还原型复合配位非氰化学镀金液及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于镀金加工技术领域，更具体是一种还原型复合配位非氰化学镀金工艺 技术。
【背景技术】
[0002] 金具有良好的装饰性、可焊性、耐蚀耐磨性、抗氧化性等性能，所以金加工技术广 泛应用于日用装饰、包装、半导体、PCB、IC封装技术等领域。为了节约成本普遍采用镀金技 术实现应用需求，获得金镀层的方法通常有电镀和化学镀两种。近年来，为了适应电子元器 件的小型化和高性能化的发展以及高密度互连（HDI)技术，对化学镀金技术的需求日益增 强。
[0003] 早期的化学镀金技术以氰化物为基础配位剂，以硼氢化钾和DMAB(二甲胺硼烷） 作为还原剂。但是氰化物存在严重的安全问题，并且镀液体系存在对不纯物敏感、缺乏稳定 性、金的析出速率慢等缺点。
[0004] 无氰镀金的主要发展方向就是寻找更好的配位剂和添加剂。专利CN1771352A提 供了一种以亚硫酸盐、硫代硫酸盐作为络合剂，以羟基烷基磺酸作为还原剂的无氰化学镀 金体系。专利CN1802451A提供了一种以亚硫酸化合物和氨基羧酸化合物为络合剂的无电 浸金工艺。现有化学镀金工艺中，难以解决镀液稳定性问题，镀液对铁、镍、钴等杂质离子敏 感，镀液使用寿命低等问题限制了无氰化学镀金的发展。因此，从环保需求以及适应生产需 要降低生产成本的要求方面考虑，迫切需要一种安全稳定的化学镀金镀液及工艺方法。
【发明内容】
[0005] 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具有工艺稳定性好，持 续生产周期长，镀层色泽鲜亮，耐蚀耐候性好等特点的还原型复合配位非氰化学镀金液。
[0006] 本发明的另一目的是提供一种还原型复合配位非氰化学镀金方法。
[0007] 本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种还原型复合配位非氰化学 镀金液，其特征在于，镀液原料组成包括：
[0008] 非氰金盐 0.2~10g/L、 复合配位剂 10~100g/L、 还原剂 5~30g/L、 缓冲剤 5~30g/L、 稳定剂 0.01~10g/L。
[0009] 作为上述方案的进一步说明，所述非氰金盐为氯化金钾、亚硫酸金钠、硫代硫酸金 钠或其它水溶性非氰金盐中的一种。
[0010] 所述复合配位剂由柠檬酸盐、酒石酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、乙二胺、乙二胺四 乙酸钠、乳酸、丙酸、羟基乙酸、氨、三乙醇胺、甘氨酸中的一种或多种，和氨基环状有机物或 含氮多元环化合物复配而成。
[0011] 所述氨基环状有机物或含氮多元环化合物采用如吡啶、联吡啶、氨基吡啶、吡咯、 氨基吡咯、氨基苯、喹林、喹啉酸、喹啉-3-磺酸、喹啉-2-磺酸、羟基喹啉中的一种或多种。
[0012] 所述还原剂为甲醛、甲酸、甲酸盐、次磷酸、次磷酸盐、水合肼、硼氢化钠、二甲基胺 硼烷、抗坏血酸中的一种或多种。
[0013] 所述缓冲剂为：氨水、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、硼酸、硼砂、碳酸钠、氨基乙酸中的 一种或多种。
[0014] 所述添加剂为：糖精、硬脂酸盐、硫脲、硫代氨基脲、UPS、丁炔二醇、丁二酰亚胺、 L-甲硫氨酸、咪唑、十二烷基二苯醚二磺酸钠、十六烷基二苯醚二磺酸钠、十二烷基硫酸钠、 十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯亚胺、聚乙烯醇、聚乙二醇、硝酸铋、二苯基硫脲、碘化钾以及稀 土金属氧化物或氯化物中的一种或多种。
[0015] -种还原型复合配位非氰化学镀金方法，其特征在于，它包括前处理工序和施镀 工序，两工序步骤之间用纯水冲洗；在施镀过程中镀槽温度控制在30~80°C，pH值控制在 6~10;
