COMPOSICIONES DE POST-TRATAMIENTO PARA AUMENTAR LA RESISTENCIA A LA CORROSIÓN DE SUPERFICIES DE METAL O DE ALEACIONES DE METAL.

Una composición acuosa de pos-tratamiento para tratar una superficie de metal o aleación de metal que comprende al menos un compuesto de betaína de polisiloxano representado por la fórmula I:

Fórmula I en la que n para los compuestos de fórmula I varía de 0 a 200 y m varía de 1 a 50, y al menos un compuesto de fósforo o su sal representado por medio de las fórmulas II a VII: en la que R1, R2 y R3 pueden ser iguales o diferentes y se seleccionan de forma independiente entre el grupo que consiste en H o los contraiones NH4 + , Li + , Na + , K + , alquilo C1-C20, sustituido o no sustituido, lineal o ramificado, alcarilo C1-C6, lineal o ramificado, sustituido o no sustituido y arilo, sustituido o no sustituido y en el que n es un número entero que varía de 1 a 15

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08167116.

Solicitante: ATOTECH DEUTSCHLAND GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ERASMUSSTRASSE 20 10553 BERLIN ALEMANIA.

Inventor/es: KURTZ, OLAF, RUTHER, ROBERT, DR., Barthelmes,Jürgen, Danker,Michael, Lagorce-Broc,Florence.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 21 de Octubre de 2008.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C23C18/12 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C23 REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO QUIMICO DE LA SUPERFICIE; TRATAMIENTO DE DIFUSION DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL; MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS, LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL.C23C REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO DE MATERIALES METALICOS POR DIFUSION EN LA SUPERFICIE, POR CONVERSION QUIMICA O SUSTITUCION; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL (aplicación de líquidos o de otros materiales fluidos sobre las superficies, en general B05; fabricación de productos revestidos de metal por extrusión B21C 23/22; revestimiento metálico por unión de objetos con capas preexistentes, ver las clases apropiadas, p. ej. B21D 39/00, B23K; mecanizado del metal por acción de una fuerte concentración de corriente eléctrica sobre un objeto por medio de un electrodo B23H; metalización del vidrio C03C; metalización de piedras artificiales, cerámicas o piedras naturales C04B 41/00; pinturas, barnices, lacas C09D; esmaltado o vidriado de metales C23D; medios para impedir la corrosión de materiales metálicos, las incrustaciones, en general C23F; tratamiento de superficies metálicas o revestimiento de metales mediante electrolisis o electroforesis C25D, C25F; crecimiento de monocristales C30B; mediante metalización de textiles D06M 11/83; decoración de textiles por metalización localizada D06Q 1/04; detalles de aparatos de sonda de barrido, en general G01Q; fabricación de dispositivos semiconductores H01L; fabricación de circuitos impresos H05K). › C23C 18/00 Revestimiento químico por descomposición ya sea de compuestos líquidos, o bien de soluciones de los compuestos que constituyen el revestimiento, no quedando productos de reacción del material de la superficie en el revestimiento (reacción química de la superficie C23C 8/00, C23C 22/00 ); Deposición por contacto. › caracterizada por la deposición sobre materiales inorgánicos, distintos a los materiales metálicos.
  • H05K3/28C

Clasificación PCT:

  • C23C18/12 C23C 18/00 […] › caracterizada por la deposición sobre materiales inorgánicos, distintos a los materiales metálicos.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2364709_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Campo de la invención

La presente invención se refiere a composiciones acuosas de post-tratamiento y a un procedimiento de inmersión que usa dichas composiciones acuosas de post-tratamiento para la protección frente a la corrosión de superficies de metal y de aleaciones de metal. Las composiciones de post-tratamiento comprenden al menos un compuesto de betaína de polisiloxano y al menos un compuesto que contiene fósforo.

Antecedentes de la invención

El revestimiento con oro se usa con frecuencia en la industria de la electrónica para proporcionar una capa eléctricamente conductora resistente a la corrosión sobre capas con base de cobre, típicamente en conectores eléctricos y en tarjetas impresas de circuitos. Sin usar un metal de barrera, los átomos de cobre tienden a difundir a través de la capa dorada provocando de este modo la pérdida de brillo de su superficie y la formación de una capa de óxido y/o de sulfuro. Preferentemente, se deposita una capa intermedia de uno o más metales de barrera apropiados o aleaciones de metal tal como níquel, aleación de níquel fosforoso, aleación de níquel boro, aleación de níquel paladio o paladio, sobre el substrato de cobre antes del dorado para evitar dicha difusión no deseada. La capa intermedia de, por ejemplo, níquel y aleación de níquel fosforoso proporciona un refuerzo mecánico adicional para la capa de oro y mejora su resistencia al desgaste. También reduce la corrosión provocada por los poros presentes en la capa de oro.

