一种无氰电镀铜用复合添加剂及其生产工艺的利记博彩app
【专利摘要】本发明提供一种无氰电镀铜用复合添加剂，其特殊之处在于复合添加剂中包含主络合物、表面活性剂、pH调节剂。本发明还公开了一种采用该复合添加剂制备电镀铜的生产工艺。该电镀体系是无氰、无毒、环保的，其制造的电镀铜层与基体的结合力良好，镀层表面平整无枝晶生长，结晶细致光亮，镀层纯度≥99.0％。采用上述复合添加剂，得到了电镀体系稳定，加工工艺简单且加工成本低的电镀铜。
【专利说明】
一种无氰电镀铜用复合添加剂及其生产工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种无氰电镀体系中电镀铜所用的复合添加剂，及利用该添加剂生产电镀铜工艺，属于电镀工艺技术领域。
【背景技术】
[0002]电镀是对基体表面进行的装饰、保护以及得到某些具有特殊性能的一种表面工程技术。电镀工艺技术是一种可以改变材料表面特性，通常应用于金属表面保护、装饰或用于实现其他特殊功能，也是表面处理中重要的组成部分。
[0003]氰化镀铜就一直被广泛的运用在整个电镀行业中。氰化物是一类具有超强络合能力和表面活性的无机化合物，主要是利用CN-离子与大多数金属离子的这种超强络合能力，以提高金属离子放电还原的阴极极化而获得均匀致密的金属镀层。该电解溶液自身的优点是具有良好的分散能力和较好的覆盖能力;溶液呈碱性，因此有一定的去污能力。氰化物溶液镀铜不仅能够直接在钢铁基体、锌合金压铸件上进行，不会发生置换铜反应影响，镀层与基体金属的结合力强，而且电镀工艺十分简单可靠、镀液性能良好、维护也十分容易。
[0004]然而，氰化物溶液镀铜的电流效率比较低，而且随着电流密度的上升而急剧下降。另外，氰化物溶液也能与空气中的CO2作用发生氰化物碳酸化，同时产生有毒的HCN而不够稳定。同时氰化物作为剧毒药品，在生产、运输和使用过程中，都有可能对环境和人员造成很大的安全隐患。现在的无氰镀铜工艺因为在镀液、镀层和工艺上都存在一定的缺陷，因此深入开展无氰镀铜体系的研究就显得尤为有必要，寻找无毒、环保的电镀工艺，减少对人类和环境的危害，实行绿色的电镀产业，是当前电镀工作者所必需要解决研究的课题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对传统氰化物电镀铜体系的技术不足，提供一种无毒、环保的无氰电镀铜用复合添加剂，使制造的电镀铜层与基体的结合力良好，镀层表面平整无枝晶生长，结晶细致光亮，镀层纯度多99.0 %。
[0006]本发明的另一个目的在于提供一种采用上述复合添加剂，电镀体系稳定，加工工艺简单且加工成本低的无氰电镀铜生产工艺。
[0007]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0008]针对现有氰化物镀铜体系技术中氰化物有毒、污染重、电流效率低等问题，本发明人先对改善电镀铜体系的添加剂进行研究，采用无氰电镀铜用复合添加剂。
[0009]首先，本发明人通过大量的添加剂配方方案设计和实验数据分析后，确定了复合添加剂配方中的各组分。一种无氰电镀铜用复合添加剂，其特殊之处在于复合添加剂中包含主络合物、表面活性剂、PH调节剂，其中主络合物为酒石酸氢钾、酒石酸、酒石酸钾、D-酒石酸二氢钾、酒石酸钾钠、柠檬酸、柠檬酸钠中的一种，表面活性剂为三乙醇胺、二乙烯三胺、六次甲基四胺、环氧氯丙烷、1，4_ 丁炔二醇、硫脲、烯丙基硫脲、聚乙二醇-6000(P)、2_疏基苯并咪唑(M)、2_硫脲嘧啶、2-乙基己基硫酸钠中的一种或任意比例的几种的混合物，pH调节剂为氢氧化钾、氨水、氢氧化钠中的一种。
[0010]上述原料的用量为，每升电镀铜电解液中复合添加剂分别为:0.05?5.0mol/L主络合物、0.01?0.5g/L表面活性剂、pH调节剂调节pH为9?13。