[0016] 在所述前处理工序中，其过程包括：在络合剂、缓冲剂及还原剂组成的前处理液中 浸渍1~5分钟，温度控制在30~60°C，pH值控制在6~10。
[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] 本发明采用的复合配位剂，能够提高金离子稳定性，镀层致密平整；其使用两步进 行化学镀金方法：1.基体的前处理一2.化学镀金，能够使镀液稳定性更高，并且适用于铜、 镍、钴、钯、金及其合金等金属表面的镀金处理，适用范围更广。
【具体实施方式】
[0019] 本发明一种还原型复合配位非氰化学镀金液，镀液原料组成包括：
[0020] 非氰金盐 0.2~10g/L、 复合配位剂 10~100g/L、 还原剂 5~30g/L、 缓冲剂 5~30g/L、 稳定剂 0.01~10g/L。
[0021] 镀液制备过程：化学镀镀液的制备过程需要严格控制，各试剂的添加调整顺序错 误可能导致配制失败。首先称取需要用量的各组分试剂药品，分别溶解于纯水中；然后按照 缓冲剂、复合配位剂、稳定剂、还原剂、非氰金盐的顺序依次将各溶液加入容器中。注意在金 盐添加之前将溶液调整至指定pH范围。在施镀过程中镀槽温度控制在30~80°C，pH值控 制在6~10。
[0022] 施工工艺过程：施镀之前，需将待加工样品在前处理溶液中浸渍1~5分钟。前处 理溶液由络合剂、缓冲剂及还原剂组成，各组分及含量与镀液中相应组分保持一致。前处理 过程温度控制在30~60°C，pH值控制在6~10。经过前处理的待加工样品在经过水洗之 后进入镀金溶液中进行加工。
[0023] 复合配位剂由传统配位剂和氨基环状有机物或含氮多元环化合物复配组成。传统 配位剂包括：柠檬酸盐、酒石酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、乙二胺、乙二胺四乙酸钠、乳酸、 丙酸、羟基乙酸、氨、三乙醇胺、甘氨酸；氨基环状有机物或含氮多元环化合物包括：吡啶、 联吡啶、氨基吡啶、吡略、氨基吡略、氨基苯、喹林、喹啉酸、喹啉-3-磺酸、喹啉-2-磺酸、羟 基喹啉、喹林、喹啉酸、喹啉-3-磺酸、喹啉-2-磺酸、羟基喹啉等物质中的一种或多种复配 组成。
[0024] 以下结合具体实施例对本技术方案作详细的描述。
[0025] 实施例1
[0026] 镀液组成：
[0027] 氯化金钾 4g/L、. 三乙醇胺 20g/L、. 氨基吡咯 ]0g/L、 二甲基胺硼烷 10g/I、 氨水 2:0g/L、 十二烷基磺酸钠 （Ug/L。
[0028] 前处理液：
[0029] 三乙醇胺 20g/L、 氨基吡咯 10g/L、 二甲基硼烷 10g/L、 氨水 20g/L。
[0030] 条件控制：
[0031 ] 前处理温度40°C，pH8. 5，时间2分钟；
[0032]施镀温度65°C，pH8. 5,时间10分钟；
[0033] 样品效果：镀层致密，色泽光亮。
[0034] 实施例2
[0035] 镀液组成：
[0036] 氯化金钾 4g/_L、 甘氨酸 20g/L、 4-氨基吡啶 20g/L、 次磷酸钠 20g/L、 磷酸二氢钠 20g/L、 二苯基硫脲 0.1g/L。
[0037] 前处理液：
[0038] 甘氨酸 20g/L、 4-氨基吡啶 20g/L、 次磷酸钠 20g/L、 磷酸二氢钠 20g/L。
[0039] 条件控制：
[0040]前处理温度50°C，pH7,时间1分钟；
[0041]施镀温度70°C，pH7，时间10分钟。
[0042] 实施例3
[0043] 镀液组成：
[0044] 亚硫酸金钠 2g/L、 亚硫酸钠 30g/L、_ 2,2-联吡啶 10g/L·、 抗坏血酸 15g/L·、 磷酸二氢钾 ：20g/L、 二苯基硫脲 Q.2g/L。
[0045] 前处理液：
[0046] 亚硫酸钠 30g/L、 2,2-联吡啶 10g/L、 抗坏血酸 ：Hg/L、 磷酸二氢钾 浦:g/L。
[0047] 条件控制：
