理液及其处理工艺，其特 征在于：所述的调节pH的酸是磷酸、醋酸中的任意一种。
一种用于镍镀层表面的防腐蚀后处理液及其处理工艺
[1]技术领域
本发明涉及一种用于镍镀层表面的防腐蚀后处理液及其处理工艺，属于金属表面处理 与腐蚀防护技术领域。
[2] 背景技术
金属镍或镍镀层凭借其良好的性能，广泛应用于航空、汽车、电子等工业领域。但镍 在潮湿空气和含有硫的工业大气中易发生腐蚀而变色，变色的镍层不仅失去了镍的金属光 泽，还会增加镍表面的接触电阻，降低镍与其它表镀层之间的结合力，造成表镀层剥落，同 时镍的氧化物和硫化物还会降低镍的焊接性能，使虚焊的现象常常发生。
[3] 近年来，镍及其盐类价格不断攀升，许多涉及镀镍的电镀厂因成本压力，已有将原先的厚铜薄镍和多层镍技术改为镀单层薄镍的工艺。但由于镍镀层厚度与孔隙率大小成反 比，故单层薄镍的孔隙率都比较高，其耐蚀性难免不足。在PCB行业中，镍层的厚度一般控 制在几个微米，易发生腐蚀的镍层会引起焊接器材的脱落，以及引线键合的强度和可靠性，并影响电子器件的电参数。因此，需要对薄镍层进行适当的后处理，以提高其耐蚀性。
[4] 目前，提高镍镀层耐蚀性的常用方法有：铬酸盐钝化处理，此法防腐能力强、成本 低，但铬酸盐对环境和人体的危害大，许多国家已对铬酸盐的使用做出严格的限制，因此厂家都尽量不再采用铬酸盐钝化工艺。另外，还可以在镍镀层表面再镀一层锡或金做保护层， 但这样不仅增加了工艺成本，也改变了镍表面的特性。
[5] 为提高薄镀镍层耐蚀性，同时满足节约成本、绿色环保的工业需求，本发明提出一种用于镍镀层防腐蚀后处理液及其处理工艺，使用本工艺能使镍镀层表面形成一层致密的 有机分子膜，有效提高其耐蚀性，同时不影响工件的外观和电气性能。
[6] 胡光辉的发明专利(申请号：20〗110101184. 7)公开了一种化学镀镍层封孔剂及其 封孔处理工艺，该工艺采用含环氧基的硅烷偶联剂和丙烯酸的混合物做封孔剂对镍镀层进行后处理，所得到的有机膜耐蚀性较佳，其利用的是含环氧基的硅烷偶联剂水解后生成的 硅醇基(Si-OH)与丙烯酸的羟基(-0H)反应形成的丙烯酸-硅烷偶联剂络合物做主要成膜 物质，但上述反应占用了活泼的硅醇基，会影响硅烷偶联剂单体间的缩合反应，从而造成有机膜致密性的不足;丙烯酸易燃易爆，具腐蚀性，对人体皮肤、眼睛和呼吸道有强烈刺激作 用，属于危险化学品之列，且用量极大(用量90%以上)，原料和工艺成本都难以控制。
[7] 发明内容
硅烷偶联剂是一类分子中同时含有两种不同化学性质官能团的有机硅化合物，其通式 可用YSiX3表示，Y为非水解基团，Y中所带的官能团能和有机物中官能团反应。X为可水 解基团，水解后生成Si-OH，能和金属形成Si-0-Me (Me表示金属)化学结合键。因此硅烷 偶联剂可在有机物和金属表面间起偶联作用，增强有机脂肪酸和有机脂肪酸_硅烷偶联剂 与镍镀层之间的结合能力。
[8] 本发明的目的在于解决现有技术中薄镍镀层耐蚀性不足的的问题，提出了一种能显著提高镍镀层耐蚀性的后处理液及其处理工艺，本发明先利用硅烷偶联剂对镍镀层进行 预处理，在其表面形成一层结合力良好的硅烷膜，再通过长链有机脂肪酸乳化液的浸溃处理，使吸附在镍镀层表面的硅烷偶联剂与长链有机脂肪酸发生反应，在镍镀层表面形成一 层致密的混合膜，该层膜具有较强的疏水性和抗腐蚀能力，能显著提高镍镀层的耐蚀性，同 时不影响工件的外观和电气性能。
[9]本发明一种用于镍镀层表面的防腐蚀后处理液及其处理工艺，技术方案包括镍镀 层防腐蚀后处理液的制备和处理工艺两部分：
镍镀层防腐蚀后处理液由A液和B液组成，按以下方法配制：
