一种以HEDP作为主络合剂的碱铜镀液及其制备方法与电镀工艺技术

本发明专利技术公开了一种以HEDP作为主络合剂的碱铜镀液及其制备方法与电镀工艺，镀液中各组分含量如下：铜离子含量为5‑12g/L，HEDP含量为84‑140g/L，辅助络合剂含量为13‑30g/L，碳酸钾含量为16‑40g/L，铵盐类走位剂含量为0.4‑4g/L，阳极促溶剂含量为0.5‑2g/L。本发明专利技术的镀液具有良好的均镀能力和深镀能力，结合力良好，在冷热冲击和十字格刀法下，均表现优良；电流密度范围较宽，可达1‑4A/dm2；镀液稳定，各组分在电镀过程中保持平衡；各组分化学性能较稳定，在连续电镀过程中，抗氧化抗电解性能强，消耗低；电流效率高，最高可达90%，可基本保持60%以上；工艺控制简单，故障率低。

A Kind of Alkali Copper Plating Solution with HEDP as Main Complexing Agent, Its Preparation Method and Electroplating Technology

The present invention discloses an alkali copper plating solution with HEDP as main complexing agent and its preparation method and plating process. The contents of each component in the plating solution are as follows: copper ion content is 5_12g/L, HEDP content is 84_140 g/L, auxiliary complexing agent content is 13_30g/L, potassium carbonate content is 16_40g/L, ammonium salts traveling agent content is 0.4_4g/L, anodic accelerating solvent content is 0.5_2g/L. The plating solution of the invention has good plating and deep plating ability, good adhesion, excellent performance under cold and hot shock and cross lattice knife method, wide current density range, up to 1 4A/dm2, stable plating solution, balance of each component in the plating process, stable chemical performance of each component, strong anti-oxidation and electrolysis performance and low current consumption in the continuous plating process; High efficiency, up to 90%, can basically maintain more than 60%, simple process control, low failure rate.

