一種環(huán)境友好型化學(xué)鍍金液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)境友好型化學(xué)鍍金液，包括如下的組分：非氰金鹽0.5-5g/L、金離子絡(luò)合劑5-30g/L、雜質(zhì)屏蔽劑5-20g/L、穩(wěn)定劑0.1-10g/L、pH緩沖劑15-35g/L；所用金鹽為亞硫酸金鈉或氯化金鈉，以亞硫酸鹽為主要絡(luò)合劑，通過輔助絡(luò)合劑、雜質(zhì)屏蔽劑以及穩(wěn)定劑的共同作用，達(dá)到生產(chǎn)及貯存長(zhǎng)期穩(wěn)定的目的。本發(fā)明產(chǎn)品杜絕使用氰化物及含氰物質(zhì)，且不含鉛、鎘等限制使用的重金屬；具有儲(chǔ)存期長(zhǎng)，持續(xù)生產(chǎn)穩(wěn)定性高，可焊接性能好，色澤鮮亮，耐蝕耐候性好等特點(diǎn)；既能夠滿足功能性電子電鍍的要求，也可以作為裝飾性鍍金液使用。
【專利說明】一種環(huán)境友好型化學(xué)鍍金液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及應(yīng)用于表面處理的化學(xué)鍍金液【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002] 化學(xué)鍍金是常用的高端表面處理方法。與電鍍金工藝相比，化學(xué)鍍金具有兩個(gè)突 出優(yōu)勢(shì)。一是不需要通電，不用在每個(gè)待鍍的點(diǎn)上都連上導(dǎo)線，不會(huì)因?yàn)殡娏髅芏鹊姆植疾?均問題引起鍍層厚度的不均；二是生產(chǎn)中可以同時(shí)放入多個(gè)待鍍板件在鍍槽中，不會(huì)因?yàn)?陰陽極搭配問題限制槽內(nèi)板材數(shù)量，從而達(dá)到提高產(chǎn)能的目的。
[0003] 在印制電路板制備中常用的最終表面處理方法有化學(xué)鍍鎳浸金、化鎳化鈀浸金 等，都需要環(huán)境友好型化學(xué)鍍金液。這類表面處理方式具有單一表面處理即可滿足多種組 裝須求的特點(diǎn)。其板面平整、焊墊平坦，適用于布線密集，焊點(diǎn)間距小的表面加工。
[0004] 化學(xué)鍍金過程直接關(guān)系到最終產(chǎn)品的質(zhì)量?，F(xiàn)代高端電子設(shè)備特別是小型化設(shè)備 對(duì)大規(guī)模集成電路、元器件線路微型化要求的提高，對(duì)化學(xué)鍍金的也提出了更高的要求。氰 化物化學(xué)鍍金由于其生產(chǎn)穩(wěn)定性長(zhǎng)期占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位，但是氰化物是劇毒物質(zhì)，在配制、 操作和存放等過程中都存在安全問題，氰化物的適用范圍及用量都受到了嚴(yán)格的控制。隨 著人們安全和環(huán)境保意識(shí)的提高，氰化物化學(xué)鍍金終將退出市場(chǎng)，對(duì)無氰環(huán)境友好型化學(xué) 鍍金液的需求將日益增強(qiáng)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍍金的綠色生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)外許多研究單位和廠家進(jìn)行了大量研究工作。 早期使用的非氰金鹽多為三價(jià)金鹽，例如三氯化金、氯合金酸鹽等。這類化學(xué)鍍金溶液中 需要具有較多的還原劑，不利于鍍液的長(zhǎng)期穩(wěn)定?，F(xiàn)在已有報(bào)道的一價(jià)金無氰鍍金液主要 以M3Au (S203) 2或M3Au (S03) 2作為金鹽。但是這些鍍液仍然普遍存在穩(wěn)定性差，鍍層品質(zhì) 不好等問題。另外一些置換鍍金工藝為堿性鍍液，施鍍過程中易侵蝕印刷線路板阻焊膜基 材，可能會(huì)導(dǎo)致后續(xù)元件的焊接失效。因而開發(fā)中性或者偏酸性的對(duì)鎳基體腐蝕較小的環(huán) 保型化學(xué)鍍金工藝尤為重要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供的一種滿足貯存及生產(chǎn)穩(wěn)定 性、對(duì)線路板無損傷等技術(shù)要求，環(huán)保、污染少的環(huán)境友好型化學(xué)鍍金液。
