一種銅電鍍液及其電鍍工藝的制作方法

專利名稱：一種銅電鍍液及其電鍍工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種電鍍技術，更具體地說是涉及ー種無氰堿性鍍銅技木。
背景技術：
エ業化的發展，環境污染問題越來越嚴重，對于保護環境，清潔、環保、節能的生產越來越受到業界的重視。電鍍行業氰化鍍銅エ藝中，生產過程必須使用氰化物氰化鍍銅エ藝，存在著劇毒性的氰化物，它對環境污染極其嚴重，對工人身體健康造成嚴重威脅；隨著人們的環保意識的增強，迫切要求發展環保清潔的鍍銅エ藝，替代傳統的氰化物鍍銅エ藝。因此，發展新的環保鍍銅エ藝，解決 環境污染問題和生產工人的健康問題，有著積極的社會意義。事實上，世界各國在電鍍技術領域始終進行著對無氰電鍍的研究和開發，井隨著相關技術的進步，以及新的電鍍添加劑進入市場，無氰電鍍エ藝的水平在逐步提高。

發明內容
有鑒于此，本發明提出了一種銅電鍍液及其電鍍エ藝，為ー種無氰堿性鍍銅エ藝，應用于電鍍銅生產中，銅層與基體結合力良好可以達到生產エ藝清潔、環保的要求，可以替代傳統的氰化物鍍銅エ藝，解決了現有技術對環境污染和對生產工人的健康威脅問題。本發明的技術方案是這樣實現的ー種銅電鍍液,所述電鍍液主要包含絡合劑、主鹽、導電鹽、光亮劑,其中絡合劑含量為100 200克/升；主鹽含量為30 100克/升；導電鹽含量為20 50克/升；光亮劑含量為1(T100毫克/升；電鍍液的pH值為9. (Til. 0 ;溶劑為水。所述絡合劑由檸檬酸鈉、氨基磺酸鈉、葡萄糖酸鈉、こニ胺四こ酸ニ鈉中的ー種或ー種以上的組合。 所述絡合劑為こニ胺四こ酸ニ鈉和檸檬酸鈉。所述主鹽由硫酸銅、堿式碳酸銅中的ー種或兩種。所述主鹽為堿式碳酸銅，其含量為5(T80克/升。所述導電鹽為硫酸鉀、硝酸鉀中的ー種或兩種。所述光亮劑為硫代硫酸鈉、硫氰酸鉀、呋喃中的ー種或ー種以上的組合。所述PH值用氨水或硫酸調整。本發明的ー種銅電鍍液的電鍍エ藝，其特征在于包括以下步驟(I)將金屬銅放入上述銅電鍍溶液中，作為陽極；(2)將エ件放入上述銅電鍍溶液中，作為陰極；(3)通入直流電源，陰極電流密度0. 5^3安培/平方分米，電鍍液溫度4(T55°C，電鍍時間2 8分鐘。
所述步驟(3)中陰極電流密度為1. (T2. 0安培/平方分米；電鍍液溫度為45飛(TC;電鍍時間為4 6分鐘。與現有技術相比，本發明電鍍液采用新型絡合劑代替氰化物絡合劑，具有的有益效果為I)電鍍液不含氰化物，達到環保清潔生產エ藝的要求，不會對生產工人的健康問題造成威脅。2)鍍層與基體結合力良好，達到電鍍層結合力的技術要求。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進ー步的詳細說明，但不構成的對本發明的任何限制。實施例1ー種銅電鍍液，所述電鍍液主要包含絡合劑、主鹽、導電鹽、光亮劑，其中
堿式碳酸銅60克/升；
乙ニ胺四乙酸ニ鈉 80克/升；
梓檬酸鈉60克/升；
硫酸鉀20克/升；
硫代硫酸鈉10毫克/升；
溶劑為水；pH值為10. 0,用氨水或硫酸調整。電鍍方法采用長方形鐵片70 X 100mm，在267ml的霍爾槽中進行電鍍測試，條件為 溫度50°C、直流電流為1. 0安培、電鍍5分鐘，陽極使用銅板，得到試片Al。電鍍效果評價觀察試片Al外觀，鍍層是否光亮均勻、結晶細致。鍍層結合強度評價依據ASTM B571 (美國金屬鍍層粘附カ定性測試)標準，把試片Al在爐中加熱至24(T260°C，然后取出放入室溫的水中冷卻，觀察鍍層是否鼓泡或脫落。如果銅層有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度不合格；如果銅層沒有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度合格。實施例2電鍍液成分堿式碳酸銅80克/升；
乙ニ胺四乙酸ニ鈉70克/升；
檸檬酸鈉80克/升；
硫酸鉀40克/升；
硫代硫酸鈉15毫克/升；
溶劑為水；pH值為10. 0,用氨水或硫酸調整。電鍍方法采用長方形鐵片70 X 100mm，在267ml的霍爾槽中進行電鍍測試，條件為 溫度50°C、直流電流為1. 0安培、電鍍8分鐘，陽極使用銅板，得到試片A2。電鍍效果評價觀察試片A2外觀，鍍層是否光亮均勻、結晶細致。鍍層結合強度評價依據ASTM B571標準，把試片A2在爐中加熱至240 260で，然后取出放入室溫的水中冷卻，觀察鍍層是否鼓泡或脫落。如果銅層有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度不合格；如果銅層沒有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度合格。實施例3電鍍液成分