Dicha capas de metal o de aleación de metal se depositan normalmente mediante electro-deposición o quimioplastia.

Cualquier defecto de la capa de oro o de níquel intermedia, aleación de níquel fosforoso, aleación de níquel boro, aleación de níquel paladio o capa de paladio dará lugar a la exposición de dicha capa intermedia o incluso del material de base, que normalmente comprende cobre o aleaciones de cobre. Estos defectos de revestimiento incluyen poros, arañazos y revestimiento superficial incompleto.

La corrosión en el interior y alrededor de la interfase de contacto entre el conector y la parte conectada reduce la zona de contacto y provoca un aumento de la resistencia al contacto.

Debido a la demanda para disminuir el espesor de revestimiento, especialmente para el caso de todos los metales preciosos o capas de aleación de metal, aumenta el potencial de todos defectos.

Por tanto, se requiere una composición de post-tratamiento, que proporcione protección frente a la corrosión para dichos tipos de substratos sin alterar, es decir, aumentar la resistencia de contacto de dichos substratos de manera que se obtenga un contacto eléctrico insuficiente. Además, la composición de post-tratamiento debería proporcionar suficiente resistencia a la corrosión también a los substratos que exhiban zonas superficiales de diferentes metales o aleaciones de metales, por ejemplo, un substratos que posee superficies tanto de oro como de estaño. Otra cuestión importante es conservar la capacidad de soldadura de las superficies de metal tras el contacto con la composición de post-tratamiento.

Se han descrito en la bibliografía varios procedimientos para aumentar la protección frente a la corrosión de superficies de metal.

El tratamiento de pasivación post-revestimiento para inhibir la corrosión de objetos revestidos con metales preciosos es proporcionado por medio del uso de películas finas de dicromato que revisten la superficie externa del metal precioso y rellenan los poros de la superficie externa del metal precioso usando procedimientos bien de inmersión o electrolíticos que emplean técnicas de revestimiento de pasivación (patente de EE.UU. 5.182.172). La pasivación con dicromato es un procedimiento electrolítico y no un procedimiento de baño químico y consta de cromo VI libre que presenta un gran impacto sobre el tratamiento de aguas residuales y sobre aspectos de protección ambiental.

La patente de EE.UU. 4.090.934 divulga otro procedimiento de revestimiento con oro que comprende una pasivación electro-química. Se divulga un procedimiento para producir capas protectoras sobre metales de base como cobre en el que la capa protectora está formada en su mayoría por oro y la superficie se trata con un procedimiento electrolítico anódico. Resultar particularmente útil para metales de base o de superficie tal como níquel. El procedimiento de pasivación anódica se lleva a cabo en cualquier solución acuosa alcalina entre 50 ºC y 75 ºC. Este procedimiento somete el metal noble a pasivación pero no rellena de forma eficaz los poros de la capa y por tanto no es capaz de evitar de forma eficaz la corrosión de la capa intermedia o de la capa del material de base. Además, este tipo de pasivación ataca a las superficies de estaño de las partes conectoras.

El documento de EE.UU: 5.292.549 divulga películas de siloxano que proporcionan protección temporal frente a la corrosión causada sobre chapas de acero revestidas con cinc o aleación de cinc. En este caso, se deposita una mezcla que comprende un silano y un agente de reticulación sobre el substrato, seguido de un procedimiento de curado a una temperatura por debajo de 200 ºC con el fin de obtener una película de siloxano.

La patente de EE.UU. 4.341.842 divulga una composición de caucho de silicona vulcanizable a temperatura ambiente que comprende un polímero de polisiloxano con terminación de silanol, un silicato de alquilo y una sal de metal de ácido carboxílico. Tales composiciones protegen las partes (metálicas) de automóviles frente a la corrosión.

La solicitud de patente expuesta al público WO 96/12050 A1 divulga un procedimiento para proporcionar una capa de óxido de silicio ultra-fina sobre un substrato de metal mediante deposición de una solución de poliorganosiloxano sobre un substrato de metal seguido de un tratamiento con ozono-UV. Dicho procedimiento requiere un equipamiento costoso para el tratamiento con ozono-UV y es un procedimiento por lotes que no resulta aplicable al tratamiento superficial de alto rendimiento que se requiere en la industria de los conectores. Además, dicha películas de dióxido de silicio ultra-finas no se adaptan a los poros de bloque en las capas finas de oro que son la razón principal de la corrosión no deseada de la capa de níquel subyacente tal como una capa de oro fina y porosa.

