Способ металлизации контактов переключающих устройств

 

Изобретение может быть использовано при изготовлений контактных переключателей и разъемов. Цель изобретения - снижение толщины золотого покрытия и повышение надежности срабатывания переключающих устройств. Суть способа заключается в том, что золотое покрытие осаждают на подслой никель-бор с низким удельным и переходным сопротивлением, осаждаемый из раствора химического никелирования . 2 табл.

СОЮЗ COBETCКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 H 01 Н 1/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

20-40 (21) 4915777/07 (22) 04.03.91 (46) 23.08.93. Бюл.hh 31 (71) Нижегородский политехнический институт (72) Н,И.Тулаев, В,Ф.Макаров, M.À.Êîñòÿновский, А.О.Рождественский, Ю.В.Прусов, В.Н,Флеров и Г.А.Курноскин (73) Нижегородский политехнический институт (56) Лататуев В;И. и др. Металлические покрытия химическим способом. Барнаул, 1967.

Авторское свидетельство СССР

hh 1457811, кл. Н 01 Н 1/02, 1984.

Изобретение относится к области металлизации контактов переключающих устройств.

Целью изобретения является снижение толщины золотого покрытия, экономия золота и повышение надежности работы переключающих устройств.

Поставленная цель достигается тем, что в способе металлизации контактов переключающих устройств, заключающем химическое никелирование контактов из раствора, содержащего соль никеля, восстановитель, буферную добавку, лиганд, c последующим химическим золочением, осаждение золотого покрытия проводят на подслой никель — бор с низким удельным и переходным сопротивлением.

Для химического осаждения подслоя никель-бор с низким удельным и переходным сопротивлением берут раствор, содержащий следующие компонентов, r/ë;,, Ж„, 1836741 А3 (54) СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ КОНТАКТОВ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИХ УСТРОЙСТВ (57) Изобретение может быть использовано при изготовлении контактных переключателей и раэьемов. Цель изобретения — снижение толщины золотого покрытия и повышение надежности срабатывания переключающих устройств. Суть способа заключается в том, что золотое покрытие осаждают на подслой никель-бор с низким удельным и переходным сопротивлением, осаждаемый иэ раствора химического никелирования. 2 табл.

Никель сернокислый 30-70

Аммоний сернокис° вюзи лый

ОО

Диметиламинборан 0,8 — 1,2

Лаурилсульфат нат- (с рия 0,02-0,04 3

Тиомоч евина 0,003-0,007 4 рН 7,0 — 7,3; Т 70+5 С. ° аеас

Известен способ химической металлизации контактов переключающих устройств, в котором осаждение золотого покрытия проводят на подслой никель-бор с содержанием бора 3 — 6 . Для повышения (, . адгезии золотого покрытия с подслоем никель-бора необходимо проводить выдержку контактов в атмосфере азота с водородом при температуре 450-550 С в течение 1 ч.

-толщина золотого покрытия для достижения нужных характеристик контактов пере1836741

20-40 25

6 — 8

60-90

25-35

40-80 50

0,5-1,0 ключающих устройств должна быть не.ниже

2 — 4 мкм, потому что данный подслой никель-бор имеет больше переходное сопротивление (30-40 МОМ). При такой толщине наносимого золота может произойти залипание контактов переключающих. устройств, что снижает надежность, Присутствие тиомочевины в растворе химического никелирования при заявленном соотношении компонентов позволяет получить никелевйй подслой с низким удельным и переходным сопротивлением, большой микротвердостью и высокой адгезией золотого покрытия к нему (см.табл, !), что позволит снизить толщину 15 золотого покрытия, экономить золото и повысить надежность работы контактов лереключающих устройств, Предлагаемый способ осуществляют следующим образом, Готовят раствор химического нихелирования следу ощего состава, гл/л:

Никель сернокислый 30 — 70

Аммоний сернОКИСЛЫй

Диметиламинборан . 0,8-1,2

Лаурилсульфат натрия 0,02 — 0,04

Тиомочевина 0,003-0,007 рн 7,0 — 7,3, Т 70w50С, Медныа детали, поверхность которых предварительно обезжиренная и декапиро-ванная, загружают в раствор предварительно нагретый до 70 С. При необходимости металлизируемые детали активируют алюминиевой палочкой или каким-либо другим способом. Время процесса определяется необходимой толщиной химического никелевого покрытия. По окончании процесса 40 химического никелирования детали промывают, декалируют в растворе соляной кислоты, вновь промывают и переносят в предварительно нагретый до Т 95 С раствор химического золочения следующего соста- 45 ва, г/л:

Дицианоурат калия

Гидраэин сульфат

Лимонная кислота

Сульфат аммония

Хлорид свинца рН 6,2 — 6,3, Т95 С

Время процесса определяется необходимОЙ толщинОЙ золотого покрытия, ПО

Окончании процесса проводиться промывка деталей и сушка сжатым воздухом.

Определение удельного сопротивления

Ni-В покрытий проводилось на медных проводниках, сформированных методом вакуумного напыления на поликоровые основы и изготовленных в г.Киеве.

НПО "Матурн" по ГОСТ 9.302-79. Измерение переходного сопротивления проводили по ГОСТ 9.302-79 при нагрузке 0,5Í.

