一种用于滚镀的高锡铜锡合金电镀液和工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于滚镀的高锡铜锡合金电镀液，其特征在于，所述溶液中包括作为络合剂的焦磷酸盐，作为导电盐的磷酸二氢钾，作为主盐的可溶性铜盐、可溶性锡盐，作为镀液PH调整剂的磷酸和氢氧化钾，镀液稳定剂和适量的复配添加剂；焦磷酸盐浓度为100-350g/L，磷酸二氢钾40-120g/L，铜盐浓度为3-20g/L，锡盐浓度为3-20g/L，稳定剂浓度为1-12g/L，所述复配添加剂浓度为1-20ml/L。本发明电镀溶液组分简单，易于维护，可适用于较宽电流密度范围，镀层光亮，可滚镀得到与基体结合力良好的光亮的高锡铜锡合金镀层。
【专利说明】一种用于滚镀的高锡铜锡合金电镀液和工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电镀【技术领域】，尤其是涉及一种专门用于滚镀的高锡铜锡合金电镀液 和工艺。
【背景技术】
[0002] 铜锡合金镀层因其电镀成本低、良好的防扩散性能，在众多的电镀应用领域中是 代镍、节镍镀层的最佳选择。传统的电镀铜锡合金工艺为氰化物溶液体系，对人体及环境都 有巨大的危害作用，为满足未来社会的可持续发展要求，无氰电镀铜锡合金工艺正越来越 受到人们的关注与热捧。高锡铜锡合金含锡量较大，容易抛光，抛光后反射率高，硬度介于 镍、铬之间；空气中耐氧化能力强，且随着镀层中锡含量的增加，镀层的耐蚀能力也随之增 加。
[0003] 另外，与挂镀不同，滚镀多用于轻薄型小型工件，工件复杂，往往会出现电流效率 低，获得相等厚度的镀层需要时间长，以及结合力不良等问题。本体系使用复配添加剂有效 改善这些问题，且为弱碱性电镀体系，对设备腐蚀小，废水容易处理，对环境的危害大大降 低。
【发明内容】
[0004] 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渡液稳定，并且废液容 易处理的高锡铜锡合金电镀液。
[0005] 本发明的另一目的是提供一种碱性溶液专门用于滚镀高锡铜锡合金电镀工艺。
[0006] 本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种用于滚镀的高锡铜锡合金 电镀液，其特征在于，所述溶液中包括包括作为络合剂的焦磷酸盐，作为导电盐的磷酸二氢 钾，作为主盐的可溶性铜盐、可溶性锡盐，作为镀液PH调整剂的磷酸和氢氧化钾，镀液稳定 剂和适量的复配添加剂；
[0007] 所述焦磷酸盐浓度为100_350g/L，磷酸二氢钾40-120g/L，铜盐浓度为3-20g/L， 锡盐浓度为3-20g/L，稳定剂浓度为l-12g/L，所述复配添加剂浓度为l-20ml/L。
[0008] 作为上述方案的进一步说明，所述焦磷酸盐为焦磷酸钾、焦磷酸钠中的一种。
[0009] 所述可溶性铜盐采用至少一种选自如下的物质：焦磷酸铜、硫酸铜、氯化铜、甲磺 酸铜、醋酸铜、氨基磺酸铜、2-羟基丙磺酸铜。
[0010] 所述可溶性锡盐采用至少一种选自如下的物质：焦磷酸亚锡、硫酸亚锡、氯化亚 锡、氟硼酸亚锡、2-羟基丙磺酸亚锡、烷基磺酸亚锡。
[0011] 所述添加剂是以下三种添加剂复配：第一类A为胺类，包括一种、两种或者多种选 自如下的物质或是缩合得到的物质：氨、二甲胺、乙二胺、二甲氨基丙胺、二亚乙基三胺、正 丙胺、异丙醇胺、三乙醇胺，四乙烯五胺、六亚甲基二胺、六亚甲基四胺、哌嗪、咪唑；第二类 B为含硫类化合物，包括一种、两种或者多种选自如下的物质或是缩合得到的物质：硫代水 杨酸、丁基或异丙基黄原酸盐、2-苯并噻唑磺酸、烯丙基硫脲、铋酮、二甲氨基苯甲基碱性蕊 香红、甲基硫脲间二吡啶、红氨酸、硫代丙二酰代尿素；第三类C为胺类与环氧化合物的缩 合物，胺类为第一种添加剂可能包含的物质，环氧化合物为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙 烧、环氧树脂。
