一种咪唑-磺基水杨酸镀银电镀液及电镀方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及镀银工艺的技术领域，尤其涉及一种咪唑-磺基水杨酸镀银电镀液及 方法。
【背景技术】
[0002] 金属银以其优良的性能及相对较低的成本，成为应用最为广泛的贵金属之一。在 所有的金属中银的导电性最好，银的延展性居所有金属的第二位。此外，银还具有良好的导 热性、、反光性、耐蚀性能及焊接性能，因此，在电子、通讯等工业领域需求量很大。此外，银 因其特有的银白色金属光泽，一直被用于家庭高档用具、餐具及首饰等工艺品上作为装饰 层。然而银毕竟是一种贵金属，实际应用成本较高，在地壳中的含量仅为1X10_ 5%，因而考 虑在其它金属表面电沉积银来降低成本，同时表面拥有银的优良性能。
[0003] 自1839年英国的G. R. Elkington和H. Elkington兄弟申请氰化镀银的首个专利 并投放于工业生产以来，氰化镀银工艺因其镀液稳定可靠、电流效率高、较好的覆盖能力以 及较高的分散能力、所得镀层结晶细致且光亮等优点，在电镀银工艺中一直占主导地位。但 氰化物是剧毒的化学品，在生产、储存、运输以及使用过程中，会对人体造成危害，并且严重 污染环境。随着全球环保意识的日益增强，开发无氰镀银工艺是未来镀银电镀液领域的主 流发展方向。
[0004] 咪唑-磺基水杨酸镀银电镀液是当前一种研究应用较为广泛的无氰电镀液。现有 的咪唑-磺基水杨酸镀银电镀液存在镀液不够稳定，镀层抗变色性较差和可焊接性不够理 想的技术缺陷。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明一方面提供一种咪唑-磺基水杨酸镀银电镀液，该咪唑-磺基水 杨酸镀银电镀液的稳定性好高，镀层抗变色性和可焊接性强。
[0006] 一种咪唑-磺基水杨酸镀银电镀液，包括含量为30?40g/L的硝酸银、含量为 135?145g/L的磺基水杨酸、含量为135?145g/L的咪唑、含量为35?45g/L的醋酸盐、含 量为35?45g/L的碳酸盐、含量为0. 070?0. 116g/L的2, 2' -联吡啶和含量为0. 034? 0. 045g/L的硫代硫酸盐。
[0007] 其中，包括含量为35g/L的硝酸银、含量为140g/L的磺基水杨酸、含量为140g/L 的咪唑、含量为40g/L的醋酸盐、含量为40g/L的碳酸盐、含量为0. 084g/L的2, 2'-联吡啶 和含量为〇. 〇38g/L的硫代硫酸盐。
[0008] 其中，所述醋酸盐为醋酸钠和/或醋酸钾，所述硫代硫酸盐为硫代硫酸钠和/或硫 代硫酸钾，所述碳酸盐为碳酸钠和/或碳酸钾。
[0009] 以上咪唑-磺基水杨酸镀银电镀液的技术方案中，复合选用咪唑和磺基水杨酸作 为配位剂。金属银的标准电势为0.799V，属电正性较强的金属。将Ag +还原成单质银的交 换电流密度较大，也就是说，使Ag沉积的浓度极化较小。因此，从以Ag+形式存在的镀液中 沉积的银镀层结晶粗大，因而加入配位剂可以有效解决此问题。咪唑和磺基水杨酸与银离 子形成混合配位的银络合物。银离子与咪唑配位形成银的咪唑络合物，然后银的咪唑络合 物与磺基水杨根形成混合配位的银络合物。磺基水杨酸不仅可作为主配位剂，在镀液体系 中还可作为表面活性剂，当其浓度过低时会引起阳极的钝化。
[0010] 复合选用碳酸盐和醋酸盐作为导电盐，两者均优选为钠盐或钾盐。与单一的醋酸 盐导电盐相比，碳酸盐的加入可提高镀层外观的光洁度及平滑性。碳酸盐和醋酸盐两者均 为强碱弱酸盐，水解呈弱碱性，这有利于稳定镀液所需的碱性条件。导电盐可增强镀液的导 电性，但用量过多会导致镀液中晶体的析出。
