无氰碱性镀铜的预镀液及预镀工艺、电镀液及电镀工艺制造技术

技术编号:32296225 阅读:25 留言:0更新日期:2022-02-12 20:06
本发明专利技术公开了一种无氰碱性镀铜的预镀液及预镀工艺、电镀液及电镀工艺,预镀液或电镀液中均以二价铜离子作为主盐,复合多种络合剂和功能性添加剂,使各个组分协同配合,具有良好的稳定性、深镀能力和分散能力,能够得到外观平整细致且光亮的铜镀层,具有较好的耐蚀性、装饰性和较高的硬度,同时镀层还具有良好的结合力,方便后续加工。方便后续加工。

【技术实现步骤摘要】
无氰碱性镀铜的预镀液及预镀工艺、电镀液及电镀工艺


[0001]本专利技术属于电镀
,具体涉及一种无氰碱性镀铜的预镀液及预镀工艺、电镀液及电镀工艺。

技术介绍

[0002]氰化镀铜工艺均镀能力好,镀层结晶细致,技术成熟,工艺简单,可以在金属基体上直接电镀,但氰化物毒性巨大,废液难以处理,会对环境造成严重污染,而且危害人体健康,开发环保安全的无氰镀铜工艺是今后电镀领域的发展趋势。

技术实现思路

[0003]针对相关技术中的问题,本专利技术提出一种无氰碱性镀铜的预镀液及预镀工艺、电镀液及电镀工艺,以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
[0004]本专利技术的技术方案是这样实现的:
[0005]一种无氰碱性镀铜的预镀液,1L所述预镀液包含以下浓度的原料:
[0006][0007][0008]所述预镀液的pH为9.0

11。
[0009]所述二价铜离子为碱式碳酸铜、硫酸铜或硝酸铜中一种或多种,作为镀液中的主盐,提供被析出沉积的铜离子。
[0010]所述碳酸盐为碳酸钾和/或碳酸钠,作为本专利技术的导电盐,能够有效提高电导率,改善预镀液和电镀液的导电性,增大电流密度范围,保证阳极铜的正常溶解,但是,专利技术人发现以碳酸盐作为导电盐的话,浓度过大反而会导致电流效率下降,因此,本专利技术对所述碳酸盐的浓度进行限定。
[0011]所述柠檬酸和/或柠檬酸盐,所述柠檬酸盐为柠檬酸钾和/或柠檬酸钠,作为本专利技术的主络合剂,由其配制而成的镀液具有优秀的分散能力和深镀能力,电流效率高,但是存在络合能力、抗置换能力、稳定性和平整性稍差的问题,因此,本专利技术还设置其他的辅助络合剂协同配合。
[0012]所述柠檬酸和/或柠檬酸盐的络合能力较差的问题通过加入所述羟基乙叉二膦酸和/或羟基乙叉二膦酸的钠盐、乙二胺解决,所述羟基乙叉二膦酸和/或羟基乙叉二膦酸的钠盐、乙二胺作为辅助络合剂,均对铜离子具有较强的络合能力,能够使镀液中的金属离子更容易形成稳定的络合物。
[0013]所述乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMPA)同样作为辅助络合剂,有利于细化结晶。
[0014]所述酒石酸盐和/或葡萄糖酸盐作为辅助络合剂,还可避免阳极钝化现象,同时避免镀液中的铜离子浓度上升过快,能够维持铜离子和其他组份之间的平衡,以此解决上述的柠檬酸和/或柠檬酸盐稳定性稍差的问题;所述葡萄糖酸盐的加入还避免出现彩色镀层。
[0015]所述丁二酰亚胺和/或丁二酰亚胺的衍生物作为辅助络合剂,能够有效抑制基体上的置换反应,避免发生铜镀层与基体结合能力差导致易脱皮,即解决了上述的柠檬酸和/或柠檬酸盐抗置换能力稍差的缺陷。
[0016]上述络合剂的协同仍无法实现较为平整的铜镀层,因此,本专利技术设置所述乙撑胺和聚乙二醇,在电镀层表面高电位处吸附、使得金属离子析出时产生一定的阻力,低电位析出容易,促使铜镀层平整细致。具体地,所述乙撑胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺等和环状胺类,所述聚乙二醇为聚乙二醇6000。
[0017]专利技术人发现仅使用所述聚乙二醇和乙撑胺时,铜镀层的光泽不够饱满且容易出现针孔,因此,加入作为润湿剂的十二烷基硫酸钠和/或十二烷基磺酸钠,提高基体的润湿性,提高光亮剂在镀液中的分散度,有效防止铜镀层针孔麻点的形成。
[0018]上述丁二酰亚胺和/或丁二酰亚胺的衍生物的加入虽然提升了抗置换能力,但与此同时带来了镀层光泽度严重下降的问题,专利技术人发现加入乳酸能够有效增加铜镀层的光泽度,从而解决该问题,而且所述乳酸还能拓宽沉积电流的密度范围,提高电流效率;另一方面,为了实现更加优秀的光泽度,专利技术人还加入了所述脂肪醇聚氧乙烯醚璜基琥珀酸单
酯二钠盐(AESS),其为阴离子表面活性剂,有效改善了低区的光泽度和平整性。
[0019]所述植酸即为环已六醇六磷酸酯,其加入能够提升铜镀层的防蚀性能。
[0020]所述丙三醇的部分羟基能够被铜离子取代,形成有机铜盐镀液,增加了阴极极化作用。
[0021]所述三乙醇胺能够与铜离子形成较为稳定的[Cu(TEA)(OH3)]‑
,抑制铜离子的还原,辅助增加镀液中稳定络合物的比例。
[0022]本专利技术设置的葫芦脲(CB

