专利名称：：Edta体系无氰电镀铜液及其使用方法
技术领域：
：本发明涉及一种电镀液，特别是涉及无氰电镀铜液，属于电镀
技术领域：
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背景技术：
：氰化电镀铜层结晶细致、结合力好、镀液的均镀性、整平性、稳定性也非常好，可以在钢铁、锌及锌合金基体零件上直接电镀。但氰化电镀铜液中含有氰根离子，毒性大，废水及废液难处理，污染环境严重，而且危害人体健康。因此，人们一直在寻找可以替代氰化物电镀铜的无氰镀铜工艺。现有的无氰镀铜工艺主要有焦磷酸盐电镀铜、硫酸盐电镀铜、乙二胺电镀铜、氟硼酸盐电镀铜、柠檬酸-酒石酸电镀铜、HEDP电镀铜和氨基磺酸电镀铜体系等。其中，焦磷酸盐镀铜体系已大规模应用于生产，但一般还需要进行氰化预镀铜处理，而且镀液维护复杂，成本较高。柠檬酸-酒石酸电镀铜体系也有少量用于生产，但结合力不够理想，镀液成本也较高，长期放置易于生霉。硫酸盐电镀铜体系直接电镀时结合力极差。HEDP电镀铜体系几乎可以与氰化镀铜相媲美，但污水处理费用仍较高。其他的几种工艺也因都存在不同缺陷，基本上是停留在实验研究阶段，还没有完全用于工业生产
发明内容本发明的目的就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种新的EDTA体系无氰电镀铜液及其使用方法。本发明的无氰电镀铜液的主要优点是镀液配方简单，易于控制和操作，镀液使用温度范围宽，电流效率高，镀层结晶细致，外观色泽好，镀液稳定，均镀和覆盖力强，成本低，废水处理容易。可以代替含有剧毒的氰化电镀铜工艺，作为预镀铜或直接电镀铜使用。本发明提供的无氰电镀铜液的特征是所说的电镀铜液的配方是主络合剂乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸二钾120170g/;辅助络合剂柠檬酸三钠或柠檬酸三钾2540g/L，或酒石酸钾钠2040g/L;主盐硫酸铜2545g/L或碱式碳酸铜1218g/L;导电盐硝酸钠或硝酸钾48g/L;pH值调节剂氢氧化钠或氢氧化钾2040g/L。本发明无氰电镀铜液还申请了一种使用方法，其特征是电镀时电镀铜液的阴极电流密度为0.53.0A/dm2，pH控制在1213之间，温度为5070。C。与现有技术相比，本发明有如下优点或积极效果1、电镀铜液为无氰镀液，成分简单，容易操作和维护，可适用于钢铁零件表面的直接电镀。2、电镀铜液极化性能好。镀液中不添加硝酸钾时，阴极电流效率较高，一般都在80%以上。当电流密度在lA/dn)2左右时，电流效率在90%左右。3、添加有硝酸钾的电镀铜液有较高的极限阴极电流密度，镀层光亮区的电流密度范围较宽，电流密度的上限可达3A/dm2。4、电镀铜液的均镀能力好于柠檬酸-酒石酸电镀铜和氰化物电镀铜体系。添加柠檬酸钾和硝酸钾后，电镀铜液的深镀能力明显改善，可达到100%。5、镀层厚度一样时，用不含酒石酸钾钠的电镀铜液得到的镀铜层孔隙率远低于柠檬酸-酒石酸体系；含有硝酸钾-柠檬酸钾时的电镀铜液得到的镀铜层孔隙率低于或接近于氰化物电镀铜体系。6、镀层结合力能够满足需要，可用作铜-镍-铬防护装饰性镀层的预镀层使用。结合力强度略低于氰化体系，但高于柠檬酸-酒石酸体系。7、电镀铜液的稳定性高，经170h连续作业，镀液依然能够使用。具体实施例方式下面用实施例对本发明作进一步说明。实施例1电镀铜液的配方为乙二胺四乙酸二钠120g/L碱式碳酸铜12g/L氢氧化钾30g/L柠檬酸三钾30g/L硝酸钾6g/L;电镀时的工艺条件为电镀铜液的pH值12，温度5(TC，电流密度0.5A/dm2。实施例1与氰化物和柠檬酸-酒石酸电镀铜体系相比，均镀能力和整平性好，深镀能力相当。