堿式碳酸銅100克/升；
乙ニ胺四乙酸ニ鈉100克/升；
檸檬酸鈉80克/升；
硝酸鉀30克/升；
硫氰酸鉀10毫克/升；
溶劑為水；pH值為11. 0,用氨水或硫酸調整。電鍍方法采用長方形鐵片70 X 100mm，在267ml的霍爾槽中進行電鍍測試，條件為 溫度50°C、直流電流為1. 0安培、電鍍6分鐘，陽極使用銅板，得到試片A3。電鍍效果評價觀察試片A3外觀，鍍層是否光亮均勻、結晶細致。鍍層結合強度評價依據ASTM B571標準，把試片A3在爐中加熱至240 260で，然后取出放入室溫的水中冷卻，觀察鍍層是否鼓泡或脫落。如果銅層有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度不合格；如果銅層沒有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度合格。實施例4電鍍液成分堿式碳酸銅30克/升；
乙ニ胺四乙酸ニ鈉50克/升；
檸檬酸鈉60克/升；
硝酸鉀20克/升；
硫氰酸鉀15毫克/升；
溶劑為水；pH值為9. 0,用氨水或硫酸調整。電鍍方法采用長方形鐵片70 X 100mm，在267ml的霍爾槽中進行電鍍測試，條件為 溫度55°C、直流電流為0. 5安培、電鍍8分鐘，陽極使用銅板，得到試片A4。電鍍效果評價觀察試片A4外觀，鍍層是否光亮均勻、結晶細致。鍍層結合強度評價依據ASTM B571標準，把試片A4在爐中加熱至240 260で，然后取出放入室溫的水中冷卻，觀察鍍層是否鼓泡或脫落。如果銅層有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度不合格；如果銅層沒有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度合格。實施例5電鍍液成分
硫酸銅60克/升；
乙ニ胺四乙酸ニ鈉 50克/升；
檸檬酸鈉60克/升;
硫酸鉀40克/升；
硫代硫酸鈉18毫克/升；
溶劑為水；pH值為10. 0,用氨水或硫酸調整。電鍍方法采用長方形鐵片70 X 100mm，在267ml的霍爾槽中進行電鍍測試，條件為 溫度40°C、直流電流為0. 5安培、電鍍8分鐘，陽極使用銅板，得到試片A5。電鍍效果評價觀察試片A5外觀，鍍層是否光亮均勻、結晶細致。鍍層結合強度評價依據ASTM B571標準，把試片A5在爐中加熱至240 260で，然后取出放入室溫的水中冷卻，觀察鍍層是否鼓泡或脫落。如果銅層有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度不合格；如果銅層沒有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度合格。實施例6電鍍液成分堿式碳酸銅40克/升；
乙ニ胺四こ酸ニ鈉65克/升；
檸檬酸鈉70克/升；
硫酸鉀50克/升；
呋_10毫克/升；
溶劑為水；pH值為10. 0,用氨水或硫酸調整。 電鍍方法采用長方形鐵片70 X 100mm，在267ml的霍爾槽中進行電鍍測試，條件為 溫度55°C、直流電流為1. 5安培、電鍍4分鐘，陽極使用銅板，得到試片A6。電鍍效果評價觀察試片A6外觀，鍍層是否光亮均勻、結晶細致。鍍層結合強度評價依據ASTM B571標準，把試片A6在爐中加熱至240 260で，然后取出放入室溫的水中冷卻，觀察鍍層是否鼓泡或脫落。如果銅層有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度不合格；如果銅層沒有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度合格。實施例1電鍍液成分
堿式碳酸銅100克/升；
乙ニ胺四こ酸ニ鈉 80克/升；
梓檬酸鈉140克/升；
硫酸鉀40克/升；
硫代硫酸鈉20毫克/升；
溶劑為水；pH值為10. 5,用氨水或硫酸調整。電鍍方法采用長方形鐵片70 X 100mm，在267ml的霍爾槽中進行電鍍測試，條件為 溫度50°C、直流電流為1. 0安培、電鍍5分鐘，陽極使用銅板，得到試片A7。電鍍效果評價觀察試片A7外觀，鍍層是否光亮均勻、結晶細致。鍍層結合強度評價依據ASTM B571標準，把試片A7在爐中加熱至240 260で，然后取出放入室溫的水中冷卻，觀察鍍層是否鼓泡或脫落。如果銅層有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度不合格；如果銅層沒有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度合格。實施例8電鍍液成分堿式碳酸銅50克/升；