[0011] 选用2,2' -联吡啶和硫代硫酸盐作为复配的光亮剂，相比单一使用两者，复配的 光亮剂能显著提高镀层的光亮度和平整性，能降低总的使用量。
[0012] 本发明另一方面提供一种电镀方法，该方法可以使得镀液的稳定性好高，镀层抗 变色性和可焊接性强。
[0013] 一种使用上述的咪唑-磺基水杨酸镀银电镀液电镀的方法，包括以下步骤：
[0014] (1)配制电镀液：向每升水中溶解30?40g的硝酸银、135?145g的磺基水杨酸、 135?145g的咪唑、35?45g的醋酸盐、35?45g的碳酸盐、0. 070?0. 116g的2, 2' -联 吡啶和含量为〇. 034?0. 045g的硫代硫酸盐；
[0015] (2)以铜板作为阴极，对阴极进行预处理；
[0016] (3)以银板作为阳极，将阳极和经过预处理的阴极置入所述电镀液中通入电流进 行电镀。
[0017] 其中，所述预处理具体为将阴极用酸浸渍后用去离子水冲洗，再置入镍电镀液中 进行镀镍，将镀镍后的阴极浸入含银溶液中。
[0018] 其中，所述含银溶液包括含量为15?20g/L的硝酸银、含量为200?220g/L的硫 尿，所述含银溶液的温度为20?30°C，pH为4?6。
[0019] 其中，所述镍电镀液包括含量为220?240g/L的硫酸镍、含量为30?40g/L的氯 化镍、含量为60?70g/L的柠檬酸钠、含量为30?35g/L的亚磷酸，所述镍电镀液进行电 镀的温度为60?70°C，pH为2?3,平均电流密度为0. 1?0. 3A/dm2。
[0020] 其中，所述电流为双向脉冲电流，正向脉宽为1?3ms，正向占空比为5?20%，正 向平均电流密度为〇. 2?0. 3A/dm2,负向脉宽为1?3ms，负向占空比为5?20%，负向平均 电流密度为〇. 1?〇. 2A/dm2。
[0021] 其中，步骤（3)中所述电镀液的pH为8?9. 5。
[0022] 其中，步骤（3)中所述电镀液的温度为15?30°C。
[0023] 以上电镀方法的技术方案中，双向脉冲电流定义为在h时间内通入电流密度峰值 为Jpl的电流，在t 2时间内无通入电流；在t3时间内通入电流密度峰值为Jp2的电流，在t4 时间内无通入电流；也成为双向间歇脉冲电流。正向占空比定义为LAtJt2),正向脉宽为 正向电流导通时间h，正向平均电流定义为J p h/ (ti+t2)，同理可知反向电流的参数定义。 双向脉冲电流可为双向脉冲方波电流。同单脉冲电流电镀技术相比，其主要优点为：反向脉 冲电流的阳极溶解使阴极表面的金属离子浓度迅速回升，这有利于随后的阴极周期使用高 的脉冲电流密度，而高的脉冲电流密度又使得晶核的形成速度大十晶体的生长速度，因可 以得到更加致密、光亮，孔隙率低的镀层。
[0024] 镍电镀液可具体包括含量为220g/L的硫酸镍、含量为30g/L的氯化镍、含量为 65g/L的柠檬酸钠、含量为32g/L的亚磷酸，所述镍电镀液进行电镀的温度为60°C，pH为 2. 5,平均电流密度为0. 2A/dm2。电镀的时间可为25min。
[0025] 以上电镀方法的技术方案中，含银溶液的优选配方为含银溶液包括含量为15g/L 的硝酸银、含量为215g/L的硫尿。所述含银溶液的温度优选为25°C，pH优选为5。浸银的 时间为4?6min，优选为5min。预处理之所以包括浸银的步骤，是由于镍的标准电极电势