[0011 ]上述原料的最佳用量为，每升电镀铜电解液中复合添加剂分别为:0.1?1.0mol/L主络合物、0.05?0.2g/L表面活性剂、pH调节剂调节pH为9.5?10.5。
[0012]本发明还提供一种无氰电镀铜生产工艺，该生产工艺是在现有无氰电镀铜生产工艺基础上，结合本发明的复合添加剂，具体对生产工艺中一些参数进行了优化处理，从而得到了电镀体系稳定，加工工艺简单且加工成本低的电镀铜。
[0013]本发明的无氰电镀铜生产工艺，其流程是先配制电镀液，再将镀件预处理，之后镀件电镀，最后经过镀件后处理。其具体操作过程如下所示:
[0014]步骤1.配制电镀液
[0015]称取所需量的0.05?0.511101/1主盐、0.5?311101/1导电盐，溶于占总体积的3/4左右的去离子水中。再加入0.1?1.0mol/L主络合物、O?0.2g/L表面活性剂。最后用高浓度的PH调节剂调节pH为9.5?10.5左右，不断搅拌使所有药品溶解后，再加入去离子水至所需体积，并在用低浓度的氢氧化钾溶液微调使pH为9.5?10.5。
[0016]上述步骤I中，所述的主盐为氯化铜和硫酸铜中的一种。
[0017]上述步骤I中，所述的导电盐为与所使用主盐阴离子一致的氯化钾、氯化钠、硫酸钾、硫酸钠中的一种或任意比例的两种的混合物。
[0018]步骤2.镀件预处理
[0019]镀件平整可用400目、600目、1000目砂纸依次打磨除锈。之后用稀酸溶液中酸洗、自来水冲洗、乙醇清洗去除表面有机物、去离子水清洗待用。
[0020]步骤3.镀件电镀
[0021]将镀件放入电镀槽中，镀件与阳极(紫铜板)的极间距为4.5?5.5cm，电解液温度20?40°C，直流恒压电解的电压为0.4?1.0V，根据所需镀层厚度决定电镀时间为0.5?3.0h0
[0022]步骤4.镀件后处理
[0023]电镀结束后用温水和常温自来水清洗镀件，然后用吹风机吹干。
[0024]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0025]1.本发明的无氰电镀铜用复合添加剂，首次采用表面活性剂和主络合物共同作用，使制造的电镀铜层与基体的结合力良好，镀层表面平整无枝晶生长，结晶细致光亮。
[0026]2.本发明的无氰电镀铜用复合添加剂，其配方中各组分的用量均是优化所得，实际操作时，只需要根据具体情况调节添加剂的用量。
[0027]3.本发明的无氰电镀铜体系稳定，无氰电镀铜生产工艺简单且加工成本低的。
[0028]4.本发明的无氰电镀铜体系是无毒、环保的。
[0029]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的说明。
【具体实施方式】
[0030]下面结合本发明的具体实施方案，进一步说明本发明的技术方案，但本发明的实施方式不限于以下具体实施方案。
[0031]实施例一:
[0032]本实施例的无氰电镀铜生产工艺，其流程是先配制电镀液，再将镀件预处理，之后镀件电镀，最后经过镀件后处理。其具体操作过程如下所示:
[0033]步骤1.配制电镀液
[0034]称取所需量的0.05mol/L氯化铜、0.5mol/L氯化钾，溶于占总体积的3/4左右的去离子水中。再加入0.lmol/L酒石酸氢钾、0.05g/L三乙醇胺。最后用高浓度的KOH溶液调节pH为10.5左右，不断搅拌使所有药品溶解后，再加入去离子水至所需体积，并在用低浓度的KOH溶液微调使pH为10.5。
[0035]步骤2.镀件预处理
[0036]镀件用400目、600目、1000目砂纸依次打磨除锈。之后用稀酸溶液中酸洗、自来水冲洗、乙醇清洗去除表面有机物、去离子水清洗待用。
[0037]步骤3.镀件电镀
[0038]将镀件放入电镀槽中，镀件与阳极(紫铜板)的极间距为4.5cm，电解液温度30°C，直流恒压电解的电压为0.6V，根据所需镀层厚度决定电镀时间为0.5h。
