一种环境友好型化学镀金液的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种环境友好型化学镀金液，包括如下的组分：非氰金盐0.5-5g/L、金离子络合剂5-30g/L、杂质屏蔽剂5-20g/L、稳定剂0.1-10g/L、pH缓冲剂15-35g/L；所用金盐为亚硫酸金钠或氯化金钠，以亚硫酸盐为主要络合剂，通过辅助络合剂、杂质屏蔽剂以及稳定剂的共同作用，达到生产及贮存长期稳定的目的。本发明产品杜绝使用氰化物及含氰物质，且不含铅、镉等限制使用的重金属；具有储存期长，持续生产稳定性高，可焊接性能好，色泽鲜亮，耐蚀耐候性好等特点；既能够满足功能性电子电镀的要求，也可以作为装饰性镀金液使用。
【专利说明】一种环境友好型化学镀金液
【技术领域】
[0001] 本发明涉及应用于表面处理的化学镀金液【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 化学镀金是常用的高端表面处理方法。与电镀金工艺相比，化学镀金具有两个突 出优势。一是不需要通电，不用在每个待镀的点上都连上导线，不会因为电流密度的分布不 均问题引起镀层厚度的不均；二是生产中可以同时放入多个待镀板件在镀槽中，不会因为 阴阳极搭配问题限制槽内板材数量，从而达到提高产能的目的。
[0003] 在印制电路板制备中常用的最终表面处理方法有化学镀镍浸金、化镍化钯浸金 等，都需要环境友好型化学镀金液。这类表面处理方式具有单一表面处理即可满足多种组 装须求的特点。其板面平整、焊垫平坦，适用于布线密集，焊点间距小的表面加工。
[0004] 化学镀金过程直接关系到最终产品的质量。现代高端电子设备特别是小型化设备 对大规模集成电路、元器件线路微型化要求的提高，对化学镀金的也提出了更高的要求。氰 化物化学镀金由于其生产稳定性长期占据市场主导地位，但是氰化物是剧毒物质，在配制、 操作和存放等过程中都存在安全问题，氰化物的适用范围及用量都受到了严格的控制。随 着人们安全和环境保意识的提高，氰化物化学镀金终将退出市场，对无氰环境友好型化学 镀金液的需求将日益增强。
[0005] 为实现化学镀金的绿色生产，国内外许多研究单位和厂家进行了大量研究工作。 早期使用的非氰金盐多为三价金盐，例如三氯化金、氯合金酸盐等。这类化学镀金溶液中 需要具有较多的还原剂，不利于镀液的长期稳定。现在已有报道的一价金无氰镀金液主要 以M3Au (S203) 2或M3Au (S03) 2作为金盐。但是这些镀液仍然普遍存在稳定性差，镀层品质 不好等问题。另外一些置换镀金工艺为碱性镀液，施镀过程中易侵蚀印刷线路板阻焊膜基 材，可能会导致后续元件的焊接失效。因而开发中性或者偏酸性的对镍基体腐蚀较小的环 保型化学镀金工艺尤为重要。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种满足贮存及生产稳定 性、对线路板无损伤等技术要求，环保、污染少的环境友好型化学镀金液。
[0007] 本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种环境友好型化学镀金液， 其特征在于，它包括以下组份：
[0008] 非氰金盐 0· 5-5g/L 主络合剂 5-30g/L
[0009] 辅助络合剂5-15g/L 杂质屏蔽剂5-20g/L
[0010] 稳定剂 0.1-10g/L pH 缓冲剂 15-35g/L。
[0011] 作为上述方案的进一步说明，所述金盐为水溶性亚硫酸金钠、硫代硫酸金钠、氯化 金酸盐、硫代苹果酸金盐中的一种，其中以亚硫酸金钠为优选金盐。
[0012] 所述主络合剂为亚硫酸钠或硫代硫酸钠。
[0013] 所述辅助络合剂为氨、乙二胺、柠檬酸钠，酒石酸盐，有机膦酸中的一种或一种以 上。
[0014] 所述杂质屏蔽剂为乳酸、苹果酸、EDTA、丁二酸及甘氨酸或其盐类中的一种或一种 以上。
[0015] 所述稳定剂为三乙醇胺、NTA(亚硝酸盐）、苯并三唑、2-巯基苯并噻唑中的一种或 一种以上。
[0016] 所述pH缓冲剂为硼砂、磷酸二氢钠或磷酸氢二钠；控制镀液的pH值范围为5? 7。
[0017] 本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
[0018] 本发明采用多种络合剂与金离子共同作用，形成复合型络离子，镀液更稳定；镀液 储存期长，常温密封储存期在6个月以上；绿色环保，不含任何形式的氰根离子，不含铅、铊 等重污染金属离子；在不使用铅、铊等加速离子的情况下，依然能够保持较高的镀速，且镀 速稳定可调；镀液在偏酸性条件下工作，能够保证镍表面的新鲜度，提高镍金结合力，并有 效抑制黑盘现象的发生。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为实施例1的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0020] 本发明一种环境友好型化学镀金液，包括金盐、主络合剂、辅助络合剂、杂质屏蔽 齐?、稳定剂以及pH缓冲剂。金盐为水溶性亚硫酸金钠、硫代硫酸金钠、氯化金酸盐、硫代 苹果酸金盐中的一种。其中以亚硫酸金钠为优选金盐：在为镀液提供金离子来源的同时， 选择低价态络合型金盐能够更好的提高镀液的稳定性。金离子在镀液中的浓度过低时镀 速太低，不利于生产效率的提高；浓度太高则容易分解，不利于镀液稳定。金盐的用量在 0· 5_5g/L。
