基于铜(i)离子的用于白青铜的不含氰化物的电镀浴的制作方法_3

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中。镀铂的钛电极用作阳极材料。工 作浴温度在广泛电流密度范围内在35°C到45°C范围内,在约40°C下具有最优面板亮度。将 面板用白青铜浴在〇. 5A下电镀5分钟。在电镀完成后,将面板从镀覆槽移出,并且用DI水 冲洗。面板上的沉积物在赫尔槽测试的所有以下电流密度下都是亮的:〇.〇5ASD、0. 2ASD、 0·5ASD、0. 73ASD、1ASD、2ASD和2. 5ASD。
[0057] 将两个具有以上尺寸的黄铜面板放置于具有两个青铜阳极的含有2升表1中的白 青铜浴的镀覆浴中。向一个面板施加1ASD的电流密度15分钟,并且向第二面板施加2ASD 10分钟。每个面板上的白青铜的厚度是10μm。进行镀覆直到达到15Ah/L的浴液寿命。在 整个电镀中,不存在浴液组分的可观察分解、可观察异常沉淀或镀覆性能损失。在电镀完成 后,将面板从镀覆槽移出,用DI水冲洗,并且用肉眼观察其外观。所有面板都呈现为亮的。 此实例的镀覆浴在空载一个月后仍稳定。
[0058]实例2
[0059] 铜/锡的二元白青铜
[0060] 制备以下水性酸白青铜电镀浴:
[0061]表 2
[0062]
[0063] 2艾迪科Tol PC-8 :非离子型表面活性剂,可购自艾迪科公司。
[0064] 如使用科尼克仪器常规实验室pH计测量,浴液的pH小于1。浴液中四唑比铜(I) 离子的摩尔比是1. 1:1,并且四唑比硫代二乙醇的摩尔比是0. 4:1。
[0065] 将尺寸是10X7. 5X0. 025cm的黄铜面板使用RONACLEAN?DLF溶液在4ASD下阴 极脱脂1分钟,并且通过将衬底浸没于R0NASALT? 369溶液中20秒而活化。然后将面板放 置于含有250mL白青铜浴的赫尔槽中。镀铂的钛电极用作阳极材料。工作浴温度在30°C 到40°C范围内,最优在约35°C下。将面板用白青铜浴在0. 5A下电镀5分钟。浴液在整个 电镀中呈现为稳定的,并且沉积物在赫尔槽测试的以下电流密度下呈现为亮的:〇. 05ASD、 0.2八50、0.5厶50、0.73厶50、认50、2厶50和2.5八50。
[0066] 将两个具有以上尺寸的黄铜面板放置于具有两个青铜阳极的含有2升表2中的白 青铜浴的镀覆浴中。向一个面板施加1ASD的电流密度15分钟,并且向第二面板施加2ASD10分钟。每个面板上的白青铜的厚度是10μm。进行镀覆直到达到15Ah/L的浴液寿命。在 整个电镀中,不存在浴液组分的可观察分解、可观察异常沉淀或镀覆性能损失。在电镀完成 后,将面板从镀覆槽移出,用DI水冲洗,并且用肉眼观察其外观。所有面板都呈现为亮的。 此实例的镀覆浴在空载一个月后仍稳定。
[0067]实例 3
[0068] 铜/锡/银电镀浴中的四唑/3, 6-二硫杂-1,8-辛二醇摩尔比
[0069]如实例1中所描述来制备白青铜铜/锡/银合金电镀浴,但其中3,6_二硫 杂-1,8-辛二醇的量如下表3中所示变化。1- (2-二甲基氨基-乙基)-5-巯基-1,2, 3, 4-四 唑比3, 6-二硫杂-1,8-辛二醇的摩尔比如表3中所示。
[0070] 如以上实例1中所描述,将多个尺寸是10X7. 5X0. 025cm的黄铜面板脱脂并且活 化。然后将每个面板放置于含有250mL白青铜浴的单独赫尔槽中。浴液的pH小于1。镀铂 的钛或青铜电极用作阳极材料。工作浴温度在35 °C到45°C范围内。将面板用白青铜浴在 1A下电镀3分钟。在整个电镀中,所有浴液都呈现为稳定的。
[0071] 在电镀后,将面板从赫尔槽移出,用DI水冲洗,并且用肉眼观察其外观。如下 表3中所公开,不包括1-(2-二甲基氨基-乙基)-5-巯基-1,2, 3, 4-四唑和3, 6-二硫 杂-1,8-辛二醇的组合的铜/锡/银电镀浴在所有电流密度下都展示非所要哑光沉积物。
[0072]表 3
[0075] 尽管用包括四唑和辛二醇的组合的配制品镀覆的面板在一些较高电流密度下具 有哑光沉积物,但大多数沉积物是亮的。
[0076] 实例 4
[0077] 铜/锡电镀浴中的四唑/硫代二乙醇摩尔比
[0078]如实例2中所描述来制备白青铜铜/锡合金电镀浴,但其中硫代二乙醇的量如下 表4中所示变化。1-(2-二甲基氨基-乙基)-5-巯基-1,2, 3, 4-四唑比硫代二乙醇的摩尔 比如表4中所示。
[0079] 如实例2中所描述,将多个尺寸是10X7. 5X0. 025cm的黄铜面板脱脂并且活化。 然后将每个面板放置于含有250mL白青铜浴的单独赫尔槽中。镀铂的钛或青铜电极用作阳 极材料。工作浴温度在30°C到40°C范围内。将面板用白青铜浴在1A下电镀3分钟。在整 个电镀中,所有浴液都呈现为稳定的。