[0039]步骤4.镀件后处理
[0040]电镀结束后用温水和常温自来水清洗镀件，然后用吹风机吹干。
[0041]采用本发明复合添加剂及其生产工艺制备的电镀铜纯度达99.8%，镀层厚度为8.0微米，镀铜层平整、致密、光亮。
[0042]实施例二:
[0043]本实施例的无氰电镀铜生产工艺，其流程是先配制电镀液，再将镀件预处理，之后镀件电镀，最后经过镀件后处理。其具体操作过程如下所示:
[0044]步骤1.配制电镀液
[0045]称取所需量的0.5mol/L氯化铜、3.0mol/L氯化钠，溶于占总体积的3/4左右的去离子水中。再加入0.3mol/L柠檬酸钠、0.02g//L二乙烯三胺、0.03g//L硫脲、0.lg/L聚乙二醇-6000(P)。最后用高浓度的NaOH溶液调节pH为10.0左右，不断搅拌使所有药品溶解后，再加入去离子水至所需体积，并在用低浓度的NaOH溶液微调使pH为10.0。
[0046]步骤2.镀件预处理
[0047]镀件用400目、600目、1000目砂纸依次打磨除锈。之后用稀酸溶液中酸洗、自来水冲洗、乙醇清洗去除表面有机物、去离子水清洗待用。
[0048]步骤3.镀件电镀
[0049]将镀件放入电镀槽中，镀件与阳极(紫铜板)的极间距为5.0cm，电解液温度20°C，直流恒压电解的电压为1.0V，根据所需镀层厚度决定电镀时间为3.0h。
[0050]步骤4.镀件后处理
[0051 ]电镀结束后用温水和常温自来水清洗镀件，然后用吹风机吹干。
[0052]采用本发明复合添加剂及其生产工艺制备的电镀铜纯度达99.0%，镀层厚度为12.0微米，镀铜层平整、致密、光亮。
[0053]实施例三:
[0054]本实施例的无氰电镀铜生产工艺，其流程是先配制电镀液，再将镀件预处理，之后镀件电镀，最后经过镀件后处理。其具体操作过程如下所示:
[0055]步骤1.配制电镀液
[0056]称取所需量的0.15mo I /L硫酸铜、0.5mo I /L硫酸钾、1.0mo I /L硫酸钠，溶于占总体积的3/4左右的去离子水中。再加入0.6mol/L酒石酸钾钠、0.02g/L六次甲基四胺、0.08g/L2-硫脲嘧啶。最后用高浓度的氨水调节pH为9.5左右，不断搅拌使所有药品溶解后，再加入去离子水至所需体积，并在用低浓度的氨水微调使PH为9.5。
[0057]步骤2.镀件预处理
[0058]镀件平整可用400目、600目、1000目砂纸依次打磨除锈。之后用稀酸溶液中酸洗、自来水冲洗、乙醇清洗去除表面有机物、去离子水清洗待用。
[0059]步骤3.镀件电镀
[0060]将镀件放入电镀槽中，镀件与阳极(紫铜板)的极间距为5.5cm，电解液温度40°C，直流恒压电解的电压为0.4V，根据所需镀层厚度决定电镀时间为2.0h。
[0061 ] 步骤4.镀件后处理
[0062]电镀结束后用温水和常温自来水清洗镀件，然后用吹风机吹干。
[0063]采用本发明复合添加剂及其生产工艺制备的电镀铜纯度达99.9%，镀层厚度为10.5微米，镀铜层平整、致密、光亮。
[0064]实施例四:
[0065]本实施例的无氰电镀铜生产工艺，其流程是先配制电镀液，再将镀件预处理，之后镀件电镀，最后经过镀件后处理。其具体操作过程如下所示:
[0066]步骤1.配制电镀液
[0067]称取所需量的0.3mol/L硫酸铜、1.0mol/L硫酸钾，溶于占总体积的3/4左右的去离子水中。再加入1.0mol/L酒石酸、0.02g/L环氧氯丙烷、0.02g/L I，4_丁炔二醇、0.06g/L 2-疏基苯并咪唑(M)、0.04g//L烯丙基硫脲、0.06g/L 2-乙基己基硫酸钠。最后用高浓度的KOH溶液调节PH为10.0左右，不断搅拌使所有药品溶解后，再加入去离子水至所需体积，并在用低浓度的KOH溶液微调使pH为10.0。
