[发明专利]无氰碱性镀铜的预镀液及预镀工艺、电镀液及电镀工艺

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于电镀技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明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。

本发明的技术方案是这样实现的：

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：

所述预镀液的pH为9.0-11。

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。

所述碳酸盐为碳酸钾和/或碳酸钠，作为本发明的导电盐，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，发明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，本发明对所述碳酸盐的浓度进行限定。

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，作为本发明的主络合剂，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，本发明还设置其他的辅助络合剂协同配合。

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。

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。

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。

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。

上述络合剂的协同仍无法实现较为平整的铜镀层，因此，本发明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。

发明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。