[0012] 所述稳定剂为含两个羟基的化合物，包括对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚、β -萘 酚、抗坏血酸、柠檬酸、羟基苯磺酸中的一种。
[0013] 一种滚镀高锡铜锡合金的电镀工艺，其特征在于，所述超声波除油是采用HN-Eio 电解除油粉50-70g/L，温度保持在65-85°C ;化学除油是采用ΗΝ-132强力除油粉40-60g/ L，温度保持在50-80°C ;酸洗除锈过程是在浓度为Φ (HCl) = 15-25%的溶液环境中进行； 弱酸活化过程是在Φ (HCl) = 3-8%的溶液环境下进行；钝化是采用25-35g/L K2CrO4溶液 中进行，温度为55-65°C，钝化时间15-30s ;
[0014] 在所述的电镀液中，阴极电流密度为0. 2-3A/dm2,电镀液的温度控制在15-35°c， PH控制在8. 0-9. 0,滚筒转速15r/min，循环过滤，电镀lmin-3h均可获得光亮的高锡铜锡合 金镀层。
[0015] 本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
[0016] 本发明的电镀溶液组分简单，易于维护，可适用于较宽电流密度范围，镀层光亮， 可得到与基体结合力良好的光亮的高锡铜锡合金镀层。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本发明的高锡铜锡合金镀层扫描电镜（SEM)图；
[0018] 图2是高锡铜锡合金镀层的EDS图谱；
[0019] 图3是滚镀前的产品示意图；
[0020] 图4为滚镀后的产品示意图。
【具体实施方式】
[0021] 本发明一种用于滚镀的高锡铜锡合金电镀液，所述溶液中包括作为络合剂的焦 磷酸盐，作为导电盐的磷酸二氢钾，作为主盐的可溶性铜盐、可溶性锡盐，作为镀液PH调整 剂的磷酸和氢氧化钾，镀液稳定剂和适量的复配添加剂。镀液中磷酸盐为焦磷酸钾、焦磷酸 钠中的一种。可溶性铜盐采用至少一种选自如下的物质：焦磷酸铜、硫酸铜、氯化铜、甲基磺 酸铜、醋酸铜、氨基磺酸铜、2-羟基丙磺酸铜。可溶性锡盐采用至少一种选自如下的物质： 焦磷酸亚锡、硫酸亚锡、氯化亚锡、氟硼酸亚锡、2-羟基丙磺酸亚锡、烷基磺酸亚锡。添加剂 是三种添加剂复配：第一类A为胺类，包括一种、两种或者多种选自如下的物质或是缩合得 到的物质：氨、二甲胺、乙二胺、二甲氨基丙胺、二亚乙基三胺、正丙胺、异丙醇胺、三乙醇胺， 四乙烯五胺、六亚甲基二胺、六亚甲基四胺、哌嗪、咪唑；第二类B为含硫类化合物，包括一 种、两种或者多种选自如下的物质或是缩合得到的物质：硫代水杨酸、丁基或异丙基黄原酸 盐、2-苯并噻唑磺酸、烯丙基硫脲、铋酮、二甲氨基苯甲基碱性蕊香红、甲基硫脲间二吡啶、 红氨酸、硫代丙二酰代尿素；第三类C为胺类与环氧化合物的缩合物，胺类为第一种添加剂 可能包含的物质，环氧化合物为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙烷、环氧树脂。稳定剂为含两 个羟基的化合物，包括对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚、β -萘酚、抗坏血酸、柠檬酸、羟基苯 磺酸中的一种。
[0022] 以下结合具体实施例对本发明的技术方案作详细的描述。
[0023] 实施例1
