丙三醇无氰光亮镀铜液制造技术

丙三醇无氰光亮镀铜液，涉及无氰镀铜领域，配方主要由硫酸铜１５～３０ｇ／Ｌ，丙三醇５～１６ｍＬ／Ｌ，氢氧化钠１５～４０ｇ／Ｌ，十水硫酸钠１００～２００ｇ／Ｌ，柠檬酸铵１０～４０ｇ／Ｌ组成。取适量丙三醇及氢氧化钠，按所配镀液总体积的三分之二配成溶液，将适量的硫酸铜溶解后加入上述溶液，再将十水硫酸钠及柠檬酸铵溶解加入，稀释至总体积。本发明专利技术镀液配方简单、无毒、无害、对设备无腐蚀，生产成本低、所得镀层均匀平整，光亮细致，并且镀液稳定性好，是一种符合清洁生产的无氰镀铜液。

【技术实现步骤摘要】
丙三醇无氰光亮镀铜液
本专利技术涉及无氰镀铜领域，尤其涉及一种丙三醇无氰光亮镀铜领域。
技术介绍
电镀生产中为了获得结合力好的镀层，常根据镀种的不同，被镀零件的差异而选择预镀。在以往的预镀工艺中常采用氰化镀铜，但由于CN有剧毒，对电镀工人的健康损害很大；同时排放CN的污水、废气也严重污染环境。2002年下达的国家经贸委32号令明确规定，含氰电镀将限于2003年淘汰。加快无氰电镀工艺的研究，实现清洁生产，加强环境保护迫在眉睫。由于氰化镀铜含有氰化物，毒性很大，污染环境，污水处理费用高，且其电流效率较低，近年来我国的电镀工作人员一直致力于无氰镀铜的研究，以下为国内外几种无氰镀铜工艺的介绍。(1)硫酸盐镀铜硫酸盐酸性镀铜液以硫酸铜、硫酸为主要成分，由于此种镀液易在钢件、锌铸件、铝件上生成置换层而导致结合力不够，加之该溶液的分散性不好，镀层粗糙、不光亮，所以在20世纪50年代以前的应用较少。20世纪60年代后，人们开发出了硫酸盐镀铜添加剂。获得的镀层具有优异的光亮性和整平性，并且镀层十分柔软；镀液的电流效率高(接近100％)，沉积速度快，价格便宜，适于铜箔、塑料件电镀底层。高浓度的酸性镀铜溶液有着很好的分散能力与覆盖能力，适合于印刷电路板的通孔镀。由于从硫酸镀液中获得的铜层的内应力非常低，即使是施镀很厚的镀层也不会引起工件的变形，因此可用做电铸。但该镀种最大的缺点是对光亮剂的要求较为苛刻，并且在钢件、锌铸件、铝件上施镀需要预镀氰铜。(2)焦磷酸盐镀铜焦磷酸盐镀铜液以焦磷酸铜为主盐，焦磷酸钾为主络合剂，并配以其他辅助成分，是一种近中性溶液，对锌压铸件、铝上的浸锌层或塑料上的化学镀层无浸蚀作用。镀液稳定性较好，易于控制，镀液的分散能力与覆盖能力均较好，阴极电流效率也很高，能用于大批量生产，镀层结晶细致，抗蚀性-->好。缺点是成本较高，钢铁件不能直接镀铜，需要预镀或预浸提高镀层的结合力；电解液中焦磷酸盐易水解成正磷酸盐，当磷酸盐积累量达80～100g/L时，铜沉积速度下降，并且废水不易处理。(3)氟硼酸盐镀铜氟硼酸盐镀铜液以氟硼酸盐为主的简单离子镀液，其最大的特点是阴极电流密度大，镀层沉积速度快，易获得较厚的镀层，因此常用于电铸，但缺点是镀液成本高，对设备腐蚀大，废水处理难。(4)乙二胺镀铜乙二胺镀铜以乙二胺为主络合剂，镀液的均镀能力好，镀层结晶细致，外观好，但镀铜后再镀镍结合力差，此种工艺不常使用。(5)HEDP镀铜HEDP(羟基乙叉二膦酸)，对金属离子有强的螯合作用。HEDP镀铜采用无氰碱性镀液，配方中含有二价铜、HEDP、缓冲剂或稳定剂、润湿剂等，此种工艺可以在铁基、铜基和锌基体上镀取有延展性的结合力良好的细晶镀层。但是由于镀液成分复杂、工艺难于控制，并且废液难于处理，限制了其广泛应用。(6)一价铜镀铜在有机膦酸盐碱性镀铜电解液中添加有效量的卤素离子添加剂Cl-、Br-、F-或其混合物，从而在有机膦酸盐二价铜镀液中实现一价铜镀铜。在锌压铸件上得到结合力很好的铜镀层，质量接近或相当于氰化物铜型的铜底层。一价铜的配位阴离子镀液不仅具有很好的电化学和电镀综合性能，而且节能。但这种以使用强还原剂和低pH值为特征的亚铜镀液维护困难，不符合工业化生产的需要。(7)其他镀铜除上述各工艺外，人们还研究了以酒石酸钾钠、氨三乙酸、柠檬酸等为主络合剂的镀铜液，虽然各工艺镀液的稳定性都比较好，也能获得光亮、结合力好的镀层，但是镀液的配制比较繁琐，镀液维护较难，对操作者要求较高，镀液成本较高，难于实现工业生产。
