涂覆制品、电沉积浴及相关系统技术方案

本发明专利技术描述涂覆制品、电沉积浴及相关系统。所述制品可包括基材及在其上形成的包含银的涂层。在一些实施方案中，所述涂层包含银基合金，例如银-钨合金。所述涂层可呈现合意的性质及特征，例如耐久性(例如，磨损)、硬度、耐腐蚀性及高导电性，这在例如电应用及/或电子应用中可为有益的。在一些情况下，所述涂层可使用电沉积方法施加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涂覆制品、电沉积浴及相关系统
概括来说，本专利技术涉及涂覆制品、电沉积浴及相关系统。在一些实施方案中，涂层是金属性的并且电沉积而成。
技术介绍
许多类型的涂层可施加于基材上。电沉积是沉积此类涂层的常见技术。电沉积通常涉及向置于电沉积浴中的基材施加电压，以便使浴中的金属离子物质还原而以金属或金属合金涂层的形式沉积于基材上。电压可使用电源在阳极与阴极之间施加。阳极或阴极中的至少一者可作为待涂覆的基材。在一些电沉积方法中，电压可作为复合波形施加，例如在脉冲沉积、交流电沉积或反向脉冲沉积中。贵金属及贵金属合金涂层可使用例如电沉积等方法沉积。在一些应用中，涂层会由于重复摩擦表面而至少部分磨损。所述效应可能是不希望的，尤其当至少部分施加涂层以便改善导电性时，因为这种效应可增加涂层的电阻。
技术实现思路
本专利技术提供涂覆制品、电沉积浴及制品。在一个方面中，提供浴。浴包含银离子物质、钨及/或钼离子物质以及氢氧化钠，其中，浴适合用于电沉积方法。在另一个方面中，提供浴。浴包含银离子物质、钨及/或钼离子物质以及选自2,2-联吡啶及3-甲酰基-1-(3-磺酸根丙基)吡啶鎓的增亮剂。在一个方面中，提供电沉积系统。电沉积系统包括包含银的阳极、阴极、浴及电源，其中，浴包含钨及/或钼离子物质以及至少一种络合剂，其中，浴与阳极及阴极相联，其中，电源连接到阳极及阴极中的至少一者，并且其中，阳极的表面积是阴极的表面积的至少五倍。在一个方面中，提供制品。制品包括基材及在基材上形成的涂层，涂层包含银基合金，银基合金进一步包含钨及/或钼，银基合金具有小于约100nm的粒度，其中，在暴露于至少125℃的温度至少1000小时后，粒度变化不大于30nm。在另一个方面中，提供制品。制品包括基材；在基材上形成的涂层，涂层包含银基合金，银基合金进一步包含钨及/或钼，其中，银基合金中钨及/或钼的浓度至少为1.5原子百分比，并且银基合金具有小于1微米的平均粒度；及在涂层上形成的润滑层。在再一个方面中，提供制品。制品包括基材；在基材上形成的涂层，涂层包含银基合金，银基合金进一步包含钨及/或钼；及在涂层上形成的润滑层，其中，制品的硬度大于约1GPa并且摩擦系数小于约0.3。在又一个方面中，提供制品。制品包括基材及在基材上形成的涂层，涂层包含银基合金，银基合金进一步包含至少1.5原子百分比的钨及/或钼，其中，涂层具有至少10％的孔隙率。当结合附图考虑时，从以下详细说明本专利技术的其它方面、实施方案及特征将变得显而易见。附图是示意性的并且不打算按比例绘制。出于简洁的目的，并非每个组件都在每个图中标注出来，并且在图解说明对于所属领域的技术人员理解本专利技术并非必不可少的情况下，并非本专利技术的每个实施方案的每个组件都示出。以引用方式并入本文中的所有专利申请案及专利的全文都以引用方式并入。倘若出现矛盾，则以本说明书(包括定义)为准。附图简要说明图1显示根据实施方案的电沉积系统。图2显示根据实施方案的制品。图3A-3B显示根据一些实施方案经受耐久性试验的制品的图像：A)没有润滑层，及B)具有润滑层。图4A-4C显示根据一些实施方案电沉积的包含A)2.3wt％钨、B)4.5wt％钨及C)8.7wt％钨的银合金涂层的横截面的扫描电子显微照片。