一种磺酸二硫化物无氰镀金的电镀液及电镀方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电锥金技术领域，尤其涉及一种礙酸二硫化物无氯锥金的电锥液及电 锥方法。
【背景技术】
[0002] 金延展性好，易于抛光，具有较低的接触电阻，导电性能、焊接性能良好，在电子工 业中作为可焊性锥层得到了广泛的应用。金耐高温，硬金还比较耐磨，因此金锥层广泛应 用于精密仪器、仪表、印刷线路板、集成电路、管壳、电接点等要求电参数性能长期稳定的零 件。金的化学稳定性很高，只溶于王水而不溶于其他酸，因而金锥层耐蚀性很强，有良好的 抗变色性能，同时，金合金锥层有多种色调，故常用作名贵的装饰性锥层，如手饰、手表、艺 术品等。
[0003]根据锥金锥液中是否含有氯化物可分为有氯锥金和无氯锥金。由于氯化物有剧 毒，在环保意识的逐步增强的大时代背景下，氯化电锥金开始被各国政府通过立法进行限 巧||。无氯锥金的开发凸显出巨大的市场前景。现有的氯化电锥金普遍存在锥液的性能不佳， 锥层质量不高的技术缺陷，送些严重制约了无氯电锥金在工业上的进一步推广。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明一方面提供一种礙酸二硫化物无氯锥金的电锥液，该电锥液的 锥液性能较好，使用该锥液得到的锥层质量较高。
[0005]一种礙酸二硫化物无氯锥金的电锥液，包含W金计10~15g/L的Η氯化金、W二 硫基计72~108g/L的礙酸二硫化物和9~16g/L的硝基酪和含量为0. 16~0. 48g/L的 Η氧化神。
[0006]其中，包含W金计12g/L的Η氯化金、W二硫基计93g/L的W礙酸二硫化物和14g/L的硝基酪和0. 30g/L的Η氧化神。
[0007]其中，所述礙酸二硫化物为聚二硫二丙焼礙酸钢或苯基二硫丙焼礙酸钢。
[0008]W上电锥液的技术方案中，选用为Η氯化金为主盐。本发明中金离子含量可使得 阴极电流密度较高而沉积速度较快。若金盐含量过高，不仅会增加电锥成本，而且会使锥层 产生脆性增大的现象；若含量过低，锥层色泽较差，阴极电流密度较低，沉积速度较慢。
[0009]选用礙酸二硫化物为主配位剂。礙酸二硫化物为分子结构中包括二硫基（-S-S-) 的礙酸及其盐，优选为其盐，例如为聚二硫二丙焼礙酸钢或苯基二硫丙焼礙酸钢。聚二硫二 丙焼礙酸钢的分子结构中二硫基的两端分别连接两个丙焼礙酸基。苯基二硫丙焼礙酸钢的 分子结构中硫基的两端分别连接一丙焼礙酸基和苯基。礙酸二硫化物中的-S-S-与金离子 形成较为稳定的络合物。
[0010] 选用硝基酪为稳定剂。由于二硫基易被氧化形成硫单质沉淀，而导致锥液不稳定， 本发明中加入硝基酪，可大大避免上述问题。
[0011] 选用Η氧化神为光亮剂，提高锥层的光亮度。
[0012] 除了上述成分外，本发明在还可选用合适用量的其它在本领域所常用的添加剂， 例如导电剂碳酸钟、辅助配位剂、W测酸等为例的缓冲剂等，送些都不会损害锥层的特性。
[0013] 本发明另一方面提供一种礙酸二硫化物无氯锥金的电锥方法，该方法所适用的电 锥液的性能较好，根据该方法制备的锥层质量较高。
[0014] 一种使用上述的电锥液电锥的方法，包括W下步骤：
[0015] (1)配制电锥液；在水中溶解各原料组分形成电锥液，所述每升电锥液含有10~ 15g/L的Η氯化金、W二硫基计72~108g/L的礙酸二硫化物和9~16g/L的硝基酪和含量 为0. 16~0. 48g/L的Η氧化神；
[0016] (2)W预处理过的阴极和阳极置入所述电锥液中通入电流进行电锥。
[0017] 其中，所述电流为单脉冲方波电流；所述单脉冲方波电流的脉宽为0. 5~1ms，占 空比为5~30%，平均电流密度为0. 5~lA/dm2。
[0018] 其中，所述步骤（2)中电锥液的pH为8~10。
[001引其中，电锥液的温度为50~6(TC。
[0020] 其中，电锥的时间为20~40min〇
[0021] 其中，所述步骤似中阳极与阴极的面积比为（1~4) ;1。
[0022] W上电锥方法的技术方案中，单脉冲方波电流定义为在ti时间内通入电流密度为 Jp的电流，在t2时间内无通入电流，是一种间歇脉冲电流。占空比定义为ti/(ti+t2)，频率 为l/(ti+t2)，平均电流定义为Jpti/(ti+t2)。同直流电沉积相比，双电层的厚度和离子浓度 分布均有改变；在增加了电化学极化的同时，降低了浓差极化，产生的直接作用是，脉冲电 锥获得的锥层比直流电沉积锥层更均匀、结晶更细密。不仅如此，脉冲电锥还具有；（1)锥 层的硬度和耐磨性均高；(2)锥液分散能力和深锥能力好；（3)减少了零件边角处的超锥， 锥层分布均匀性好，可节约锥液使用量。
