Покрытия чистым палладием широко применяется в различных отраслях промышленности с целью защиты металла от окисления (см. «Покрытие палладием»). Область применения основана на его физико-механических свойствах: палладий – мягкий и ковкий металл серебристого цвета, наиболее дешевый из металлов платиновой группы.
При больших нагрузках на контакты износостойкости палладиевых покрытий недостаточно. Легирование палладия никелем позволяет повысить износостойкость в 10 раз (при содержании Ni в сплаве Pd-Ni 20-25%) (см. «Покрытие молибденовым сплавом»).
Для получения износостойких покрытий сплавом палладий-никель используют электролит на основе аминоуксусной кислоты.
Состав электролита для получения покрытий Pd-Ni 20-25%, г/л:
Палладий хлористый (в пересчете на металл) 14 – 50
Никель хлористый (в пересчете на металл) 60 – 180
Кислота аминоуксусная 75 – 150
Аммиак (25%-ный) до pH = 8,0 – 9,5
Температура 25 – 40ºС; плотность тока 1,5 – 3,0 А/дм2.
Аноды из палладия или платины.
Выводы микросхемы с покрытием сплавом палладий-никель.
В производстве для осаждения сплава палладий-никель чаще применяют хлоридный электролит.
Состав хлоридного электролита, г/л:
Палладий хлористый (в пересчете на металл) 18 – 20
Никель хлористый (в пересчете на металл) 25 – 30
Аммоний хлористый 20 – 30
pH 8,5 – 9,0
Температура 20 – 25ºС; плотность тока 1,5 – 2,0 А/дм2.
Аноды из палладия, требуемое значение pH раствора достигается введением аммиака.
Приготовление хлоридного электролита.
Для приготовления электролита отдельно растворяют хлорид палладия в 20%-ном растворе аммиака при 70 – 80ºС и хлористый никель в растворе аммиака при комнатной температуре. После охлаждения оба раствора смешивают в необходимых пропорциях, добавляют хлористый аммоний и аммиак до требуемого значения pH.
Износостойкость покрытия сплавом палладий-никель с 25%-ным содержанием никеля в 14 раз выше чистого палладиевого покрытия, микротвердость повышается в 1,5 раза, а внутренние напряжения в осадках снижаются в три раза. При этом переходное сопротивление увеличивается незначительно.
По аналогии с электроосаждением сплава палладий-никель может быть осажден сплав палладий-кобальт с содержанием 25% кобальта. Этот сплав применяется для покрытия контактов и придания изделиям специальных магнитных свойств (см. «Осаждение железо-никелевых сплавов»). Осадки получаются мелкокристаллические, полублестящие.
Состав электролита для получения сплава палладий-кобальт, г/л:
Палладий хлористый (в пересчете на металл) 18 – 20
Кобальт хлористый (в пересчете на металл) 5 – 6
Сахарин 0,3 – 0,5
Аммиак до pH 9,5 – 10
Температура 18 – 25ºС; плотность тока 1,5 – 2,5 А/дм2; аноды из палладия.
Износостойкость получаемого сплава в 25 раз больше, чем у чистого палладия.
Для повышения износостойкости золотого покрытия при одновременном сохранении низкого значения переходного сопротивления предлагается применять сплавы Au-Pd с содержанием 25% Pd. Эти сплавы можно поучить в виде плотных полублестящих покрытий из электролита, содержащего золото в виде цианистого комплекса, а палладий в виде этилендиаминового комплекса при общей концентрации металлов в растворе 3 г/л.
Состав цианидно-этиленового электролита для осаждения покрытий палладий-золото, г/л:
Золото (в пересчете на металл) 2,5 – 3,0
Палладий (в пересчете на металл) 0,5 – 1,0
Цианид калия (свободный) до 0,3
Этилендиамин (свободный) 25 – 50
pH = 7,5 – 8,0
Температура 55 – 60ºС; Дк = 0,3 – 0,5 А/дм2; аноды – платиновые.
При толщине 5 мкм такие покрытия практически беспористы, но широкого применения на производстве они не нашли из-за повышенной токсичности и сложности приготовления.
По вопросам разработки и внедрения процессов нанесения покрытия сплавами палладия обращайтесь к нам!
Нижн. Новгород Время