Анализ на содержание бора в никелевом покрытии проводили по методике, описанной Вальсюнене Я.И., Норкус П.К., Определение бора в Nl и Со покрытиях) Труды АН

Лит ССР, 1972 — Сер.Б.Т. 1/68), — С.93 — 96.

Адгезия золотого покрытия измеряли методом отрыва по методике ОСТ

4 ГО„054.238.

Пример 1. Приготавливают раствор химического никелирования следующего состава, г/л:

Никель сернокислый 30 . Аммоний сернокислый 20

Диметиламинборан 0,8

Лаурилсульфат натрия 0,02

Тиомочевина 0,003 рН 7,0.

Раствор нагревают до Т = 70 С, загружают детали, предварительно обезжиренные влажной венской известью и декапированные в течение 0,5 мин в растворе аммония надсернокислого (50 г/л). Осаждение покрытия осуществляют в течение 60 мин, при плотности загрузки 1 дм/л. Затем образцы выгружают, декапируют в соляной кислоте, промывают и загружают в гидразинно-цитратный раствор химического золочения следующего состава, г/л:

Дицианоаурат калия 7

Гидразин сульфат 75

Лимонная кислота 30

Хлорид аммония 50

Хлорид свинца 0,8 рН 6,2,Т95 С.

Осаждение покрытия проводят в течение 60 мин при плотности загрузки 3 дм /л.

Получаемые покрытия светло-желтого цвета, Детали выгружают, промывают, сушат сжатым воздухом.

Остальные примеры проведены аналогично примеру 1 и данные сведены в табл.1.

При проведенным опытам выбран оптимальный состав раствора химического никелирования (табл.1, п.3).

Были покрыты образцы из оптимального состава раствора химического никелирования с дальнейшим золочением, аналогично примеру ЬЬ 1 и проведена имитация истарания золотого покрытия при многократном "включении-выключении", контактов переключающих устройств путем снижения толщины золотого покрытия.

При этом измеряли переходное сопротивление. Данные сведены в табл.2.

183б741

/ г

Т абл

Адгезия хмн.золотого Пк, мкн и у а

Качество

Опыт

Состав раствора хинического никелировання, гlл

С одермание бора а

Пк 112-D, ю л

Удельное

Сопротмв ление

11i-В, мкбмвсн

Переходное соп

НикроСкорость осанденил хмн.золотого Пк, нкн

Хниическал активность

Пк 11i-П смз/снз ° хмм золотого покрытия твердость

_#_i-D кг/инз ротивленне

НС-D, мОн

Никель сернокисльй

Амионий сернокисльй

Дииетмламинборвн

Тиомочевина

Лаурилсупьоат натрия

0,8 0,20

0,002

0>01

0,0042

5 2

Никель сернокисльй

Анноний сернокислый

Дннетиланинбсран

Лаурилсулырат натрия

Тиомочевин21

0,8 О, 065

0,02

0,003

Светло-яелтое

3,4

О ° 0105

600 1, 5 16-20 13

3 Никель сернокисльй

Анноний сернокиспий

Динетиланиноборан

Тионочевина

Лаурилсульрат натрия

О, О ° 005

0,03

0,О37

Никель сернокисльй

Анмоний сернокисльй

Динетиланинобарат

Тиоиочевина

Лаурилсульрат натрия

1,2 0,14

0,007

0,04

Светло-xemoe с темками полосами

600

О ° 032

20-30

2, О

5 Никель сернокисльй

Аимонии сернокисльй

Д и н в т м па ми н о бор а н

Тиомочевина

Лаурилсульфат натрия

1,5

О, 00,1

0,05

Иэ таблицы 2 видно, что можно снизить . толщину наносимого золотого покрытия с 2 мкм до 0,2 мкм при сохранении постоянного переходного сопротивления. При этом экономия золота составит с 1 м покрываемых 5 ч. деталей около 35 r. Повышение надежности работы переключающих устройств достигается эа счет ликвидации залипания контактов (так как уменьшена толщина золотого покрытия а также при полном исти- 10 рании золотого покрытия в нашем случае переходное сопротивление измениться с

1,2 мОм, до 4 мОм, а в прототипе с 1,3 мОм до 40 мОм.

Таким образом, предложенный способ 15 металлиэации контактов переключающих устройств позволяет снизить толщину золотого покрытия, экономить золото, повысить надежность работы переключающих устройств что не достигается способом-прототипом.

Формула изобретения

Способ металлиэации контактов переключающих устройств, включающий химическое никелирование контактов из раствора, содержащего соль никеля, восстановитель, буферную добавку, лиганд, с по следующим золочением, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения толщины золотого покрытия и повышения надежности срабатывания, осаждение золотого покрытия проводят на подслой никель-6ор с содержанием бора 0,05-0,14, который 06ладает низким удельным и переходным сопротивлением.

Светло-нелтое с черными точкани

700 1,2 0,5/2.5

3,5 600 2,5 20-30 Светло-иелтое

1836741

Таблица 2

Составитель И.Тулеев

Редактор И.Мельникова Техред М.Моргентал

Корректор Н.Король

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 3023 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„4/5