[0080] 在电镀后,将面板从赫尔槽移出,用DI水冲洗,并且用肉眼观察其外观。如下表4 中所公开,不包括1-(2-二甲基氨基-乙基)-5-巯基-1,2, 3, 4-四唑和硫代二乙醇的组合 的铜/锡电镀浴在所有电流密度下都展示非所要哑光沉积物。虽然用包括2. 96摩尔比的 1-(2-二甲基氨基-乙基)-5-巯基-1,2, 3, 4-四唑和硫代二乙醇的组合的浴液电镀的面板 在较低电流密度范围下具有亮沉积物,并且摩尔比是1. 14的浴液在较高电流密度下具有 亮沉积物,但摩尔比低于1. 14的浴液在所有电流密度下都具有显著亮沉积物。
[0081]表 4
[0084] 实例5 (比较)
[0085] 铜(II)青铜配制品
[0086] 如下表5中所示来制备三种铜(II)青铜电镀浴。
[0087]表 5
[0088]
[0089] 3艾迪科Tol PC-8:非离子型表面活性剂,可购自艾迪科公司。
[0090]1-(2-二甲基氨基-乙基)-5-巯基-1,2, 3, 4-四唑比铜(II)离子的摩尔比在比 较浴1中是〇. 15:1,在比较浴2中是0.4:1,并且在比较浴3中是1. 1:1。
[0091] 将多个尺寸是10X7. 5X0. 025cm的黄铜面板脱脂并且活化。然后将每个面板放 置于含有250mL三种铜/锡电镀浴中的一者的单独赫尔槽中。浴液的pH小于1。镀铂的钛 或青铜电极用作阳极材料。在镀覆期间将工作浴维持在35°C下。将面板用铜/锡青铜浴 在1A下电镀3分钟。在将面板电镀后,将其用去离子水冲洗,并且用肉眼观察其外观。每 种浴液的结果展示于表5a中。
[0092]表 5a
[0095]虽然比较浴1和2在所有电流密度下都具有良好亮沉积物,但比较浴3由于大于 70 %的铜含量而具有非所要黄青铜沉积物并且具有小于30 %的极低电流效率,如薄沉积物 所指示。
[0096]使比较浴1和2空载24小时。然后将一组新的面板用比较浴1和2电镀。归因 于由比较浴3获得的不良结果,因此在24小时空载时间后不针对性能测试其镀覆性能。比 较浴1和2的结果展示于表5b中。
[0097]表 5b
[0098]
[0099] 在24小时空载时间后镀覆的哑光青铜沉积物表明浴液不稳定。通过向浴液中以 初始浓度的一半的量添加额外量的锡(Π)离子,再确立亮度;然而,如浴液的橙色所指示, 锡(II)快速氧化为锡(IV)。
[0100] 实例 6
[0101] 铜/锡/银的合金组成的赫尔槽测试
[0102] 将10X7. 5X0. 025cm钢板浸没于40 %盐酸溶液中一分钟以去除其表面上的保护 锌层。将面板在RONACLEAN?DLF清洁溶液中在3ASD下阳极脱脂一分钟。如以上实例1中 所描述,将面板通过浸没于R0NASALT? 369溶液中而活化,用DI水冲洗,并且放置于含有 250ml白青铜浴的赫尔槽中。镀铂的钛电极用作阳极。浴液中四唑比铜⑴离子的摩尔比 是1. 2:1,并且四唑比3, 6-二硫杂-1,8-辛二醇的摩尔比是1. 3:1。
[0103] 在如下表6中所示的不同电流密度下,在于0.5A的电流下镀覆5分钟的钢赫尔槽 上测量合金组成。通过XRF使用来自赫尔穆特费舍尔股份公司(HelmutFischerAG)的 FISCHERSCOPEX射线型号XDV-SD测量金属含量。在涂布有白青铜的三个不同钢板上重复此 测量。每个电流密度下的平均金属含量展示于表6中。
[0104]表 6
[0106] 在用肉眼观察时,所有合金都具有亮外观。
[0107]实例 7
[0108] 铜⑴铜/锡/银合金电镀浴相较于铜(II)铜/锡合金电镀浴的镀覆速度
[0109] 将一升实例1的白青铜浴引入玻璃槽中。将两个镀铂的钛阳极放置于槽中。 将12mm直径并且7mm高的圆柱形钢环安装于电动机的旋转轴上。轴的旋转速度固定在 lOOOrpm下。将轴浸没于浴液中,并且在电极之间确立电接触。改变电流密度,并且针对新 电镀浴以及在如表7a中所示的不同浴液使用期限下的相同电镀浴,测量镀覆速度。在每个 电流密度下,通过使用XRF测量青铜涂层的厚度。镀覆速率在每个电流密度下计算为电镀 的白青铜以微米为单位的厚度除以以分钟为单位的镀覆时间。以微米/分钟为单位的结果 呈现于表中。
[0110]表 7a
[0111]
[0112] 如表7a中的结果所指示,镀覆速度随电流密度增加而增加,并且在每个电流密度 下无关于浴液使用期限而保持实质上相同。这表明,电镀浴是稳定的,并且在其老化时其性 能是可靠的。不需要弃置初始
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