一种含有铊的亚硫酸盐无氰镀金的电镀液及电镀方法技术

本发明专利技术公开了一种含有铊的亚硫酸盐无氰镀金的电镀液及电镀方法。其中，该电镀液由含量为10～15g/L的以金计三氯化金、含量为78～94g/L的以亚硫酸根计亚硫酸盐、含量为1～4g/L的甘油、含量为0.30～0.65g/L的有机磷化合物和含量为0.05～0.14g/L的以铊计亚铊盐。本发明专利技术以亚硫酸盐为主配位剂，以甘油为稳定剂，以有机磷化合物为电子加速剂，以亚铊盐为光亮剂，以三氯化金为金主盐，由此使获得的镀液具有较好的分散力和深镀能力，阴极电流效率高，镀液性能优异。采用在镀液在碱性条件下电镀获得的镀层的孔隙率低，光亮度高，镀层质量良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电镀铜锡
，尤其涉及一种含有铊的亚硫酸盐无氰镀金的电镀 液及电镀方法。
技术介绍
金延展性好，易于抛光，具有较低的接触电阻，导电性能、焊接性能良好，在电子工 业中作为可焊性镀层得到了广泛的应用。金耐高温，硬金还比较耐磨，因此金镀层广泛应 用于精密仪器、仪表、印刷线路板、集成电路、管壳、电接点等要求电参数性能长期稳定的零 件。金的化学稳定性很高，只溶于王水而不溶于其他酸，因而金镀层耐蚀性很强，有良好的 抗变色性能，同时，金合金镀层有多种色调，故常用作名贵的装饰性镀层，如手饰、手表、艺 术品等。 根据镀金镀液中是否含有氰化物可分为有氰镀金和无氰镀金。由于氰化物有剧 毒，在环保意识的逐步增强的大时代背景下，氰化电镀金开始被各国政府通过立法进行限 制。无氰镀金的开发凸显出巨大的市场前景。现有的氰化电镀金普遍存在镀液的性能不佳， 镀层质量不高的技术缺陷，这些严重制约了无氰电镀金在工业上的进一步推广。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术一方面提供一种含有铊的亚硫酸盐无氰镀金的电镀液，该电镀 液的镀液性能较好，使用该镀液得到的镀层质量较高。 -种含有铊的亚硫酸盐无氰镀金的电镀液，包含含量为10~15g/L的以金计三 氯化金、含量为78~94g/L的以亚硫酸根计亚硫酸盐、含量为1~4g/L的甘油、含量为 0. 30~0. 65g/L的有机磷化合物和含量为0. 05~0. 14g/L的以铊计亚铊盐。 其中，包含含量为12g/L的以金计三氯化金、含量为88g/L的以亚硫酸根计亚硫酸 盐、含量为3g/L的甘油、含量为0. 45g/L的有机磷化合物和含量为0. 08g/L的以铊计亚铊 盐。 其中，所述有机磷化合物为酮基磷化合物或胺基烷基磷化物。 其中，所述有机磷化合物为酮基磷化合物或胺基烷基磷化物。 以上电镀液的技术方案中，选用为三氯化金为主盐。本专利技术中金离子含量可使得 阴极电流密度较高而沉积速度较快。若金盐含量过高，不仅会增加电镀成本，而且会使镀层 产生脆性增大的现象；若含量过低，镀层色泽较差，阴极电流密度较低，沉积速度较慢。 选用亚硫酸盐为主配位剂。亚硫酸盐镀金液的分散能力和覆盖能力好，电流效率 高，镀层光亮细致，与铜、镍等被镀基材的结合牢固，耐酸、抗盐雾性能好。亚硫酸盐优选为 亚硫酸铵。铵离子加入镀液中可以提高镀液的稳定性，抑制镀液劣化和发生金沉淀析出。 选用甘油作为稳定剂，可防止亚硫酸根被氧化。 选用亚铊盐为光亮剂，提高镀层的光亮度。由于亚铊离子在金表面发生欠电势沉 积，因而提高了金的沉积电势，使镀层结晶细致。 选用有机磷化合物含有未成对电子，其可具有加速电子传递的作用，有利于沉积 速度的加快的添加剂。这些添加剂具有亲水基，对提高络离子扩散系数，减少扩散层厚度都 有利，从而加速了溶液的流动性，提高了镀液的电流密度。 除了上述成分外，本专利技术在还可选用合适用量的其它在本领域所常用的添加剂， 例如导电剂碳酸钾、辅助配位剂例如柠檬酸或其盐等，这些都不会损害镀层的特性。 本专利技术另一方面提供一种含有铊的亚硫酸盐无氰镀金的电镀方法，该方法所适用 的电镀液的性能较好，根据该方法制备的镀层质量较高。 -种使用上述的电镀液电镀的方法，包括以下步骤： (1)配制电镀液：在水中溶解各原料组分形成电镀液，所述每升电镀液含有10~ 15g以金计三氯化金、78~94g以亚硫酸根计亚硫酸盐、1~4g甘油、0. 30~0. 65g有机磷 化合物和〇. 05~0. 