图4D显示根据一些实施方案电沉积的银-钨合金的孔隙率对钨的wt％的图。图5A显示根据一些实施方案电沉积的银-钨合金的粒度对钨的重量百分比的图。图5B显示根据实施方案加热到125℃保持1000小时的电沉积的银-钨合金的接触电阻对施加负载的图。图6显示根据一些实施方案包含不同的阳极对阴极表面积比率的电沉积浴的银浓度对时间的图。图7显示根据一些实施方案电沉积的银-钨合金的钨含量对电流密度的图。图8显示根据一些实施方案电沉积浴的pH对在电沉积浴中观察到沉淀所经历天数的图。具体实施方式本文描述涂覆制品、电沉积浴及相关系统。制品可包括基材及在其上形成的包含银的涂层。在一些实施方案中，涂层包含银基合金，例如银-钨合金。在一些情况下，涂层可包括至少两层。例如，涂层可包括包含银基合金的第一层及包含贵金属的第二层。涂层可呈现合意的性质及特征，例如耐久性(例如，磨损)、硬度、耐腐蚀性及高导电性，这在例如电应用及/或电子应用中可为有益的。在一些情况下，涂层可使用电沉积方法施加。图1显示根据实施方案的电沉积系统10。系统10包括电沉积浴12。如下文进一步描述，浴包括用于形成涂层的金属源及一种或一种以上添加剂。阳极14及阴极16提供于浴中。电源18连接到阳极及阴极。在使用期间，电源生成在阳极与阴极之间产生电压差的波形。电压差使得浴中的金属离子物质还原而以涂层形式沉积于阴极上，在这个实施方案中，阴极还作为衬底。应理解，所例示的系统并不打算为限制性的，而是可包括所属领域的技术人员已知的多种修改。电沉积浴包含金属源及添加剂的流体载剂。在一些实施方案中，流体载剂是水(即，浴是水性溶液)。然而，应理解，也可使用其它流体载剂，例如熔融盐、低温溶剂、醇浴以及其它。在一些实施方案中，流体载剂是水与至少一种有机溶剂的混合物(即，水性浴可含有至少一些有机溶剂)。所属领域的技术人员能够选择适合的流体载剂。浴包括适合的金属源以便沉积具有合意的组成的涂层。应理解，当沉积金属合金时，合金中的所有金属成分均在浴中具有源。金属源通常为溶解于流体载剂中的离子物质。如下文进一步描述，在电沉积方法期间，离子物质以金属或金属合金的形式沉积而形成涂层。通常，可使用任何适合的离子物质。离子物质可由金属盐提供。例如，当沉积包含银的涂层时，可使用硝酸银、硫酸银、氨基磺酸银来提供银离子物质；当沉积包含钨的涂层时，可使用钨酸钠、钨酸铵、钨酸等来提供钨离子物质。在一些情况下，离子物质可包含钼。当沉积包含钼的涂层时，可使用钼酸钠、钼酸铵、钼氧化物等来提供钼离子物质。应理解，这些离子物质作为实例提供并且许多其它源是可行的。可使用任何适合的浓度的金属物质，并且所属领域的技术人员能够通过常规实验选择适合的浓度。在一些实施方案中，浴中的离子物质可具有介于0.1g/L与100g/L之间、介于5g/L与50g/L之间或介于1g/L与20g/L之间的浓度。如本文中所述，电沉积浴可包括一种或一种以上可改良电沉积工艺及/或涂层质量的添加剂。例如，电沉积浴可包含至少一种络合剂(即，络合剂或络合剂的混合物)。络合剂是指可与溶液中含有的离子配位的任何物质。在一些实施方案中，络合剂或络合剂的混合物可容许至少两种元素共沉积。例如，络合剂或络合剂的混合物可容许银及钨共沉积。络合剂可为有机物质，例如柠檬酸盐离子、包含乙内酰脲的化合物、酰亚胺官能基或经取代的吡啶化合物。络合剂可为无机物质，例如铵离子。在一些情况下，络合剂是中性物质。在一些情况下，络合剂是带电荷的物质(例如，带负电荷的离子、带正电荷的离子)。络合剂的实例包括柠檬酸盐、葡糖酸盐、酒石酸盐及其它烷基羟基羧酸；氰化物；乙内酰脲类(例如，5,5-二甲基乙内酰脲)、琥珀酰亚胺类(例如，琥珀酰亚胺)及其它包含酰亚胺官能基的化合物；及经取代的吡啶化合物(例如，烟酰胺)。