[0023]W铜巧作为阴极，W笛片为阳极。对阴极的预处理由先之后依次包括对阴极用砂 纸打磨、除油、浸酸、预浸铜。该用砂纸打磨可W打磨两次，第一次可W用粗砂纸例如200目 的砂纸打磨，第二次可W用细砂纸，例如可W用WC28金相砂纸。该除油可W先采用化学碱 液除油而后采用95%的无水己醇除油。其中，化学碱液组成为；50~80g/L化0HU5~20g/ L胞3口〇4、15~20g/L胞2〇)3和5g/LNazSiOs和1~2g/L0P-10。化学除油具体过程为经 待除油阴极在化学碱液中15~4(TC浸溃30s。浸酸时间为1~2min，浸酸的目的是活化， 具体地说是，去除被锥件表层的氧化物膜，使基体的晶格完全裸露，处于活化状态。浸酸所 用的溶液组成为；lOOg/L硫酸和0. 15~0. 20g/L硫脈。预浸铜时间为1~2min，所用的溶 液组成为；l〇〇g/L硫酸、50g/L无水硫酸铜和0.20g/L硫脈。
[0024] 步骤似中阳极与阴极的面积比优选为3 ;1。阴阳极面积比过大会使得其较易发 生纯化；反之，则会导致阴极铜沉积速率过小，从而降低电流效率。
[002引电锥液的抑为8~10。抑小于8,会导致金离子氧化二硫基中的硫原子产生硫单 质。若大于10,锥液会成暗褐色，影响最终的锥层的光泽。
[0026] 本发明W礙酸二硫化物为主配位剂，W硝基酪为稳定位剂，氧化神为光亮剂， 氯化金为金主盐，由此使获得的锥液具有较好的分散力和深锥能力，阴极电流效率高， 锥液性能优异。采用在锥液在碱性条件下电锥获得的锥层的孔隙率低，光亮度高，锥层质量 良好。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案。
[0028] 按照实施例1~6所述配方配制电锥液，具体如下；根据配方用电子天平称取各原 料组分的质量。将各原料组分分别溶解于适量的去离子水后充分混合均匀然后，加水调至 预定体积，加入烧碱调节抑值为8~10。
[0029] 使用实施例1~6及对比例所述配方配制的电锥液进行电锥的方法：
[0030] (1)阴极采用lOmmXlOmmXO. 1mm规格的铜巧。将铜巧先用200目水砂纸初步打 磨后再用WC28金相砂纸打磨至表面露出金属光泽。依次经温度为50~7(TC的化学碱液 除油、蒸傭水冲洗、95%无水己醇除油、蒸傭水冲洗、浸酸1~2min、预浸铜1~2min、二次 蒸傭水冲洗。其中，化学碱液的配方为50~80g/LNa0H、15~20g/L胞3?〇4、15~20g/L 胞2〇)3和5g/LNazSiOs和1~2g/L0P-10。浸酸所用的溶液组成为；lOOg/L硫酸和0. 15~ 0. 20g/L硫脈。预浸铜所用溶液组成为；100g/L硫酸、50g/L无水硫酸铜和0.20g/L硫脈。 [003。似W15mmXlOmmXO. 2mm规格的笛板为阳极，电锥前将砂纸打磨平滑、去离子水 冲洗及烘干。
[003引（3)将预处理后的阳极和阴极浸入电锥槽中的电锥液中，将将电锥槽置于恒温水 浴锅中，并为电锥槽安装电动揽拌机，将电动揽拌机的揽拌棒插于电锥液中。待调节水浴温 度使得电锥液温度维持在50~6(TC，机械揽拌转速调为100~25化pm后，接通脉冲电源， 脉冲电流的脉宽为0. 5~1ms，占空比为5~30%，平均电流密度为0. 5~lA/dm2。待通电 20~40min后，切断电锥装置的电源。取出钢板，用蒸傭水清洗烘干。
[0033] 实施例1
[0034] 电锥液的配方如下：
[0035]
[0036] 施锥工艺条件：单脉冲方波电流的脉宽为0. 5ms，占空比为30%，平均电流密度为 0. 5A/dm2 ;pH为8,温度为60。电锥时间为40min〇
[0037] 实施例2
[0038] 电锥液的配方如下：
[0039]
[0040]
[00川施锥工艺条件：单脉冲方波电流的脉宽为0. 6ms，占空比为25%，平均电流密度为 0.6A/dm2 ;pH为8. 5,温度为60。电锥时间为35min。
[004引 实施例3
[0043] 电锥液的配方如下：
[0044]
[004引施锥工艺条件：单脉冲方波电流的脉宽为0.8ms，占空比为20%，平均电流密度为 1A/血2 ;抑为9,温度为5(TC，电锥时间为20min