[0021] 所述金离子络合剂分为主络合剂以及辅助络合剂。主络合剂为亚硫酸钠或硫代硫 酸钠。少量亚硫酸根与硫代硫酸根离子在镀液中主要起到络合作用，当用量较多时会起到 还原剂的作用。辅助络合剂包括氨、乙二胺、柠檬酸钠，酒石酸盐，有机膦酸中的一种或一种 以上。络合剂的选择与搭配是获得稳定性化学镀金液的关键所在。主络合剂与金离子形成 络离子，防止沉淀生成，增加镀液的稳定性。辅助络合剂是在主络合剂作用之后进一步与游 离金离子络合或者与主络合剂离子之间形成氢键，加强络离子的稳定性，延长镀液使用寿 命。主络合剂的总用量在5-30g/L，辅助络合剂用量在5-15g/L。
[0022] 所述杂质屏蔽剂为乳酸、苹果酸、EDTA、丁二酸及甘氨酸或其盐类中的一种或一种 以上。杂质屏蔽剂主要用来屏蔽镍表面化学镀金过程中置换出来镍离子，以及可能带入的 铜离子等金属杂质离子。杂质离子在化学镀金过程中可能危害到镀金层的性能，从而造成 较大损失。杂质屏蔽剂通过与杂质离子形成稳定剂极高的络离子，避免这些离子参与到材 料表面的化学反应中。杂质屏蔽剂的用量为5-20g/L。
[0023] 所述稳定剂为三乙醇胺，NTA (亚硝酸盐）、苯并三唑、2-巯基苯并噻唑中的一种或 一种以上。稳定剂能够有效抑制化学镀金液的自分解反应，提高镀液的稳定性，延长使用寿 命。但是在化学镀中稳定剂的用量需要严格的控制，稳定剂过少时不能够起到抑制作用， 用量太高时又会影响镀液的镀速，甚至完全阻止了反应的发生。本发明中稳定剂的用量在 0·l-10g/L。
[0024] 所述pH缓冲剂为硼砂、磷酸二氢钠或磷酸氢二钠。缓冲剂的作用是控制化学镀金 沉积时的镀液pH值，使之在工艺操作范围内波动，以稳定沉积速率及保证镀层质量。本发 明镀液的pH值在5. 0-7. 0之间，硼砂、磷酸二氢钠或磷酸氢二钠在此区间内具有较好的缓 冲作用，同时对其他组分没有不良影响。pH缓冲剂用量在15_35g/L。
[0025] 以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的详述。
[0026] 实施例一
[0027] ( 1)化学镀金液组成：
[0028] 亚硫酸金钠2g/L、亚硫酸钠5g/L、硫代硫酸钠15g/L、乙二胺6g/L、乙二胺四乙酸 二钠5g/L、三乙醇胺2g/L、硼砂15g/L。
[0029] 施镀条件：pH值为6. 0,温度为80°C。
[0030] (2)测试样品制备：
[0031] 实验基材采用玻纤覆铜板，采用如图1所示的工艺流程制备测试样品；
[0032] (3)测试项目及要求
[0033] 对实施例一所制备得到的样品进行的测试项目、试验条件及性能要求如表1所 /_J、1 〇
[0034] 表1化学镀金层性能评价项目、试验条件及要求
[0035]
【权利要求】
1. 一种环境友好型化学镀金液，其特征在于，它包括以下组份：非氰金盐 0. 5-5 g/ L、主络合剂5-30 g/L、辅助络合剂5-15 g/L、杂质屏蔽剂5-20 g/L、稳定剂0.1-10 g/L和 pH 缓冲剂 15-35 g/L。
2. 根据权利要求1所述的一种环境友好型化学镀金液，其特征在于，所述金盐为水溶 性亚硫酸金钠、硫代硫酸金钠、氯化金酸盐、硫代苹果酸金盐中的一种。
3. 根据权利要求1所述的一种环境友好型化学镀金液，其特征在于，所述主络合剂为 亚硫酸钠或硫代硫酸钠。
4. 根据权利要求1所述的一种环境友好型化学镀金液，其特征在于，所述辅助络合剂 为氨、乙二胺、柠檬酸钠，酒石酸盐，有机膦酸中的一种或一种以上。
5. 根据权利要求1所述的一种环境友好型化学镀金液，其特征在于，所述杂质屏蔽剂 为乳酸、苹果酸、EDTA、丁二酸及甘氨酸或其盐类中的一种或一种以上。
6. 根据权利要求1所述的一种环境友好型化学镀金液，其特征在于，所述稳定剂为三 乙醇胺、NTA (亚硝酸盐）、苯并三唑、2-巯基苯并噻唑中的一种或一种以上。
7. 根据权利要求1所述的一种环境友好型化学镀金液，其特征在于，所述pH缓冲剂为 硼砂、磷酸二氢钠或磷酸氢二钠；控制镀液的pH值范围为5?7。
【文档编号】C23C18/44GK104109848SQ201310139058
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月22日 优先权日:2013年4月22日
【发明者】谢金平, 李冰, 范小玲, 李宁 申请人:广东致卓精密金属科技有限公司