[0048]前处理温度30 °C，pH 6. 5，时间3分钟。
[0049] 施镀温度60 °C，pH 6. 5，时间10分钟。
[0050] 本发明与现有技术相比，采用的复合配位剂，能够提高金离子稳定性，镀层致密平 整；其使用两步进行化学镀金方法：1.基体的前处理一2.化学镀金，能够使镀液稳定性更 高，并且适用于铜、镍、钴、钯、金及其合金等金属表面的镀金处理，具有工艺稳定性好，持续 生产周期长，镀层色泽鲜亮，耐蚀耐候性好等特点。
[0051] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明 的保护范围。
【主权项】
1. 一种还原型复合配位非氰化学镀金液，其特征在于，镀液原料组成包括： 非氰金盐0. 2~10g/L、复合配位剂10~100g/L、 还原剂 5~30g/L、 缓冲剂 5~30g/L、 稳定剂 0· 01~10g/L。2. 根据权利要求1所述的还原型复合配位非氰化学镀金液，其特征在于，所述非氰金 盐为氯化金钾、亚硫酸金钠、硫代硫酸金钠或其它水溶性非氰金盐中的一种。3. 根据权利要求1所述的还原型复合配位非氰化学镀金液，其特征在于，所述复合配 位剂由柠檬酸盐、酒石酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、乙二胺、乙二胺四乙酸钠、乳酸、丙酸、 羟基乙酸、氨、三乙醇胺、甘氨酸中的一种或多种，和氨基环状有机物或含氮多元环化合物 复配而成。4. 根据权利要求3所述的还原型复合配位非氰化学镀金液，其特征在于，所述氨基环 状有机物或含氮多元环化合物采用如吡啶、联吡啶、氨基吡啶、吡咯、氨基吡咯、氨基苯、喹 林、喹啉酸、喹啉-3-磺酸、喹啉-2-磺酸、羟基喹啉中的一种或多种。5. 根据权利要求1所述的还原型复合配位非氰化学镀金液，其特征在于，所述还原剂 为甲醛、甲酸、甲酸盐、次磷酸、次磷酸盐、水合肼、硼氢化钠、二甲基胺硼烧、抗坏血酸中的 一种或多种。6. 根据权利要求1所述的还原型复合配位非氰化学镀金液，其特征在于，所述缓冲剂 为：氨水、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、硼酸、硼砂、碳酸钠、氨基乙酸中的一种或多种。7. 根据权利要求1所述的还原型复合配位非氰化学镀金液，其特征在于，所述添加 剂为：糖精、硬脂酸盐、硫脲、硫代氨基脲、UPS、丁炔二醇、丁二酰亚胺、L-甲硫氨酸、咪唑、 十二烷基二苯醚二磺酸钠、十六烷基二苯醚二磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸 钠、聚乙烯亚胺、聚乙烯醇、聚乙二醇、硝酸铋、二苯基硫脲、碘化钾以及稀土金属氧化物或 氯化物中的一种或多种。8. -种采用如权利要求1-7任意一项所述的还原型复合配位非氰化学镀金液的镀金 方法，其特征在于，它包括前处理工序和施镀工序，在所述前处理工序中，其过程包括：在络 合剂、缓冲剂及还原剂组成的前处理液中浸渍1~5分钟，温度控制在30~60°C，pH值控 制在6~10 ; 两工序步骤之间用纯水冲洗； 在施镀过程中镀槽温度控制在30~80°C，pH值控制在6~10。
【专利摘要】本发明公开了一种还原型复合配位非氰化学镀金液及方法，其特征在于，镀液原料组成包括：非氰金盐0.2～10g/L、复合配位剂10～100g/L、还原剂5～30g/L、缓冲剂5～30g/L、稳定剂0.01～10g/L。本发明使用的复合配位剂，能够提高金离子稳定性，镀层致密平整；具有工艺稳定性好，持续生产周期长，镀层色泽鲜亮，耐蚀耐候性好等特点。
【IPC分类】C23C18/44
【公开号】CN105349972
【申请号】CN201510834823
【发明人】谢金平, 李冰, 范小玲, 李宁, 宗高亮
【申请人】广东致卓精密金属科技有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月25日