一種磺酸二硫化物無氰鍍金的電鍍液及電鍍方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電錐金技術領域，尤其涉及一種礙酸二硫化物無氯錐金的電錐液及電 錐方法。
【背景技術】
[0002] 金延展性好，易于拋光，具有較低的接觸電阻，導電性能、焊接性能良好，在電子工 業中作為可焊性錐層得到了廣泛的應用。金耐高溫，硬金還比較耐磨，因此金錐層廣泛應 用于精密儀器、儀表、印刷線路板、集成電路、管殼、電接點等要求電參數性能長期穩定的零 件。金的化學穩定性很高，只溶于王水而不溶于其他酸，因而金錐層耐蝕性很強，有良好的 抗變色性能，同時，金合金錐層有多種色調，故常用作名貴的裝飾性錐層，如手飾、手表、藝 術品等。
[0003]根據錐金錐液中是否含有氯化物可分為有氯錐金和無氯錐金。由于氯化物有劇 毒，在環保意識的逐步增強的大時代背景下，氯化電錐金開始被各國政府通過立法進行限 巧||。無氯錐金的開發凸顯出巨大的市場前景。現有的氯化電錐金普遍存在錐液的性能不佳， 錐層質量不高的技術缺陷，送些嚴重制約了無氯電錐金在工業上的進一步推廣。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明一方面提供一種礙酸二硫化物無氯錐金的電錐液，該電錐液的 錐液性能較好，使用該錐液得到的錐層質量較高。
[0005]一種礙酸二硫化物無氯錐金的電錐液，包含W金計10~15g/L的Η氯化金、W二 硫基計72~108g/L的礙酸二硫化物和9~16g/L的硝基酪和含量為0. 16~0. 48g/L的 Η氧化神。
[0006]其中，包含W金計12g/L的Η氯化金、W二硫基計93g/L的W礙酸二硫化物和14g/L的硝基酪和0. 30g/L的Η氧化神。
[0007]其中，所述礙酸二硫化物為聚二硫二丙焼礙酸鋼或苯基二硫丙焼礙酸鋼。
[0008]W上電錐液的技術方案中，選用為Η氯化金為主鹽。本發明中金離子含量可使得 陰極電流密度較高而沉積速度較快。若金鹽含量過高，不僅會增加電錐成本，而且會使錐層 產生脆性增大的現象；若含量過低，錐層色澤較差，陰極電流密度較低，沉積速度較慢。
[0009]選用礙酸二硫化物為主配位劑。礙酸二硫化物為分子結構中包括二硫基（-S-S-) 的礙酸及其鹽，優選為其鹽，例如為聚二硫二丙焼礙酸鋼或苯基二硫丙焼礙酸鋼。聚二硫二 丙焼礙酸鋼的分子結構中二硫基的兩端分別連接兩個丙焼礙酸基。苯基二硫丙焼礙酸鋼的 分子結構中硫基的兩端分別連接一丙焼礙酸基和苯基。礙酸二硫化物中的-S-S-與金離子 形成較為穩定的絡合物。
[0010] 選用硝基酪為穩定劑。由于二硫基易被氧化形成硫單質沉淀，而導致錐液不穩定， 本發明中加入硝基酪，可大大避免上述問題。
[0011] 選用Η氧化神為光亮劑，提高錐層的光亮度。
[0012] 除了上述成分外，本發明在還可選用合適用量的其它在本領域所常用的添加劑， 例如導電劑碳酸鐘、輔助配位劑、W測酸等為例的緩沖劑等，送些都不會損害錐層的特性。
[0013] 本發明另一方面提供一種礙酸二硫化物無氯錐金的電錐方法，該方法所適用的電 錐液的性能較好，根據該方法制備的錐層質量較高。
[0014] 一種使用上述的電錐液電錐的方法，包括W下步驟：
[0015] (1)配制電錐液；在水中溶解各原料組分形成電錐液，所述每升電錐液含有10~ 15g/L的Η氯化金、W二硫基計72~108g/L的礙酸二硫化物和9~16g/L的硝基酪和含量 為0. 16~0. 48g/L的Η氧化神；
[0016] (2)W預處理過的陰極和陽極置入所述電錐液中通入電流進行電錐。
[0017] 其中，所述電流為單脈沖方波電流；所述單脈沖方波電流的脈寬為0. 5~1ms，占 空比為5~30%，平均電流密度為0. 5~lA/dm2。
[0018] 其中，所述步驟（2)中電錐液的pH為8~10。
[001引其中，電錐液的溫度為50~6(TC。
[0020] 其中，電錐的時間為20~40min〇
[0021] 其中，所述步驟似中陽極與陰極的面積比為（1~4) ;1。
[0022] W上電錐方法的技術方案中，單脈沖方波電流定義為在ti時間內通入電流密度為 Jp的電流，在t2時間內無通入電流，是一種間歇脈沖電流。占空比定義為ti/(ti+t2)，頻率 為l/(ti+t2)，平均電流定義為Jpti/(ti+t2)。同直流電沉積相比，雙電層的厚度和離子濃度 分布均有改變；在增加了電化學極化的同時，降低了濃差極化，產生的直接作用是，脈沖電 錐獲得的錐層比直流電沉積錐層更均勻、結晶更細密。不僅如此，脈沖電錐還具有；（1)錐 層的硬度和耐磨性均高；(2)錐液分散能力和深錐能力好；（3)減少了零件邊角處的超錐， 錐層分布均勻性好，可節約錐液使用量。