n)作用在于利用其强配位能力,葫芦脲能够在镀件表面形成具有极强键合能力的膜层,有效提升了铜镀层和基体之间的结合强度。
[0023]所述稀土盐为硝酸镧,能够提升铜镀层的抗变色能力,使铜镀层长期保持饱满的光泽,延长镀件的使用寿命。
[0024]优选地,1L所述电镀液还包含硝酸盐,浓度≤50g/L,所述硝酸盐为硝酸钾和/或硝酸钠,其作为导电盐与上述的碳酸盐协同作用,能够进一步降低槽电压,硝酸根离子能够与氢离子反应,减少了析氢副反应的发生。
[0025]优选地,1L所述电镀液还包含乙二胺四乙酸和/或乙二胺四乙酸的钠盐,浓度≤80g/L,对多数离子均有络合作用,能够稳定离子,进一步提升镀液的稳定性。
[0026]优选地,1L所述电镀液还包含谷氨酸盐,浓度≤50g/L,所述谷氨酸盐为谷氨酸钾或谷氨酸钠,可与上述的十二烷基磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚璜基琥珀酸单酯二钠盐协同,进而形成优越的金属质感,提升镀件的美观度;增加聚二硫二丙烷磺酸钠,浓度≤2g/L,能够进一步提升亮度。
[0027]优选地,1L所述电镀液还包含脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO

9),浓度≤0.8g/L,其可协同十二烷基硫酸钠吸附在阴极表面,降低阴极和溶液之间的界面张力,使氢气泡或非导电粒子较难吸附在阴极表面,使铜镀层更加细致。
[0028]优选地,1L所述电镀液还包含2

巯基苯并咪唑(浓度≤0.5g/L)和2

巯基苯并噻唑(浓度≤0.5g/L),两者的添加能够细化铜镀层的晶粒,提高铜镀层的光亮度和色泽度。
[0029]优选地,1L所述电镀液还包含5,5

二甲基海因,浓度≤5g/L,本专利技术设置的多络合物体系不宜长期保存,容易发霉进而影响电镀效果,为了延长保质期,加入5,5

二甲基海因实现防霉效果;所述5,5

二甲基海因还有辅助形成络合物的作用,不过其会导致铜镀层发雾,专利技术人发现添加2,2

联吡啶(浓度≤5ppm/L)协同,即可避免该问题。
[0030]优选地,1L所述电镀液还包含1,10

菲罗啉(浓度≤5ppm/L)和二氧化硒(浓度≤2.5ppm/L),均有辅助提升镀铜层的光亮度的作用。
[0031]优选地,1L所述电镀液还包含硝酸铈或硫酸亚铈,浓度≤5ppm/L,辅助上述硝酸镧,进一步提升铜镀层的抗变色能力。
[0032]优选地,1L所述电镀液还包含硼酸或硼酸钠,浓度≤50g/L,作为缓冲剂,稳定镀液的pH值,避免电镀过程中因pH值的变化而造成镀层瑕疵,而且还有拓宽光亮范围和提高光亮度的作用。
[0033]一种预镀工艺,本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无氰碱性镀铜的预镀液,其特征在于,1L所述预镀液包含以下浓度的原料:所述预镀液的pH为9.0

11。2.根据权利要求1所述的预镀液,其特征在于,1L所述预镀液还包含硝酸盐,浓度≤50g/L。3.根据权利要求1或2所述的预镀液,其特征在于,1L所述预镀液还包含乙二胺四乙酸和/或乙二胺四乙酸的钠盐,浓度≤80g/L。4.根据权利要求3所述的预镀液,其特征在于,1L所述预镀液还包含谷氨酸盐,浓度≤50g/L。5.一种预镀工艺,其特征在于,采用权利要求1至4任一权利要求所述的预镀液对基体进行预镀,再进行电镀。6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员:熊梓仁冯政勇陈楠李梅菱梁爽杨军
申请(专利权)人:东莞振顺五金制品有限公司
类型:发明
国别省市:

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