14g以铊计亚铊盐； (2)以预处理过的阴极和阳极置入所述电镀液中通入电流进行电镀。 其中，所述电流为单脉冲方波电流；所述单脉冲方波电流的脉宽为0. 5~1ms，占 空比为5~30%，平均电流密度为0. 5~lA/dm2。 其中，所述步骤⑵中电镀液的pH为8~10。 其中，电镀液的温度为50~60°C。 其中，电镀的时间为20~40min。 其中，所述步骤（2)中阳极与阴极的面积比为（1~4) :1。 以上电镀方法的技术方案中，单脉冲方波电流定义为在h时间内通入电流密度为 Jp的电流，在t2时间内无通入电流，是一种间歇脉冲电流。占空比定义为ty (1^+1:2)，频率 为1八〖#2)，平均电流定义为jp 。同直流电沉积相比，双电层的厚度和离子浓度 分布均有改变；在增加了电化学极化的同时，降低了浓差极化，产生的直接作用是，脉冲电 镀获得的镀层比直流电沉积镀层更均匀、结晶更细密。不仅如此，脉冲电镀还具有：（1)镀 层的硬度和耐磨性均高；（2)镀液分散能力和深镀能力好；（3)减少了零件边角处的超镀， 镀层分布均匀性好，可节约镀液使用量。 以铜箔作为阴极，以钼片为阳极。对阴极的预处理由先之后依次包括对阴极用砂 纸打磨、除油、浸酸、预浸铜。该用砂纸打磨可以打磨两次，第一次可以用粗砂纸例如200目 的砂纸打磨，第二次可以用细砂纸，例如可以用WC28金相砂纸。该除油可以先采用化学碱 液除油而后采用95%的无水乙醇除油。其中，化学碱液组成为：50~80g/L Na0H、15~20 g/L Na3P04、15~20g/L似20)3和5g/L似 23103和1~2g/L 0P-10。化学除油具体过程为 经待除油阴极在化学碱液中15~40°C浸渍30s。浸酸时间为1~2min，浸酸的目的是活 化，具体地说是，去除被镀件表层的氧化物膜，使基体的晶格完全裸露，处于活化状态。浸酸 所用的溶液组成为：l〇〇g/L硫酸和0. 15~0. 20g/L硫脲。预浸铜时间为1~2min，所用的 溶液组成为：l〇〇g/L硫酸、50g/L无水硫酸铜和0. 20g/L硫脲。 步骤（2)中阳极与阴极的面积比优选为3 :1。阴阳极面积比过大会使得其较易发 生钝化；反之，则会导致阴极铜沉积速率过小，从而降低电流效率。 电镀液的温度为50~60°C。若温度过高，镀液的稳定性降低，这是因为，亚硫酸盐 受热分解析出的S2与金尚子生成Au2S沉淀。 电镀液的pH为8~10。pH小于8,会导致金离子氧化亚硫酸根，产生金单质和硫 酸根。若大于10,镀液会成暗褐色，影响最终的镀层的光泽。 本专利技术以亚硫酸盐为主配位剂，以甘油为稳定剂，以有机磷化合物为电子加速剂， 以亚铊盐为光亮剂，以三氯化金为金主盐，由此使获得的镀液具有较好的分散力和深镀能 力，阴极电流效率高，镀液性能优异。采用在镀液在碱性条件下电镀获得的镀层的孔隙率 低，光亮度高，镀层质量良好。【具体实施方式】 下面结合实施例来进一步说明本专利技术的技术方案。 按照实施例1~6所述配方配制电镀液，具体如下：根据配方用电子天平称取各原 料组分的质量。将各原料组分分别溶解于适量的去离子水后充分混合均匀然后，加水调至 预定体积，加入烧碱调节pH值为8~10。 使用实施例1~6及对比例所述配方配制的电镀液进行电镀的方法： (1)阴极采用10mmX lOmmXO. 1mm规格的铜箱。将铜箱先用200目水砂纸初步打 磨后再用WC28金相砂纸打磨至表面露出金属光泽。依次经温度为50~70°C的化学碱液 除油、蒸馏水冲洗、95%无水乙醇除油、蒸馏水冲洗、浸酸1~2min、预浸铜1~2min、二次 蒸馏水冲洗。其中，化学碱液的配方为50~80g/LNa0H、15~20g/L Na3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有铊的亚硫酸盐无氰镀金的电镀液，其特征在于，包含含量为10～15g/L的以金计三氯化金、含量为78～94g/L的以亚硫酸根计亚硫酸盐、含量为1～4g/L的甘油、含量为0.30～0.65g/L的有机磷化合物和含量为0.05～0.14g/L的以铊计亚铊盐。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石明，
申请(专利权)人：无锡永发电镀有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32