[0007] 本發(fā)明是采用如下技術(shù)解決方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：一種環(huán)境友好型化學(xué)鍍金液， 其特征在于，它包括以下組份：
[0008] 非氰金鹽 0· 5-5g/L 主絡(luò)合劑 5-30g/L
[0009] 輔助絡(luò)合劑5-15g/L 雜質(zhì)屏蔽劑5-20g/L
[0010] 穩(wěn)定劑 0.1-10g/L pH 緩沖劑 15-35g/L。
[0011] 作為上述方案的進(jìn)一步說明，所述金鹽為水溶性亞硫酸金鈉、硫代硫酸金鈉、氯化 金酸鹽、硫代蘋果酸金鹽中的一種，其中以亞硫酸金鈉為優(yōu)選金鹽。
[0012] 所述主絡(luò)合劑為亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉。
[0013] 所述輔助絡(luò)合劑為氨、乙二胺、檸檬酸鈉，酒石酸鹽，有機(jī)膦酸中的一種或一種以 上。
[0014] 所述雜質(zhì)屏蔽劑為乳酸、蘋果酸、EDTA、丁二酸及甘氨酸或其鹽類中的一種或一種 以上。
[0015] 所述穩(wěn)定劑為三乙醇胺、NTA(亞硝酸鹽）、苯并三唑、2-巰基苯并噻唑中的一種或 一種以上。
[0016] 所述pH緩沖劑為硼砂、磷酸二氫鈉或磷酸氫二鈉；控制鍍液的pH值范圍為5? 7。
[0017] 本發(fā)明采用上述技術(shù)解決方案所能達(dá)到的有益效果是：
[0018] 本發(fā)明采用多種絡(luò)合劑與金離子共同作用，形成復(fù)合型絡(luò)離子，鍍液更穩(wěn)定；鍍液 儲(chǔ)存期長(zhǎng)，常溫密封儲(chǔ)存期在6個(gè)月以上；綠色環(huán)保，不含任何形式的氰根離子，不含鉛、鉈 等重污染金屬離子；在不使用鉛、鉈等加速離子的情況下，依然能夠保持較高的鍍速，且鍍 速穩(wěn)定可調(diào)；鍍液在偏酸性條件下工作，能夠保證鎳表面的新鮮度，提高鎳金結(jié)合力，并有 效抑制黑盤現(xiàn)象的發(fā)生。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1為實(shí)施例1的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 本發(fā)明一種環(huán)境友好型化學(xué)鍍金液，包括金鹽、主絡(luò)合劑、輔助絡(luò)合劑、雜質(zhì)屏蔽 齊?、穩(wěn)定劑以及pH緩沖劑。金鹽為水溶性亞硫酸金鈉、硫代硫酸金鈉、氯化金酸鹽、硫代 蘋果酸金鹽中的一種。其中以亞硫酸金鈉為優(yōu)選金鹽：在為鍍液提供金離子來源的同時(shí)， 選擇低價(jià)態(tài)絡(luò)合型金鹽能夠更好的提高鍍液的穩(wěn)定性。金離子在鍍液中的濃度過低時(shí)鍍 速太低，不利于生產(chǎn)效率的提高；濃度太高則容易分解，不利于鍍液穩(wěn)定。金鹽的用量在 0· 5_5g/L。
[0021] 所述金離子絡(luò)合劑分為主絡(luò)合劑以及輔助絡(luò)合劑。主絡(luò)合劑為亞硫酸鈉或硫代硫 酸鈉。少量亞硫酸根與硫代硫酸根離子在鍍液中主要起到絡(luò)合作用，當(dāng)用量較多時(shí)會(huì)起到 還原劑的作用。輔助絡(luò)合劑包括氨、乙二胺、檸檬酸鈉，酒石酸鹽，有機(jī)膦酸中的一種或一種 以上。絡(luò)合劑的選擇與搭配是獲得穩(wěn)定性化學(xué)鍍金液的關(guān)鍵所在。主絡(luò)合劑與金離子形成 絡(luò)離子，防止沉淀生成，增加鍍液的穩(wěn)定性。輔助絡(luò)合劑是在主絡(luò)合劑作用之后進(jìn)一步與游 離金離子絡(luò)合或者與主絡(luò)合劑離子之間形成氫鍵，加強(qiáng)絡(luò)離子的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)鍍液使用壽 命。主絡(luò)合劑的總用量在5-30g/L，輔助絡(luò)合劑用量在5-15g/L。
[0022] 所述雜質(zhì)屏蔽劑為乳酸、蘋果酸、EDTA、丁二酸及甘氨酸或其鹽類中的一種或一種 以上。雜質(zhì)屏蔽劑主要用來屏蔽鎳表面化學(xué)鍍金過程中置換出來鎳離子，以及可能帶入的 銅離子等金屬雜質(zhì)離子。雜質(zhì)離子在化學(xué)鍍金過程中可能危害到鍍金層的性能，從而造成 較大損失。雜質(zhì)屏蔽劑通過與雜質(zhì)離子形成穩(wěn)定劑極高的絡(luò)離子，避免這些離子參與到材 料表面的化學(xué)反應(yīng)中。雜質(zhì)屏蔽劑的用量為5-20g/L。