[0023]W銅巧作為陰極，W笛片為陽極。對陰極的預處理由先之后依次包括對陰極用砂 紙打磨、除油、浸酸、預浸銅。該用砂紙打磨可W打磨兩次，第一次可W用粗砂紙例如200目 的砂紙打磨，第二次可W用細砂紙，例如可W用WC28金相砂紙。該除油可W先采用化學堿 液除油而后采用95%的無水己醇除油。其中，化學堿液組成為；50~80g/L化0HU5~20g/ L胞3口〇4、15~20g/L胞2〇)3和5g/LNazSiOs和1~2g/L0P-10。化學除油具體過程為經 待除油陰極在化學堿液中15~4(TC浸潰30s。浸酸時間為1~2min，浸酸的目的是活化， 具體地說是，去除被錐件表層的氧化物膜，使基體的晶格完全裸露，處于活化狀態。浸酸所 用的溶液組成為；lOOg/L硫酸和0. 15~0. 20g/L硫脈。預浸銅時間為1~2min，所用的溶 液組成為；l〇〇g/L硫酸、50g/L無水硫酸銅和0.20g/L硫脈。
[0024] 步驟似中陽極與陰極的面積比優選為3 ;1。陰陽極面積比過大會使得其較易發 生純化；反之，則會導致陰極銅沉積速率過小，從而降低電流效率。
[002引電錐液的抑為8~10。抑小于8,會導致金離子氧化二硫基中的硫原子產生硫單 質。若大于10,錐液會成暗褐色，影響最終的錐層的光澤。
[0026] 本發明W礙酸二硫化物為主配位劑，W硝基酪為穩定位劑，氧化神為光亮劑， 氯化金為金主鹽，由此使獲得的錐液具有較好的分散力和深錐能力，陰極電流效率高， 錐液性能優異。采用在錐液在堿性條件下電錐獲得的錐層的孔隙率低，光亮度高，錐層質量 良好。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合實施例來進一步說明本發明的技術方案。
[0028] 按照實施例1~6所述配方配制電錐液，具體如下；根據配方用電子天平稱取各原 料組分的質量。將各原料組分分別溶解于適量的去離子水后充分混合均勻然后，加水調至 預定體積，加入燒堿調節抑值為8~10。
[0029] 使用實施例1~6及對比例所述配方配制的電錐液進行電錐的方法：
[0030] (1)陰極采用lOmmXlOmmXO. 1mm規格的銅巧。將銅巧先用200目水砂紙初步打 磨后再用WC28金相砂紙打磨至表面露出金屬光澤。依次經溫度為50~7(TC的化學堿液 除油、蒸傭水沖洗、95%無水己醇除油、蒸傭水沖洗、浸酸1~2min、預浸銅1~2min、二次 蒸傭水沖洗。其中，化學堿液的配方為50~80g/LNa0H、15~20g/L胞3?〇4、15~20g/L 胞2〇)3和5g/LNazSiOs和1~2g/L0P-10。浸酸所用的溶液組成為；lOOg/L硫酸和0. 15~ 0. 20g/L硫脈。預浸銅所用溶液組成為；100g/L硫酸、50g/L無水硫酸銅和0.20g/L硫脈。 [003。似W15mmXlOmmXO. 2mm規格的笛板為陽極，電錐前將砂紙打磨平滑、去離子水 沖洗及烘干。
[003引（3)將預處理后的陽極和陰極浸入電錐槽中的電錐液中，將將電錐槽置于恒溫水 浴鍋中，并為電錐槽安裝電動攬拌機，將電動攬拌機的攬拌棒插于電錐液中。待調節水浴溫 度使得電錐液溫度維持在50~6(TC，機械攬拌轉速調為100~25化pm后，接通脈沖電源， 脈沖電流的脈寬為0. 5~1ms，占空比為5~30%，平均電流密度為0. 5~lA/dm2。待通電 20~40min后，切斷電錐裝置的電源。取出鋼板，用蒸傭水清洗烘干。
[0033] 實施例1
[0034] 電錐液的配方如下：
[0035]
[0036] 施錐工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為0. 5ms，占空比為30%，平均電流密度為 0. 5A/dm2 ;pH為8,溫度為60。電錐時間為40min〇
[0037] 實施例2
[0038] 電錐液的配方如下：
[0039]
[0040]
[00川施錐工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為0. 6ms，占空比為25%，平均電流密度為 0.6A/dm2 ;pH為8. 5,溫度為60。電錐時間為35min。
[004引 實施例3
[0043] 電錐液的配方如下：
[0044]
[004引施錐工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為0.8ms，占空比為20%，平均電流密度為 1A/血2 ;抑為9,溫度為5(TC，電錐時間為20min