一种去除金电镀液中的镍杂质的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种去除金电镀液中的镍杂质的方法。
【背景技术】
[0002]由于金具有优良的耐化学腐蚀性和电导性能，因而，金在电子元件和印刷电路板(PCB)中被用作接头，以确保印刷电路和电子元件的可靠性。
[0003]纯金(99.9%)被用于PCB上多个半导体芯片之间的直接附加和粘合。纯金还具有熔融焊料良好的润湿性，从而具有更好的可焊性。电镀是用于将纯金沉积在PCB上的一种主要技术。
[0004]在金电镀过程中，二价镍离子和金会一起沉积，在金电镀槽中作为杂质的二价镍离子会通过电化学反应生成镍而减少。占沉积后的金的百分比远少于1%的镍杂质会导致粘合问题。
[0005]当金电镀槽被镍污染时，一般会将被镍污染的金电镀液倾销掉。这里，倾销是指制造商将被镍污染的金电镀液丢弃并卖给回收商。然而，制造商通过倾销回收得到的钱仅相当于回收得到的金的70%或更少，并且制造商还需要投钱去制造新的金电镀液。并且，由于被废弃的金电镀液的回收过程具有一系列的化学步骤，因此回收商对废弃的金电镀液的频繁处理增加了环境污染的风险。
[0006]假镀是另一种将金属杂质从电镀液中移除的方法。假镀意为以低电流密度在假阴极上电镀，这样，金属污染物可以沉积在假阴极上。假镀通常用来除去杂质。例如，在镍电镀液中，在电流密度为2A/ft2时，铜和铅污染物可以被除去；在电流密度为5A/ft2时，铁和锌污染物可以被除去。而在金电镀液中，大量的镍可被沉积在假阴极上，但是金也将被沉积与假阴极上，并且所沉积的金的含量较高。因此，假镀并不被推崇用于除去金电镀液中的二价镍离子。
[0007]在现有的金电镀步骤中，稀释的金电镀液被用于防止金电镀槽被污染。因为大多数污染物会溶解于稀释的金电镀液中，这样就只有少量的污染物被引入到金电镀槽中。然而，由于稀释的金电镀液不能完全阻止二价镍离子进入金电镀槽中，所以金电镀槽被镍污染仍然会发生。此外，稀释的金电镀液会显著增加生产成本。
【发明内容】
[0008]本发明针对现有的金电镀槽使用寿命短，现有的被污染的金电镀液的处理方法(即被倾倒)导致金的大量损失以及环境污染的风险，镍杂质的存在导致金电镀的报废率高的问题，提供了一种去除金电镀液中的镍杂质的方法。
[0009]本发明就其技术问题提供了的技术方案如下:
[0010]本发明提供了一种去除金电镀液中的镍杂质的方法，包括以下步骤:
[0011]S1、将螯合树脂分散于具有镍杂质的金电镀液中，形成悬浮液，使所述螯合树脂吸收所述镍杂质；
[0012]S2、将所述悬浮液中的所述螯合树脂过滤掉，得到去除所述镍杂质后的金电镀液。
[0013]本发明上述的去除金电镀液中的镍杂质的方法中，所述螯合树脂为亚氨基二乙酸型螯合树脂或氨基膦酸型螯合树脂。
[0014]本发明上述的去除金电镀液中的镍杂质的方法中，所述步骤SI还包括使所述悬浮液的温度处于70°C的步骤。
[0015]本发明上述的去除金电镀液中的镍杂质的方法中，所述步骤SI还包括搅拌所述悬浮液的步骤。
[0016]本发明上述的去除金电镀液中的镍杂质的方法中，所述搅拌悬浮液的搅拌时间为lh-24h。
[0017]本发明上述的去除金电镀液中的镍杂质的方法中，在所述步骤SI之前，所述去除金电镀液的镍杂质的方法还包括将所述具有镍杂质的金电镀液的PH值调整为6-8。
[0018]本发明通过用螯合树脂吸收金电镀液中的镍杂质，使现有的被污染的金电镀液不用立刻被倾销掉；还使金电镀液的使用寿命得到延长；同时还减少了金电镀的成本以及环境污染的风险，具有理想的市场前景。
【附图说明】
[0019]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0020]图1为本发明实施例的IRC747树脂对金电镀液中的Au+的吸收率与金电镀液中Au+的浓度的关系的示意图；
[0021]图2为本发明实施例的IRC747树脂对金电镀液中的Ni2+的吸收率与金电镀液中Au+的浓度的关系的示意图；
[0022]图3为本发明第一实施例的干燥后的滤渣以及IRC747树脂的XPS谱图；
[0023]图4为本发明第一实施例的干燥后的滤渣以及IRC747树脂的另一 XPS谱图；
[0024]图5为本发明实施例的IRC747树脂对金电镀液中的Ni2+的吸收率与金电镀液的pH值的关系的不意图；
[0025]图6为本发明实施例的IRC747树脂对金电镀液中的Au+的吸收率与金电镀液的pH值的关系的不意图；
[0026]图7为本发明实施例的IRC747树脂对金电镀液中的Ni2+的吸收率与搅拌时间的关系的不意图；
[0027]图8为本发明实施例的IRC748树脂对金电镀液中的Au+的吸收率与金电镀液中Au+的浓度的关系的示意图；
[0028]图9为本发明实施例的IRC748树脂对金电镀液中的Ni2+的吸收率与金电镀液中Au+的浓度的关系的示意图；
[0029]图10为本发明实施例的IRC748树脂对金电镀液中的Ni2+的吸收率与搅拌时间的关系的不意图；