乙ニ胺四乙酸ニ鈉40克/升；
檸檬酸鈉70克/升；
硝酸鉀20克/升；
硫代硫酸鈉10毫克/升；
溶劑為水；pH值為11. 0，用氨水或硫酸調整。電鍍方法采用長方形鐵片70 X 100mm，在267ml的霍爾槽中進行電鍍測試，條件為 溫度45°C、直流電流為0. 5安培、電鍍3分鐘，陽極使用銅板，得到試片A8。電鍍效果評價觀察試片A8外觀，鍍層是否光亮均勻、結晶細致。鍍層結合強度評價依據ASTM B571標準，把試片A8在爐中加熱至240 260で，然后取出放入室溫的水中冷卻，觀察鍍層是否鼓泡或脫落。如果銅層有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度不合格；如果銅層沒有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度合格。對比例I電鍍液成分不添加次亞磷酸鈉；
氰化亞銅60克/升；
氰化鈉80克/升
光亮劑10克/升；
溶劑為水。電鍍方法采用長方形鐵片70 X 100mm，在267ml的霍爾槽中進行電鍍測試，條件為 溫度50°C、直流電流為1. 0安培、電鍍5分鐘，陽極使用銅板，得到試片BI。電鍍效果評價觀察試片BI外觀，鍍層是否光亮均勻、結晶細致。鍍層結合強度評價依據ASTM B571標準，把試片BI在爐中加熱至240 260で，然后取出放入室溫的水中冷卻，觀察鍍層是否鼓泡或脫落。如果銅層有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度不合格；如果銅層沒有鼓泡或脫落，則銅層與基體結合強度合格。上述得到的鍍銅試片，鍍層外觀效果和結合強度如表I。表1:電鍍效果評價表
權利要求
1.一種銅電鍍液，所述電鍍液主要包含絡合劑、主鹽、導電鹽、光亮劑，其中 絡合劑含量為10(Γ200克/升； 主鹽含量為3(Γ100克/升； 導電鹽含量為2(Γ50克/升； 光亮劑含量為IiTlOO毫克/升； 電鍍液的PH值為9. (Til. O ;溶劑為水。
2.如權利要求1所述的一種銅電鍍液，其特征在于所述絡合劑由檸檬酸鈉、氨基磺酸鈉、葡萄糖酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉中的一種或一種以上的組合。
3.如權利要求2所述的一種銅電鍍液，其特征在于所述絡合劑為乙二胺四乙酸二鈉和朽1檬酸鈉。
4.如權利要求1所述的一種銅電鍍液，其特征在于所述主鹽由硫酸銅、堿式碳酸銅中一種或兩種。
5.如權利要求4所述的一種銅電鍍液，其特征在于所述主鹽為堿式碳酸銅，其含量為50 80克/升。
6.如權利要求1所述的一種銅電鍍液，其特征在于所述導電鹽為硫酸鉀、硝酸鉀中的一種或兩種。
7.如權利要求1所述的一種銅電鍍液，其特征在于所述光亮劑為硫代硫酸鈉、硫氰酸鉀、呋喃中的一種或一種以上的組合。
8.如權利要求1所述的一種銅電鍍液，其特征在于所述PH值用氨水或硫酸調整。
9.如權利要求1所述的一種銅電鍍液的電鍍工藝，其特征在于包括以下步驟 (1)將金屬銅放入上述銅電鍍溶液中，作為陽極； (2)將工件放入上述銅電鍍溶液中，作為陰極； (3)通入直流電源，陰極電流密度O.5^3安培/平方分米，電鍍液溫度4(T55°C，電鍍時間2 8分鐘。
10.如權利要求9所述的一種銅電鍍液的電鍍工藝，其特征在于所述步驟(3)中陰極電流密度為1. (Γ2. O安培/平方分米；電鍍液溫度為45 50°C ；電鍍時間為4飛分鐘。
全文摘要
本發明提供一種銅電鍍液及其電鍍工藝，屬于電鍍技術領域。所述電鍍液主要包含絡合劑、主鹽、導電鹽、光亮劑，其pH值為9.0~11.0。針對現有的堿性鍍銅工藝，鍍液通常含有氰化物造成環境污染的問題，本發明通過一種無氰堿性鍍銅工藝，提供一種電鍍銅的環保工藝。該電鍍液不含氰化物、鍍銅層與基體結合力強的優點，可廣泛應用于電鍍領域。
文檔編號C25D3/38GK103014787SQ201210586429
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者陳蔡喜, 羅迎花, 蔡志華, 劉紅霞, 牛艷麗, 黃超玉 申請人:廣東達志環保科技股份有限公司