通常，络合剂或络合剂的混合物可以0.1-200g/L范围内的浓度并且在一些情况下40-80g/L范围内的浓度包括在电沉积浴中。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制品，其包括：基材；及在所述基材上形成的涂层，所述涂层包含银基合金，所述银基合金进一步包含钨及/或钼，所述银基合金具有小于约100nm的粒度，其中，在暴露于至少125℃的温度至少1000小时后，所述粒度变化不大于30nm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.14 US 13/232,291;2011.09.14 US 13/232,2611.一种制品，其包括：基材；及在所述基材上形成的涂层，所述涂层包含银基合金，所述银基合金进一步包含钨及/或钼，所述银基合金具有小于100nm的粒度，其中，在暴露于至少125℃的温度至少1000小时后，所述粒度变化不大于30nm，其特征在于，所述银基合金为固体溶液。2.根据权利要求1所述的制品，其中，所述制品是电气组件。3.根据权利要求2所述的制品，其中，所述基材是导电基材。4.根据权利要求1所述的制品，其中，所述银基合金含有0.1原子百分比到50原子百分比的钨及/或钼。5.根据权利要求1所述的制品，其中，所述涂层具有大于5微英寸的厚度。6.根据权利要求1所述的制品，其中，所述粒度变化不大于20nm。7.根据权利要求1所述的制品，其中，所述涂层使用电沉积方法形成。8.根据权利要求1所述的制品，其中，所述涂层在浴中形成。9.根据权利要求1所述的制品，其中，所述基材包含铜。10.根据权利要求1所述的制品，其中，所述涂层进一步包括包含镍的层。11.根据权利要求1所述的制品，其中，所述涂层进一步包括包含Ru、Os、Rh、Re、Ir、Pd、Pt、Ag、Au或它们的组合的层。12.一种制品，其包括：基材；在所述基材上形成的涂层，所述涂层包含银基合金，所述银基合金进一步包含钨及/或钼，其中，所述银基合金中钨及/或钼的浓度为至少1.5原子百分比，并且所述银基合金具有小于1微米的平均粒度；及在所述涂层上形成的润滑层，其特征在于，所述银基合金为固体溶液。13.根据权利要求12所述的制品，其中，所述制品是电气组件。14.根据权利要求13所述的制品，其中，所述基材是导电基材。15.根据权利要求12所述的制品，其中，所述银基合金含有1.5原子百分比到50原子百分比的钨及/或钼。16.根据权利要求12所述的制品，其中，所述涂层具有大于5微英寸的厚度。17.根据权利要求12所述的制品，其中，所述润滑层是含卤素的润滑剂、含聚苯的润滑剂或含聚醚的润滑剂。18.根据权利要求12所述的制品，其中，所述涂层使用电沉积方法形成。19.根据权利要求12所述的制品，其中，所述涂层在浴中形成。20.根据权利要求12所述的制品，其中，所述基材包含铜。21.根据权利要求12所述的制品，其中，所述涂层进一步包括包含镍的层。22.根据权利要求12所述的制品，其中，所述涂层进一步包括包含Ru、Os、Rh、Re、Ir、Pd、Pt、Ag、Au或它们的组合的层。23.根据权利要求12所述的制品，其中，所述制品的摩擦系数是不包括所述润滑层的制品的摩擦系数的至多二分之一。24.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：娜兹拉·戴德范德，约翰·杜索，乔纳森·C·特伦克尔，艾伦·C·伦德，约翰·克海伦，克里斯托弗·A·舒，
申请(专利权)人：克斯塔里克公司，
类型：发明
国别省市：美国;US