将含氨基的硅烷偶联剂缓慢加入体积比为1/98〜1/8的水/醇类混合溶剂中，待含氨 基的硅烷偶联剂摩尔分数达到0. 1〜0. 5mol/L时，停止加入，室温下水解一段时间，制得A 液。
[10] 将定量的长链饱和脂肪酸或长链不饱和脂肪酸加入到溶解有阴离子或非离子表面活性剂的水中，脂肪酸浓度控制为1〜10mmOl/L，用酸将溶液pH调节至2〜3，制得B 液。
[11] 处理工艺：室温下，将工件镍镀层浸入A液10〜60秒后取出，再浸入温度为 50〜70°C的B液15〜30分钟后取出，用温水冲洗，最后吹干工件镍镀层表面即可。
[12] 含氨基的娃烧偶联剂是Y _氨丙基二甲氧基娃烧、N_ 0 (氨乙基氨丙基二 乙氧基硅烷、多氨基烷基三烷氧基硅烷中的任意一种。
[13] 醇类是异丙醇、丁醇中的任意一种。
[14] 长链饱和脂肪酸或长链不饱和脂肪酸是十二酸、硬脂酸、棕榈酸、油酸中的任意一种。
[15] 表面活性剂是十二烷基磺酸钠、聚乙二醇辛基醚中的任意一种。
[16] 酸是磷酸、醋酸中的任意一种。
[17]本发明技术效果：
本发明与现有技术相比，含氨基的硅烷偶联剂中的N存在未共享电子对，可与质子结 合而呈碱性，故先吸附在镍镀层表面的硅烷偶联剂可通过活泼基团氨基与长链脂肪酸羧 基的反应形成络合物，增加硅烷有机膜的厚度，且长链有机脂肪酸本身就与镍有很强的 配位能力，羧基中的氧原子与镍镀层表面发生界面反应形成脂肪酸配合物，可在有机脂肪 酸_硅烷偶联剂络合物膜的孔隙处再形成吸附膜，增大有机脂肪酸_硅烷偶联剂络合物膜 的致密性，提升其疏水和隔绝腐蚀介质的能力，从而使有机脂肪酸_硅烷偶联剂络合物膜 缓蚀性能更强。另外，防腐蚀后处理液所用原料成本低，无毒环保，处理工艺简便，效率高。
[17] 经过本发明防腐蚀后处理液的处理，镍镀层的耐蚀性显著提升，工件外观没有变化，电气性能稳定。
[18]具体实施方式
[19] 将钢板按5cmX2cm的规格剪切成实验板，经化学除油、除锈、活化后化学镀镍，镀镍层厚度约4 u m,镀镍后采用本发明后处理液进行处理。
[20 实施例1
1、A液配制：将0. 5mol 氨丙基三甲氧基硅烷缓慢加入到1升水/丁醇混合溶剂中，
水/醇体积比为1:17，室温下水解一段时间;
2、B液配制：使用十二烷基磺酸钠将lmmol硬脂酸溶解于1L水中，用磷酸将溶液pH调 节至2 ;
3、室温下，将实验板浸入A液中30s，取出，浸入B液中15分钟，B液温度70°C，取出， 用温水冲洗后，吹干，测试耐蚀性及电气性能。
[21] 实施例2
1、A液配制：将0. 2mol N-P (氨乙基)1 _氨丙基三乙氧基硅烷缓慢加入到1升水/ 异丙醇混合溶剂中，水/醇体积比为2:17，室温下水解一段时间;
2、B液配制：使用聚乙二醇辛基醚将5mmol硬脂酸溶解于1L水中，用磷酸将溶液pH 调节至3 ;
3、室温下，将实验板浸入A液中60s，取出，浸入B液中20分钟，B液温度60°C，取 出，用温水冲洗后，吹干，测试耐蚀性及电气性能。
[22] 实施例3
1、A液配制：将0. lmol多氣基烧基二烧氧基娃烧缓慢加入到1升水/ 丁醇混合溶剂中， 水/醇体积比为1:11，室温下水解一段时间;
2、B液配制：使用十二烷基磺酸钠将lOmmol硬脂酸溶解于1L水中，用醋酸将溶液pH 调节至2. 5 ;
3、室温下，将实验板浸入A液中45s，取出，浸入B液中30分钟，B液温度50°C，取出， 用温水冲洗后，吹干，测试耐蚀性及电气性能。
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