[0068]步骤2.镀件预处理
[0069]镀件用400目、600目、1000目砂纸依次打磨除锈。之后用稀酸溶液中酸洗、自来水冲洗、乙醇清洗去除表面有机物、去离子水清洗待用。
[0070]步骤3.镀件电镀
[0071]将镀件放入电镀槽中，镀件与阳极(紫铜板)的极间距为5.0cm，电解液温度25°C，直流恒压电解的电压为0.8V，根据所需镀层厚度决定电镀时间为1.5h。
[0072]步骤4.镀件后处理
[0073]电镀结束后用温水和常温自来水清洗镀件，然后用吹风机吹干。
[0074]采用本发明复合添加剂及其生产工艺制备的电镀铜纯度达99.4%，镀层厚度为10.8微米，镀铜层平整、致密、光亮。
【主权项】
1.一种无氰电镀铜用复合添加剂，其特殊之处在于复合添加剂中包含主络合物、表面活性剂、PH调节剂，其中主络合物为酒石酸氢钾、酒石酸、酒石酸钾、D-酒石酸二氢钾、酒石酸钾钠、柠檬酸、柠檬酸钠中的一种，表面活性剂为三乙醇胺、二乙烯三胺、六次甲基四胺、环氧氯丙烷、I，4_丁炔二醇、硫脲、烯丙基硫脲、聚乙二醇-6000(P)、2_疏基苯并咪唑(M)、2_硫脲嘧啶、2-乙基己基硫酸钠中的一种或任意比例的几种的混合物，pH调节剂为氢氧化钾、氨水、氢氧化钠中的一种。2.按照权利要求1所述一种无氰电镀铜用复合添加剂，其特征在于上述原料的用量为，每升电镀铜电解液中复合添加剂分别为:0.05?5.0mo 1/L主络合物、0.01?0.5g/L表面活性剂、pH调节剂调节pH为9?13。3.按照权利要求2所述一种高纯阴极铜用复合添加剂，其特征在于上述原料的最佳用量为，每升电镀铜电解液中复合添加剂分别为:0.1?1.0mol/L主络合物、0.05?0.2g/L表面活性剂、PH调节剂调节pH为9.5?10.5。4.一种采用权利要求1所述无氰电镀铜用复合添加剂制备电镀铜的生产工艺，其特征在于，包含如下步骤: 步骤I)配制电镀液 称取所需量的0.05?0.5moI/L主盐、0.5?3moI/L导电盐，溶于占总体积的3/4左右的去离子水中。再加入0.1?1.0mol/L主络合物、O?0.2g/L表面活性剂。最后用高浓度的pH调节剂调节PH为9.5?10.5左右，不断搅拌使所有药品溶解后，再加入去离子水至所需体积，并在用低浓度的氢氧化钾溶液微调使pH为9.5?10.5。 步骤2)镀件预处理 镀件平整可用400目、600目、1000目砂纸依次打磨除锈。之后用稀酸溶液中酸洗、自来水冲洗、乙醇清洗去除表面有机物、去离子水清洗待用。 步骤3)镀件电镀 将镀件放入电镀槽中，镀件与阳极(紫铜板)的极间距为4.5?5.5cm，电解液温度20?400C，直流恒压电解的电压为0.4?1.0V，根据所需镀层厚度决定电镀时间为0.5-3.0h0 步骤4)镀件后处理 电镀结束后用温水和常温自来水清洗镀件，然后用吹风机吹干。5.按照权利要求4所述一种高纯阴极铜用复合添加剂，其特征在于所述的主盐为氯化铜和硫酸铜中的一种。6.按照权利要求4所述一种高纯阴极铜用复合添加剂，其特征在于所述的导电盐为与所使用主盐阴离子一致的氯化钾、氯化钠、硫酸钾、硫酸钠中的一种或任意比例的两种的混合物。
【文档编号】C25D3/38GK106065486SQ201610423853
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月10日 公开号201610423853.5, CN 106065486 A, CN 106065486A, CN 201610423853, CN-A-106065486, CN106065486 A, CN106065486A, CN201610423853, CN201610423853.5
【发明人】丁莉峰, 牛宇岚, 刘艳军, 李松栋, 赵辉, 姚英, 赵晓红, 李冰, 刘波
【申请人】太原工业学院