本发明专利技术涉及一种用于在基板上无电沉积金属层的电解质，其中，所述电解质不含重金属稳定剂、氰化物、硒化合物和硫的氧化态在-2价和+5价之间的硫化合物，而是β-氨基酸用作稳定剂。具体地，发明专利技术性的电解质可包括3-氨基丙酸、3-氨基丁酸、3-氨基-4-甲基戊酸以及2-氨基乙磺酸。而且，总之本发明专利技术针对一种用于利用发明专利技术性的电解质来无电沉积金属层的方法以及β-氨基酸在用于无电沉积金属层的电解质中用作稳定剂的用途。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电解质和一种用于无电沉积金属(尤其是镍层、铜层、钴层、硼层或金层、以及包括以上提及的至少一种金属作为合金金属的合金层)的方法。而且，本专利技术涉及β-氨基酸作为用于无电沉积的电解质中的稳定剂的用途。本专利技术还涉及一种用于无电镀工艺的有机稳定剂以及一种用于将金属层无电沉积在基板上的电解质，所述电解质包括待沉积的金属的金属离子源、还原剂、络合剂、稳定剂以及优选的加速剂，本专利技术还涉及一种由根据本专利技术的电解质来在表面上无电沉积金属层的方法。而且，本专利技术涉及至少一种羧酸和/或至少一种羧酸盐的用途。
技术介绍
从现有技术看，在向基板镀金属层的电解法中，无电镀方法长期以来为人们所知。通过无电镀(也称为化学镀)，可以对几乎所有的金属基板表面和大量的非导电基板表面进行镀层。无电沉积成的金属层在物理方面以及机械方面上与电沉积成的金属层不同，所述电沉积成的金属层即通过利用外部电流而沉积的那些金属层。通常，具有非金属元素的金属合金层(比如钴/磷层、镍/磷层或碳化硼层)是利用无电沉积方法沉积而成的。就这一点而言，在很多情况下，无电沉积成的层在其化学性质上与电沉积成的层不同。无电沉积的金属层的一个主要优势是该沉积层的层厚的轮廓精度与基板几何形状无关，该特征使得无电镀方法在制造印刷电路板(PCB)的领域中成为首选，在该领域中尤其用于通孔触点、过孔和沟槽的金属化。很多时候，无电镀方法还用于对其他的非导电基板(举例而言，比如塑料基板)进行镀层，以使这样的基板的表面导电和/或在审美方面上改变该基板的外观。而且，由于沉积层，被涂覆的基板的材料性质可以被改进或改变。尤其是可以改进基板表面的抗腐蚀性或硬度和/或该基板的耐磨性。无电镀方法基于自催化过程，在该自催化过程中，电解质中包括的金属离子被还原剂还原成元素金属，所述还原剂在该氧化还原反应中被氧化。将金属无电沉积在基板表面上的领域中常用的还原剂是次亚磷酸钠。然而，取决于要沉积的金属，也可以使用其他的还原剂。第6146702号美国专利公开了一种无电镀的镍-钴-磷组合物以及无电镀方法。该方法用于通过以下内容来增强铝和其他材料的耐磨性利用无电镀浴将镍-钴-磷合金涂层沉积在基板上以提供钴含量至少占大约20% (重量)且Co和P的重量百分比之比至少为约5的镀成的合金。例如，欧洲专利申请ΕΡ1413646Α2公开了一种用于无电沉积含内部压应力的镍层的电解质。该申请中公开的电解质包括待沉积金属的金属盐、还原剂、络合剂、加速剂以及稳定剂。这里的加速剂用来提高金属沉积在基板表面上的速率。在已知的电镀浴中，需要利用稳定剂来避免电解质不受控地析出(自由沉积(wild deposition)),电解质不受控析出意味着金属不受控地自由沉积在该基板表面上。迄今为止，在现有技术中，重金属比如铅、铋、锌或锡被用作稳定剂。根据公共环境条例(R0HS (有害物质限用指令)、WEEE (废弃电子电气产品指令)、ELV (车辆报废指令))，在处理用完的电解质以及重金属的共沉积之前，需要在充分的处理步骤中从用作电解质的水溶液中回收这样的重金属。而且，当电解质中包括的重金属的量仅非常小时，这样的处理产生额外清理费用。因此，需要避免在用于沉积金属层的电解质中使用重金属。在一些其他类型的电解质中，举例而言，比如在用于无电沉积铜的电解质中，氰化物用作稳定剂。和重金属离子类似，这样的氰化物受环境条例管制。对于也常用作稳定剂的硒化合物而言同样如此。而且，对避免包括氧化态在-2价和+5价之间的硫的硫化物的金属电镀领域非常·关注，这是因为这样的化合物也受环境条例的管制。