【技术实现步骤摘要】
一种以HEDP作为主络合剂的碱铜镀液及其制备方法与电镀工艺
本专利技术涉及电镀工艺
，具体涉及一种电铜镀液及其制备方法与电镀工艺。
技术介绍
铜的标准电极电位较正（相比铁、铝、锌的电极电位而言），在铁基或锌基体上镀铜层属阴极镀层，因此，只有当镀层致密无孔时才对基体有机械保护作用。实践证明，一些金属易于在铜上沉积，且结合力良好，因此铜镀层可作为预镀层或多层电镀的底层。目前生产上常用的镀铜工艺有氰化镀铜、酸性镀铜、焦磷酸盐镀铜，还有符合清洁生产的无氰碱性镀铜等。氰化镀铜镀液的均镀能力及整平能力好，镀层结晶细致、与基体的结合力好，经过较长时间的发展，其技术已经相当成熟，已经广泛应用于各种金属基体材料的打底镀层。但是氰化物的毒性极大，致死量仅为50mg，我国已经出台相关法令政策禁止使用氰化物电镀。因此，无氰镀铜成为势在必行的趋势。现有的无氰镀铜中，特别是在以铁、铝、锌类为基体的镀铜工艺中，其镀液普遍存在着一些缺陷以及性能不佳的状况，严重制约着替代氰化镀铜的进程。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的缺点，提供一种均镀能力和深镀能力好、结合力良好、化学性能稳定、电流效率高的以HEDP作为主络合剂的碱铜镀液及其制备方法与电镀工艺。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种以HEDP（羟基乙叉二磷酸）作为主络合剂的碱铜镀液，其特征在于：镀液中各组分含量如下：铜离子Cu2+含量为5-12g/L，HEDP含量为84-140g/L，辅助络合剂含量为13-30g/L，碳酸钾含量为16-40g/L，铵盐类走位剂含量为0.4-4g/L，阳极促溶剂含量为0.5-2g/L，阳极促溶剂为含氨基的化合物。进一步地，该镀液的温度为40-50℃、电流密度为1-4A/dm2、槽系数为13.026、版辊转速线速度为0.8-1.2m/S、阴阳极面积比为1:1.5-2、阴阳极距离为50-80mm、预热时间为5-10S、镀层厚度为1-1.5um。进一步地，采用硫酸铜、碱式碳酸铜、氢氧化铜的原料提供镀液所需的铜离子。进一步地，辅助络合剂为柠檬酸钾钠、酒石酸钾钠、乙二胺、双缩脲、三乙醇胺中的一种或若干种混合复配。进一步地，铵盐类走位剂为碳酸铵、柠檬酸铵、硝酸铵中的一种或若干种复配。进一步地，阳极促溶剂为氨基磺酸、氨基乙酸、氨基葡萄酸中的一种或若干种复配。一种基于前述以HEDP作为主络合剂的碱铜镀液的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行，1）首先往搅拌容器内注入纯水，然后称取主络合剂HEDP加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；2）称取铜原料，按分子量计算出铜离子的需用量加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；3）称取氢氧化钾缓慢加入搅拌容器内，直至镀液PH在8上下，搅拌至完全溶解；4）称取碳酸钾加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；5）称取辅助络合剂加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；6）称取走位剂加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；7）称取阳极促溶剂加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；8）搅拌20分钟以上，补充纯水到设定值，搅拌60分钟以上，过滤分装。优选地，一种基于前述以HEDP作为主络合剂的碱铜镀液的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行，每生产1000L的镀液：1）首先往搅拌容器内注入纯水，然后称取主络合剂HEDP为84-140kg，加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；2）称取铜原料，按分子量计算出铜离子在8-12g/L时的需用量加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；3）称取氢氧化钾缓慢加入搅拌容器内，控制容器内温度以免沸腾，直至镀液PH在8左右，搅拌至完全溶解；4）称取碳酸钾16-40kg加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；5）称取辅助络合剂13-30kg加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；6）称取走位剂0.4-4kg加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；7）称取阳极促溶剂0.5-2kg加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；8）搅拌20分钟以上，补充纯水到1000kg，搅拌60分钟以上，过滤分装。一种基于前述以HEDP作为主络合剂的碱铜镀液的电镀工艺，其特征在于：按以下步骤进行，1）打磨除油：将待镀铜材表面进行打磨，并除油；2）水洗：将除油后的待镀铜材以水洗至表面洁净无杂物为止；3）喷淋：配制5%的碳酸钾稀溶液，在待镀铜材水洗后喷淋一层5%的碳酸钾稀溶液；4）镀铜：以所述镀液按其电镀参数直接镀铜。本专利技术的镀液具有良好的均镀能力和深镀能力（均匀性COV≦10%）和深镀能力（对于孔径0.25mm,孔深1.5mm，深度能力T/P≥90%），结合力良好，在冷热冲击和十字格刀法下，均表现优良（其中冷热冲击方式为：霍尔槽试样加热至300-400℃，直接放入冷水中，镀层无鼓泡现象；十字格刀法：镀层的划痕和划痕交叉处均无起皮现象）；电流密度范围较宽，可达1-4A/dm2；镀液稳定，各组分在电镀过程中保持平衡；各组分化学性能较稳定，在连续电镀过程中，抗氧化抗电解性能强，消耗低（1L镀液连续电镀40AH，镀液性能无变化，镀液主成分变化不大，仅需补加0.1g以内的走位剂）；电流效率高，最高可达90%，可基本保持60%以上；工艺控制简单，故障率低。具体实施方式下面结合具体实施方式做进一步说明：一、镀液制备实施例1每生产1000L的镀液：1）首先往搅拌容器内注入纯水，然后称取主络合剂HEDP为84kg，加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；2）称取铜原料，按分子量计算出铜离子在8g/L时的需用量加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；3）称取氢氧化钾缓慢加入搅拌容器内，控制容器内温度以免沸腾，直至镀液PH在8，搅拌至完全溶解；4）称取碳酸钾16kg加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；5）称取柠檬酸钾钠13kg加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；6）称取碳酸铵0.4kg加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；7）称取氨基磺酸0.5kg加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；8）搅拌20分钟以上，补充纯水到1000kg，搅拌60分钟以上，过滤分装。实施例2每生产1000L的镀液：1）首先往搅拌容器内注入纯水，然后称取主络合剂HEDP为110kg，加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；2）称取铜原料，按分子量计算出铜离子在10g/L时的需用量加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；3）称取氢氧化钾缓慢加入搅拌容器内，控制容器内温度以免沸腾，直至镀液PH在8，搅拌至完全溶解；4）称取碳酸钾28kg加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；5）称取酒石酸钾钠和乙二胺复配（比例为1:1）22kg加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；6）称取柠檬酸铵2.5kg加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；7）称取氨基乙酸1.3kg加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；8）搅拌20分钟以上，补充纯水到1000kg，搅拌60分钟以上，过滤分装。实施例3每生产1000L的镀液：1）首先往搅拌容器内注入纯水，然后称取主络合剂HEDP为140kg，加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；2）称取铜原料，按分子量计算出铜离子在12g/L时的需用量加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；3）称取氢氧化钾缓慢加入搅拌容器内，控制容器内温度以免沸腾，直至镀液PH在8，搅拌至完全溶解；4）称取碳酸钾40kg加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；5）称取双缩脲和三乙醇胺复配（比例为2:1）30kg加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；6）称取柠檬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以HEDP作为主络合剂的碱铜镀液，其特征在于：镀液中各组分含量如下：铜离子含量为5‑12g/L，HEDP含量为84‑140g/L，辅助络合剂含量为13‑30g/L，碳酸钾含量为16‑40g/L，铵盐类走位剂含量为0.4‑4g/L，阳极促溶剂含量为0.5‑2g/L，阳极促溶剂为含氨基的化合物。

