[发明专利]焦磷酸盐镀铜作为无氰镀铜的打底电镀液

说明书

技术领域

本发明涉及一种镀铜液，特别是焦磷酸盐镀铜作为无氰镀铜的打底电镀液。

背景技术

氰化镀铜溶液中由于NaCN对铜离子有很强的络合力，分散能力和覆盖能力较好，镀层结晶细致，镀液呈碱性，有去油能力，因而能保证获得结合力良好的镀层，被广泛地应用于钢铁基体、铝合金、锌合金压铸件和铜合金电镀Cu/Ni/Cr上的打底镀层，具有无可比拟的优势。但是氰化镀铜电流效率低(仅约63％)，含有大量CN^-，有剧毒，对现场操作人员的健康损害大；同时排放的废气、污水亦不利于环境保护。

近年来为了进一步保护环境，减少公害，依照国家颁布《清洁生产促进法》和国家经贸委32号令，将“含氰电镀”列入《淘汰落后生产能力，工艺和产品的目录》(第三批)第23项，限令2003年底淘汰。为此，国内外学者在镀液类型、络合剂及添加剂的选择等方面做了大量的研究工作，以下分别介绍几种无氰镀铜工艺。

(1)酸性硫酸盐镀铜

酸性硫酸盐镀铜液主要由硫酸铜和硫酸组成，于20世纪60年代开发出硫酸盐镀铜添加剂后，在工业上获得了广泛应用。其镀层具有优异的光亮性和整平性，不需打光即可直接镀镍；镀液的成本低，电流效率高(约100％)，沉积速度快，内应力小，富有延展性，特别适合于铜箔、塑料件电镀底层及电铸；镀液具有很好的分散能力与覆盖能力，可以满足高厚度、小孔径的现代多层印制电路板穿孔电镀的需要。但其最大的缺点是对光亮剂的要求较为苛刻，并且在钢铁件、锌铸件、铝件上施镀需要预镀氰铜。

(3)HEDP镀铜

HEDP即羟基亚乙基二膦酸，镀液覆盖能力、均一性好，可直接在钢铁件上镀覆，无需预镀就可获得结合力良好的细致半光亮镀层。但因其电流效率较低，沉积速度较慢，废液难于处理，而未得到广泛应用。

(4)乙二胺镀铜

乙二胺镀铜以乙二胺为主络合剂，镀液的均镀能力好，镀层结晶细致，外观好，但需经打底后，方可用于铜、铁件的装饰电镀和防渗碳镀铜，且镀铜后再镀镍结合力差，故此种工艺不常使用。

(5)氟硼酸盐镀铜

氟硼酸盐镀铜液以氟硼酸盐为主的简单离子镀液，其最大的特点是阴极电流密度大，镀层沉积速度快，易获得较厚的镀层，因此常用于电铸，但缺点是镀液成本高，对设备腐蚀大，废水处理难。

(6)其它镀铜

除上述工艺外，还有柠檬酸盐镀铜、酒石酸盐镀铜、三乙醇胺镀铜等，虽然各工艺均有其优点，但又受各自局限性所致，如因镀液的配制比较繁琐，或因镀液维护较难，或对操作者要求较高，或镀液成本较高等原因，而难以实现工业化生产。

发明内容

为解决现有技术的无氰镀铜工艺存在的不足或局限性，适应电镀行业的发展和环保的要求，本发明提供一种焦磷酸盐体系的焦磷酸盐镀铜作为无氰镀铜的打底电镀液。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

焦磷酸盐镀铜作为无氰镀铜的打底电镀液，其特征在于其包含有开缸剂和补充盐，所述开缸剂按重量百分比浓度计包含有如下原料：焦磷酸钾20-35％、焦磷酸铜1-5％、柠檬酸铵1-2％、山梨醇1-3％、磺酸盐0.2-2％、苯基羧酸盐3-5％、糊精1-1.5％、烷基硫脲0.1-0.5％、氮杂环化合物0.05-0.5％；所述补充盐包含有如下重量比的原料：焦磷酸钾2-8％、焦磷酸铜75-85％、柠檬酸铵2-3％、山梨醇3-4％、磺酸盐1-2％、苯基羧酸盐2-3％、糊精1.5-5％、烷基硫脲0.1-0.2％、氮杂环化合物0.05-0.15％。

作为本发明优选的技术方案，所述开缸剂中各原料的重量百分比浓度为：焦磷酸钾25-30％、焦磷酸铜3-4％、柠檬酸铵1.5-2％、山梨醇1-1.5％、磺酸盐0.2-0.8％、苯基羧酸盐3-4％、糊精1-1.5％、烷基硫脲0.1-0.3％、氮杂环化合物0.1-0.25％；所述补充盐中各原料的重量比为：焦磷酸钾3-6％、焦磷酸铜80-85％、柠檬酸铵2-2.5％、山梨醇3-3.5％、磺酸盐1.5-1.8％、苯基羧酸盐2.1-2.6％、糊精3-3.5％、烷基硫脲0.15-0.18％、氮杂环化合物0.05-0.12％。

作为本发明上述技术方案的改进，其中还包含有安定剂，安定剂可增加镀液的稳定性，防止一价铜的产生。所述安定剂按体积百分比浓度计包含有如下物质：羟基乙叉二磷酸10-20％、三聚磷酸钠1-5％、EDTA·2Na1-2％。