最大电流效率和沉积速度略低一些。可以满足预镀铜工艺的需求。实施例2电镀铜液的配方为乙二胺四乙酸二钾145g/L碱式碳酸铜14g/L柠檬酸三钠25g/L硝酸钠5g/L氢氧化钠20g/L;电镀时的工艺条件为电镀铜液的pH值12.5，温度6(TC，电流密度1.0A/dm2。实施例2与氰化物和柠檬酸-酒石酸电镀铜体系相比，均镀能力和整平性好，最大电流效率高。深镀能力和沉积速度略低一些。可以满足预镀铜工艺的需要。实施例3电镀铜液的配方为乙二胺四乙酸二钠155g/L碱式碳酸铜18g/L酒石酸钾钠30g/L硝酸钠5g/L氢氧化钾40g/L;电镀时的工艺条件为电镀铜液的pH值13，温度70'C，电流密度2.5A/dm2。实施例3与氰化物和柠檬酸-酒石酸电镀铜体系相比，均镀能力好，最大电流效率高。深镀能力和沉积速度略低一些，整平性相对较差。基本可以满足预镀铜工艺的需要。实施例4电镀铜液的配方为乙二胺四乙酸二钠170g/L硫酸铜25g/L氢氧化钠40g/L酒石酸钾钠20g/L硝酸钾4g/L;电镀时的工艺条件为电镀铜液的pH值12.5，温度65"C，电流密度3.OA/dm2实施例4与氰化物和柠檬酸-酒石酸电镀铜体系相比，均镀能力好。但深镀能力、最大电流效率、整平性和沉积速度略差一些。基本可以满足预镀铜工艺的需要。实施例5电镀铜液的配方和实施例1基本上一样，只是其中的辅助络合剂为柠檬酸三钠40g/L，主盐为硫酸铜35g/L，其它成分和实施例1相同；电镀时的工艺条件也和实施例1相同。实施例5与氰化物和柠檬酸-酒石酸电镀铜体系相比，均镀能力好，最大电流效率较高。深镀能力和沉积速度略低一些，整平性相对较好。基本可以满足预镀铜工艺的需要。实施例6电镀铜液的配方和实施例2基本上一样，只是其中的辅助络合剂为酒石酸钾钠40g/L，主盐为硫酸铜45g/L，其它成分和实施例2相同；电镀时的工艺条件也和实施2相同。实施例6与氰化物和柠檬酸-酒石酸电镀铜体系相比，均镀能力好，最大电流效率较高。深镀能力和沉积速度略低一些，整平性相对较好，基本可以满足预镀铜工艺的需要。本发明的实施例与氰化物电镀铜和柠檬酸-酒石酸电镀铜的性能比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求1、一种EDTA体系无氰电镀铜液，其特征是所说的电镀铜液的配方是主络合剂乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸二钾120～170g/L；辅助络合剂柠檬酸三钠或柠檬酸三钾25～40g/L，或酒石酸钾钠20～40g/L；主盐硫酸铜25～45g/L或碱式碳酸铜12～18g/L；导电盐硝酸钠或硝酸钾4～8g/L；pH值调节剂氢氧化钠或氢氧化钾20～40g/L。2、权利要求l的无氰电镀铜液的使用方法，其特征是电镀时电镀铜液的阴极电流密度为0.53.0A/dm2，pH控制在1213之间，温度为5070°C。全文摘要本发明提出一种新的EDTA体系无氰电镀铜液及其使用方法，电镀铜液中以乙二胺四乙酸二钠盐或钾盐作为主络合剂，以硫酸铜或碱式碳酸铜作为主盐，氢氧化钠或氢氧化钾作为电镀液pH值的调整剂，以柠檬酸的钠盐或钾盐或者酒石酸钾钠作为辅助络合剂，以硝酸钠或硝酸钾导电盐。还提出了一种无氰电镀铜液的使用方法。本发明镀液配方简单，易于控制和操作，镀液使用温度范围宽，电流效率高，镀层结晶细致，外观色泽好，镀液稳定，均镀和覆盖力强，成本低，废水处理容易。可以代替含有剧毒的氰化电镀铜工艺，作为预镀铜或直接电镀铜使用。文档编号C25D3/38GK101550570SQ20091009435公开日2009年10月7日申请日期2009年4月15日优先权日2009年4月15日发明者周卫铭,徐瑞东,郭忠诚,龙晋明申请人:昆明理工大学