[0024] 本实施例中，用于滚镀的高锡铜锡合金电镀液，该溶液的配方成分如下：
[0025]
【权利要求】
1. 一种用于滚镀的高锡铜锡合金电镀液，其特征在于，所述溶液中包括作为络合剂的 焦磷酸盐，作为导电盐的磷酸二氢钾，作为主盐的可溶性铜盐、可溶性锡盐，作为镀液PH调 整剂的磷酸和氢氧化钾，镀液稳定剂和适量的复配添加剂； 所述焦磷酸盐浓度为l〇〇_350g/L，磷酸二氢钾40-120g/L，铜盐浓度为3-20g/L，锡盐 浓度为3-20g/L，稳定剂浓度为l-12g/L，所述复配添加剂浓度为l-20ml/L。
2. 根据权利要求1所述的用于滚镀的高锡铜锡合金电镀液，其特征在于，所述焦磷酸 盐为焦磷酸钾、焦磷酸钠中的一种。
3. 根据权利要求1所述的用于滚镀的高锡铜锡合金电镀液，其特征在于，所述可溶性 铜盐采用至少一种选自如下的物质：焦磷酸铜、硫酸铜、氯化铜、甲磺酸铜、醋酸铜、氨基磺 酸铜、2-羟基丙磺酸铜。
4. 根据权利要求1所述的用于滚镀的高锡铜锡合金电镀液，其特征在于，所述可溶性 锡盐采用至少一种选自如下的物质：焦磷酸亚锡、硫酸亚锡、氯化亚锡、氟硼酸亚锡、2-羟 基丙磺酸亚锡、烷基磺酸亚锡。
5. 根据权利要求1所述的用于滚镀的高锡铜锡合金电镀液，其特征在于，所述添加剂 是以下三种添加剂复配：第一类A为胺类，包括一种、两种或者多种选自如下的物质或是缩 合得到的物质：氨、二甲胺、乙二胺、二甲氨基丙胺、二亚乙基三胺、正丙胺、异丙醇胺、三乙 醇胺，四乙烯五胺、六亚甲基二胺、六亚甲基四胺、哌嗪、咪唑；第二类B为含硫类化合物，包 括一种、两种或者多种选自如下的物质或是缩合得到的物质：硫代水杨酸、丁基或异丙基黄 原酸盐、2-苯并噻唑磺酸、烯丙基硫脲、铋酮、二甲氨基苯甲基碱性蕊香红、甲基硫脲间二吡 啶、红氨酸、硫代丙二酰代尿素；第三类C为胺类与环氧化合物的缩合物，胺类为第一种添 加剂可能包含的物质，环氧化合物为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙烷、环氧树脂。
6. 根据权利要求1所述的用于滚镀的高锡铜锡合金电镀液，其特征在于，所述稳定剂 为含两个羟基的化合物，包括对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚、3 -萘酚、抗坏血酸、柠檬酸、 羟基苯磺酸中的一种。
7. -种利用如权利要求1-6任意一项所述的电镀液滚镀高锡铜锡合金的电镀工艺， 其特征在于，它对阴极的金属基材处理工艺过程包括：基材一超声波除油一冲洗一化学 除油一冲洗一酸洗除锈一冲洗一水洗一弱酸活化一水洗一滚镀高锡铜锡合金一水洗一钝 化一水洗一烘干一成品； 所述超声波除油是采用HN-E10电解除油粉50-70g/L，温度保持在65-85°C ;化学除 油是采用HN-132强力除油粉40-60g/L，温度保持在50-80°C ;酸洗除锈过程是在浓度为 小（HC1) = 15-25%的溶液环境中进行；弱酸活化过程是在小（HC1) = 3-8%的溶液环境下 进行；钝化是采用25-35g/L K2Cr04溶液中进行，温度为55-65°C，钝化时间15-30s ; 在所述的电镀液中，阴极电流密度为〇. 2-3A/dm2,电镀液的温度控制在15-35°C，PH控 制在8. 0-9. 0,滚筒转速15r/min，循环过滤，电镀lmin-3h均可获得光亮的高锡铜锡合金镀 层。
【文档编号】C25D5/00GK104480501SQ201410712640
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】谢金平, 郭艳, 范小玲, 曾振欧, 吴耀程, 王群 申请人:广东致卓精密金属科技有限公司