【技术特征摘要】
1.一种以HEDP作为主络合剂的碱铜镀液，其特征在于：镀液中各组分含量如下：铜离子含量为5-12g/L，HEDP含量为84-140g/L，辅助络合剂含量为13-30g/L，碳酸钾含量为16-40g/L，铵盐类走位剂含量为0.4-4g/L，阳极促溶剂含量为0.5-2g/L，阳极促溶剂为含氨基的化合物。2.根据权利要求1所述的以HEDP作为主络合剂的碱铜镀液，其特征在于：该镀液的温度为40-50℃、电流密度为1-4A/dm2、槽系数为13.026、版辊转速线速度为0.8-1.2m/S、阴阳极面积比为1:1.5-2、阴阳极距离为50-80mm、预热时间为5-10S、镀层厚度为1-1.5um。3.根据权利要求1所述的以HEDP作为主络合剂的碱铜镀液，其特征在于：采用硫酸铜、碱式碳酸铜、氢氧化铜的原料提供镀液所需的铜离子。4.根据权利要求1所述的以HEDP作为主络合剂的碱铜镀液，其特征在于：辅助络合剂为柠檬酸钾钠、酒石酸钾钠、乙二胺、双缩脲、三乙醇胺中的一种或若干种混合复配。5.根据权利要求1所述的以HEDP作为主络合剂的碱铜镀液，其特征在于：铵盐类走位剂为碳酸铵、柠檬酸铵、硝酸铵中的一种或若干种复配。6.根据权利要求1所述的以HEDP作为主络合剂的碱铜镀液，其特征在于：阳极促溶剂为氨基磺酸、氨基乙酸、氨基葡萄酸中的一种或若干种复配。7.一种权利要求1所述的以HEDP作为主络合剂的碱铜镀液的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行，1）首先往搅拌容器内注入纯水，然后称取主络合剂HEDP加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解；2）称取铜原料，按分子量计算出铜离子的需用量加入搅拌容器内，搅拌至完全溶解...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗如海，樊雄，陈志敏，王庆浩，
申请(专利权)人：东莞市同欣表面处理科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44