然而，到现在为止，这样的化合物通常需要用在电解质中以获得良好的镀覆结果。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种用于无电镀的制剂，所述制剂是稳定的，不会发生待沉积的金属不受控制地析出的现象。该未决申请的各个优选实施方式的更特定的目的是提供一种用于无电沉积的电解质，所述电解质不含重金属稳定剂、氰化物、硒化合物和/或包括-2价和+5价之间的氧化态的硫的硫化合物。该目的通过用于在基板上无电沉积金属层的含水电解质解决，该电解质包括待沉积的金属的金属离子源、还原剂、络合剂、加速剂和稳定剂，其特征在于，所述电解质包括作为稳定剂的氨基酸。本专利技术的另一目的是提供一种用于无电镀工艺的改进的稳定剂、新型电解质以及用于无电沉积具有改进性质的金属层的方法。本专利技术特别针对一种对在基板上无电沉积金属层有用的制剂，其中，所述制剂包括待沉积的金属的阳离子源、还原剂、络合剂以及稳定剂，所述稳定剂选自β_氨基酸、β-氨基酸衍生物及其组合。β-氨基酸的总当量浓度与所述还原剂的摩尔浓度的比率不大于大约O. 07当量/摩尔。本专利技术还针对一种对于将金属层无电沉积在基板上有用的制剂，所述制剂包括待沉积的金属的阳离子源、还原剂、络合剂和选自氨基酸、氨基酸衍生物及其组合的稳定剂，以及选自羧酸和羧酸盐的至少一种另外的羧基化合物。所述β_氨基酸的总当量浓度与所述制剂的羧基的总当量浓度和所述β_氨基酸的总当量浓度之间的差值的比率不大于大约O. 028。在另一方面中，本专利技术针对一种含水无电镀浴，所述含水无电镀浴包括大约O. 05摩尔/升和大约O. 2摩尔/升之间的待无电沉积在基板上的金属的阳离子、大约O. 05摩尔/升和大约I. 25摩尔/升之间的还原剂、大约O. I摩尔/升与大约2摩尔/升之间的络合齐U、大约O. 002摩尔/升与大约O. 25摩尔/升之间的加速剂以及总当量浓度在大约O. 0005摩尔/升与大约O. 015摩尔/升之间的β-氨基酸。在再一方面中，本专利技术针对一种含水无电镀浴，所述含水无电镀浴包括待无电沉积在基板上的金属、还原剂、络合剂以及β -氨基酸的酰胺。本专利技术还针对一种用于制备无电镀液的方法。根据该方法，0-氨基酸或@-氨基酸衍生物与羧基组分在水介质中接触以形成预混合物。将所述预混合物与包括待沉积的金属的阳离子源的水溶液合并。在又一方面中，本专利技术针对用于制备无电镀液的方法。根据该方法，使包括第一金属阳离子的第一溶液通过包括阳离子交换树脂的透析膜的第一面。所述第一金属阳离子包括待从无电镀浴沉积的金属。包括氨基酸或氨基酸衍生物和另一种阳离子的第二溶液通过所述膜的与所述第一面相对的面。所述第一溶液的第一金属阳离子与所述第二溶液的另一种金属阳离子交换，由此将所述第二溶液转化成可用在无电镀中的制剂。本专利技术还针对一种用于在基板上无电沉积金属层的方法，所述方法包括使待镀的所述基板与本专利技术的镀制剂和/或根据本专利技术的方法制备的镀制剂接触。 具体实施例方式出人意料地，已发现β -氨基酸能够完全替代用于无电沉积金属层的电解质中的重金属稳定剂、氰化物、硒化合物以及包括-2价和+5价之间的氧化态的硫的硫化合物。虽然并不局限于该理论，申请人认为β -氨基酸因其间接相邻的氨基基团和羧基基团而能够至少暂时性地堵塞基板表面上的导致不受控沉积的活性中心。因此，可以避免金属的自由沉积。此外，所使用的β_氨基酸也使该电解质中包括的其它导致自由沉积的杂质离子失去了活性。专利技术的电解质和β_氨基酸的专利技术性用途的另一优势是可以避免称为边缘弱化(edge weakness)的效应。当利用包括作为稳定剂的重金属离子的电解质用于无电沉积金属层时，在电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗茨约瑟夫·斯塔克，克里斯托夫·沃纳，
申请(专利权)人：恩索恩公司，
类型：
国别省市：
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