[0023] 所述穩(wěn)定劑為三乙醇胺，NTA (亞硝酸鹽）、苯并三唑、2-巰基苯并噻唑中的一種或 一種以上。穩(wěn)定劑能夠有效抑制化學(xué)鍍金液的自分解反應(yīng)，提高鍍液的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)使用壽 命。但是在化學(xué)鍍中穩(wěn)定劑的用量需要嚴(yán)格的控制，穩(wěn)定劑過少時(shí)不能夠起到抑制作用， 用量太高時(shí)又會(huì)影響鍍液的鍍速，甚至完全阻止了反應(yīng)的發(fā)生。本發(fā)明中穩(wěn)定劑的用量在 0·l-10g/L。
[0024] 所述pH緩沖劑為硼砂、磷酸二氫鈉或磷酸氫二鈉。緩沖劑的作用是控制化學(xué)鍍金 沉積時(shí)的鍍液pH值，使之在工藝操作范圍內(nèi)波動(dòng)，以穩(wěn)定沉積速率及保證鍍層質(zhì)量。本發(fā) 明鍍液的pH值在5. 0-7. 0之間，硼砂、磷酸二氫鈉或磷酸氫二鈉在此區(qū)間內(nèi)具有較好的緩 沖作用，同時(shí)對(duì)其他組分沒有不良影響。pH緩沖劑用量在15_35g/L。
[0025] 以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳述。
[0026] 實(shí)施例一
[0027] ( 1)化學(xué)鍍金液組成：
[0028] 亞硫酸金鈉2g/L、亞硫酸鈉5g/L、硫代硫酸鈉15g/L、乙二胺6g/L、乙二胺四乙酸 二鈉5g/L、三乙醇胺2g/L、硼砂15g/L。
[0029] 施鍍條件：pH值為6. 0,溫度為80°C。
[0030] (2)測(cè)試樣品制備：
[0031] 實(shí)驗(yàn)基材采用玻纖覆銅板，采用如圖1所示的工藝流程制備測(cè)試樣品；
[0032] (3)測(cè)試項(xiàng)目及要求
[0033] 對(duì)實(shí)施例一所制備得到的樣品進(jìn)行的測(cè)試項(xiàng)目、試驗(yàn)條件及性能要求如表1所 /_J、1 〇
[0034] 表1化學(xué)鍍金層性能評(píng)價(jià)項(xiàng)目、試驗(yàn)條件及要求
[0035]
【權(quán)利要求】
1. 一種環(huán)境友好型化學(xué)鍍金液，其特征在于，它包括以下組份：非氰金鹽 0. 5-5 g/ L、主絡(luò)合劑5-30 g/L、輔助絡(luò)合劑5-15 g/L、雜質(zhì)屏蔽劑5-20 g/L、穩(wěn)定劑0.1-10 g/L和 pH 緩沖劑 15-35 g/L。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境友好型化學(xué)鍍金液，其特征在于，所述金鹽為水溶 性亞硫酸金鈉、硫代硫酸金鈉、氯化金酸鹽、硫代蘋果酸金鹽中的一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境友好型化學(xué)鍍金液，其特征在于，所述主絡(luò)合劑為 亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境友好型化學(xué)鍍金液，其特征在于，所述輔助絡(luò)合劑 為氨、乙二胺、檸檬酸鈉，酒石酸鹽，有機(jī)膦酸中的一種或一種以上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境友好型化學(xué)鍍金液，其特征在于，所述雜質(zhì)屏蔽劑 為乳酸、蘋果酸、EDTA、丁二酸及甘氨酸或其鹽類中的一種或一種以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境友好型化學(xué)鍍金液，其特征在于，所述穩(wěn)定劑為三 乙醇胺、NTA (亞硝酸鹽）、苯并三唑、2-巰基苯并噻唑中的一種或一種以上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境友好型化學(xué)鍍金液，其特征在于，所述pH緩沖劑為 硼砂、磷酸二氫鈉或磷酸氫二鈉；控制鍍液的pH值范圍為5?7。
【文檔編號(hào)】C23C18/44GK104109848SQ201310139058
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月22日
【發(fā)明者】謝金平, 李冰, 范小玲, 李寧 申請(qǐng)人:廣東致卓精密金屬科技有限公司