El documento WO 2006/13262 A1 divulga composiciones que comprenden cinamaldehído o uno de sus derivados y urea para inhibir la corrosión de metales. De manera opcional, tales composiciones pueden contener un tensioactivo de tipo betaína. Dichas composiciones proporcionan protección frente a la corrosión para metales sometidos a hidrocarburos y a líquidos de base ácida. Las composiciones únicamente se añaden a los líquidos corrosivos de base ácida y no se depositan como revestimiento permanente sobre las superficies de metal.

Con frecuencia, el substrato a proteger frente a la corrosión comprende zonas superficiales de diferentes metales, por ejemplo zonas superficiales de cobre, aleación de cobre, estaño, aleación de estaño, níquel, aleación de níquel, paladio, aleación de paladio, oro, aleación de oro, plata, aleación de plata, cromo, aleación de cromo. Una composición de post-tratamiento que proporcione suficiente resistencia frente a la corrosión a todas esas zonas al mismo tiempo resultaría de interés tanto económico como ecológico.

De este modo, existe la necesidad de proporcionar protección de capas de metal y de aleación de metal que aporte resistencia frente a la corrosión, reteniendo la conductividad eléctrica y la capacidad de soldadura. Las composiciones acuosas de post-tratamiento para dicho fin no deben contener compuestos nocivos o ambientalmente problemáticos.

Sumario de la divulgación

La presente invención se refiere a composiciones acuosas de post-tratamiento y a un procedimiento de inmersión y/o electrolítico que usa dichas composiciones para protección frente a la corrosión de superficies metálicas y/o de aleación de metal. Las composiciones acuosas de post-tratamiento comprenden al menos un compuesto de betaína de polisiloxano y al menos un compuesto que contiene fósforo.

Descripción detallada de la invención

La invención va destinada a un procedimiento para mejorar la resistencia a la corrosión de superficies de metal o de aleaciones de metal, preferentemente la superficie de una pieza revestida con oro o con aleación de oro. Con fines de ilustración, dicha pieza es un componente electrónico... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una composición acuosa de pos-tratamiento para tratar una superficie de metal o aleación de metal que comprende al menos un compuesto de betaína de polisiloxano representado por la fórmula I:

**(Ver fórmula)**

en la que n para los compuestos de fórmula I varía de 0 a 200 y m varía de 1 a 50, y al menos un compuesto de fósforo o su sal representado por medio de las fórmulas II a VII:

**(Ver fórmula)**

en la que R1, R2 y R3 pueden ser iguales o diferentes y se seleccionan de forma independiente entre el grupo que consiste en H o los contraiones NH4+, Li+, Na+, K+, alquilo C1-C20, sustituido o no sustituido, lineal o ramificado, alcarilo C1-C6, lineal o ramificado, sustituido o no sustituido y arilo, sustituido o no sustituido y en el que n es un número entero que varía de 1 a 15.

2. La composición acuosa de pos-tratamiento de acuerdo con la reivindicación 1, en la que n para los compuestos de fórmula I varía de 2 a 100.

3. La composición acuosa de pos-tratamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la

quem varía de 1a 25.

4. La composición acuosa de pos-tratamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que n para los compuestos de fórmula I varía de 5 a 50.

5. La composición acuosa de pos-tratamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la quem varía de 2a 10.

6. La composición acuosa de pos-tratamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que se usa al menos un compuesto de betaína de polisiloxano representado por medio de la fórmula I en una cantidad de 0,05 a 50 g/l.

7. La composición acuosa de pos-tratamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la

**(Ver fórmula)**

que se usa al menos un compuesto de fósforo representado por las fórmulas II a VII en una cantidad de 0,02 a 10 15 g/l.

8. Un procedimiento para aumentar la resistencia a la corrosión de un substrato que tiene una superficie de metal o de aleación de metal mediante la puesta en contacto de la superficie con una composición acuosa de pos-tratamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

9. Un substrato que tiene una superficie de metal o de aleación de metal tratada con la composición acuosa de pos20 tratamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7.

10. Un substrato de acuerdo con al reivindicación 9, que tiene al menos una capa que se selecciona entre el grupo que comprende oro, aleación de oro, níquel, aleación de níquel fósforo, aleación de níquel boro, aleación de níquel paladio, aleación de níquel ternario, paladio, estaño, aleación de estaño, cobre, aleación de cobre, estaño, aleación de estaño, plata, aleación de plata, cromo y aleación de cromo.

11. El substrato de acuerdo con las reivindicaciones 9 y 10, en el que el substrato es un producto semi-acabado revestido con oro o con aleación de oro tal como una placa de oro o de aleación de oro o un cable de oro o de aleación de oro o un bastidor de conductor, un conector o una placa de circuito impreso.


 

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