[0030]图11为本发明实施例的IRC748树脂对金电镀液中的Au+的吸收率与金电镀液的pH值的关系的不意图；
[0031]图12为本发明实施例的IRC748树脂对金电镀液中的Ni2+的吸收率与金电镀液的pH值的关系的不意图。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的描述。
[0033]本发明提供了一种去除金电镀液中的镍杂质的方法，该方法包括以下步骤:
[0034]S1、将螯合树脂分散于具有镍杂质的金电镀液中，形成悬浮液，使螯合树脂吸收镍杂质；
[0035]其中，本发明中，螯合树脂为亚氨基二乙酸型螯合树脂或氨基膦酸型螯合树脂。
[0036]本发明中，螯合树脂并不溶于金电镀液。本发明对亚氨基二乙酸型螯合树脂和氨基膦酸型螯合树脂的吸收Ni2+和Au+的能力做了对比试验。具体地，在试验中，亚氨基二乙酸型螯合树脂和氨基膦酸型螯合树脂分别吸收柠檬酸盐基金电镀液和磷酸盐基金电镀液中的Ni2+和Au+。试验表明:无论是在柠檬酸盐基金电镀液和磷酸盐基金电镀液中，亚氨基二乙酸型螯合树脂都会吸收掉大量的Ni2+ (大于90%)，并只吸收少量的Au+ (小于10%)。而氨基膦酸型螯合树脂只在磷酸盐基金电镀液中能够吸收掉大量的Ni2+ (大于90%)，并吸收少量的Au+ (小于10%);而在柠檬酸盐基金电镀液中，氨基膦酸型螯合树脂吸收的Ni2+小于30%，而氨基膦酸型螯合树脂吸收的Au+小于1%。因此，本发明中的螯合树脂优选为亚氨基二乙酸型螯合树脂。
[0037]进一步地，本发明中，当悬浮液的温度为70°C时，螯合树脂吸收金电镀液的Ni2+的效率达到较佳的水平。因此，本发明中，该步骤SI还包括使悬浮液的温度处于70°C的步骤。
[0038]本发明中，可通过搅拌、摇动等方法将螯合树脂分散于具有镍杂质的金电镀液中。
[0039]本步骤包括搅拌悬浮液的步骤，从而将螯合树脂分散于具有镍杂质的金电镀液中。这里，搅拌方法包括超声波搅拌、机械搅拌等。搅拌悬浮液的搅拌时间为lh-24h。
[0040]具有镍杂质的金电镀液的pH值对螯合树脂吸收镍杂质会有影响；在本步骤之前，本发明的去除金电镀液的镍杂质的方法还包括将具有镍杂质的金电镀液的pH值调整为6-8。
[0041]S2、将悬浮液中的螯合树脂过滤掉，得到去除镍杂质后的金电镀液。
[0042]为了验证本发明的去除金电镀液中的镍杂质的方法的效果，下面进行了试验。
[0043]第一实施例
[0044]本实施例准备了具有Ni2+的金电镀液，该金电镀液包括7.5g/L的Au+和80g/L的KH2PO4以及水。本实验中，Ni2+的浓度为100mg/L ；Au+由KAu(CN)2引入；Ni2+由NiSO4引入。本实施例中，金电镀液是一种磷酸盐基金电镀液，且该金电镀液的PH值等于7。
[0045]然后再向具有Ni2+的金电镀液中掺加入10g/L的IRC747树脂(Amberlite系列)粉末，并通过搅拌，得到悬浮液。这里，IRC747树脂是一种氨基膦酸型螯合树脂。这里，搅拌时间为24h。
[0046]再将悬浮液过滤，得到滤液和滤渣。对滤液中的Au+和Ni2+的浓度进行检测分析，可以得到金电镀液中被IRC747树脂吸收的Au+和Ni2+的百分比，其结果如图1和图2所示。
[0047]如图1和图2所示，本实施例中，IRC747树脂对金电镀液中的Au+的吸收率为
4.1%，小于10%，且IRC747树脂对金电镀液中的Ni2+的吸收率为98%，大于90%。
[0048]本实施例还对干燥后的滤渣以及IRC747树脂进行XPS分析，得到干燥后的滤渣以及IRC747树脂的XPS光谱，可以发现:相比于IRC747树脂，干燥后的滤渣具有Ni2+的峰线，如图3所示；干燥后的滤渣还具有Au+的峰线，如图4所示，从而证明了 IRC747树脂可以吸收金电镀液中的Ni2+和Au+。
[0049]第二实施例
[0050]本实施例准备了具有Ni2+的金电镀液，该金电镀液包括8.7g/L的Au+和80g/L的KH2PO4以及水。本实验中，Ni2+的浓度为100mg/L ；Au+由KAu(CN)2引入；Ni2+由NiSO4引入。本实施例中，金电镀液是一种磷酸盐基金电镀液，且该金电镀液的PH值等于7。
[0051]然后再向具有Ni2+的金电镀液中掺加入10g/L的IRC747树脂(Amberlite系列)粉末，并通过搅拌，得到悬浮液。这里，IRC747树脂是一种氨基膦酸型螯合树脂。这里，搅拌时间为24h。
[0052]再将悬浮液过滤，得到滤液和滤渣。对滤液中的Au+和Ni2+的浓度进行检测分析，可以得到金电镀液中被IRC747树脂吸收的Au+和Ni2+的百分比，其结果如图1和图2所示。
[0053]如图1和图2所示，本实施例中，IRC747树脂对金电镀液中的Au+的吸收率为
5.0%，小于10%，且IRC747树脂对金电镀液中的Ni2+的吸收率为98.1%，大于90%。
[0054]第三实施例
[0055]本实施例准备了具有Ni2+的金电镀液