技术实现思路
为解决现有技术中各类镀种的不足或镀液的局限性，本专利技术公开了一种-->丙三醇无氰光亮镀铜液。本专利技术采用的丙三醇无氰光亮镀铜液，其特征在于，配方主要由硫酸铜15～30g/L，丙三醇5～16mL/L，氢氧化钠15～40g/L，十水硫酸钠100～200g/L，柠檬酸铵10～40g/L组成。配方中丙三醇中的羟基部分被镀液中的铜离子取代，形成有机铜盐镀液，近而增加了阴极极化作用；柠檬酸铵的加入，对镀液中的铜离子起到辅助络合的作用，在稳定镀液的同时，大大增强了阴极极化作用，扩宽了阴极的电流密度范围，所得镀层也更为均匀细致。所包含各组分的含量优选为：硫酸铜15～20g/L，丙三醇8～12mL/L，氢氧化钠15～20g/L，十水硫酸钠100～150g/L，柠檬酸铵15～30g/L。上述配方镀液稳定性好，镀液的分散能力及均镀能力很好，施镀的阴极电流密度范围宽，可获得结合力好的均匀、光亮、细致镀层。镀液的pH值为7～8；阴极电流密度范围可达0.1～3.0A/dm2，并且随着温度的升高可进一步扩宽阴极电流密度范围，同时提高阴极电流密度上限值；阴极电流效率高达95.62％；可在20℃～60℃范围内获得全光亮细致，孔隙少，结合力良好的光亮镀铜层。本专利技术的配制方法：称取所需量的丙三醇及氢氧化钠，按所配镀液总体积的三分之二配成溶液，取配方中相应量的硫酸铜溶解后加入上述溶液，将十水硫酸钠及柠檬酸铵分别溶解加入镀槽，用水稀释至总体积，溶液呈透明深蓝色。上述镀液的pH值为7～8，如果镀液的pH过高可采用硫酸调节，如果pH过低可采用氢氧化钠调节。所配镀液为近中性环境，对施镀零件不会造成腐蚀，同时兼具有除油的功能可提高镀层的结合力，对设备及镀槽的要求不高，生产成本低。电镀过程中，阴极电流密度可根据情况在0.1～3.0A/dm2范围内选取，温度可为10～60℃，阳极采用电解铜板，阴、阳面积比为1∶2～5，采用阴极移动或压缩空气搅拌。该镀铜液具有无毒、无污染、成分简单、对设备无腐蚀、生产成本低、镀液稳定、阴极电流密度范围宽、所得镀层均匀平整，光亮细致，阴极电流效率高达95％，废液处理容易，不会造成二次污染等优点，即可作为预镀层也可作为装饰性镀层使用，是一种符合清洁生产的新型镀铜液。-->附图说明图1为阴极电流密度对镀层厚度的影响。图2为阴极电流密度对孔隙率的影响。图3为温度对镀层厚度的影响。图4为温度对孔隙率的影响。具体实施方式  硫酸铜  (g/L)  丙三醇  (mL/L)  氢氧化钠  (g/L)  十水硫酸钠  (g/L)  柠檬酸铵  (g/L) 实施例1  15  5  20  100  30 实施例2  16  12  17  160  20 实施例3  17  16  22  110  40 实施例4  21  7  15  180  10 实施例5  23  14  24  150  35 实施例6  25  10  28  120  15 实施例7  28  9  30  130  25 实施例8  19  8  26  140  15根据以上配方均称取丙三醇及氢氧化钠，按所配镀液总体积的三分之二配成溶液，取相应量的硫酸铜溶解后加入上述溶液，水硫酸钠及柠檬酸铵分别溶解加入镀槽，稀释至总体积.上述配置的镀液pH值为7～8，在室温下于0.1～3.0A/dm2的阴极电流密度范围内均可获得均匀光亮细致结合力良好的镀层。(其中结合力采用热震法测定)当阴极电流密度DK＜0.1A/dm2时，获得极不均匀的镀层。当阴极电流密度DK＞3.0A/dm2时，镀层烧焦。在0.1～3.0A/dm2阴极电流密度--本文档来自技高网...

【技术保护点】
丙三醇无氰光亮镀铜液，其特征在于配方主要由硫酸铜１５～３０ｇ／Ｌ，丙三醇５～１６ｍＬ／Ｌ，氢氧化钠１５～４０ｇ／Ｌ，十水硫酸钠１００～２００ｇ／Ｌ，柠檬酸铵１０～４０ｇ／Ｌ混合而成。

【技术特征摘要】
1.丙三醇无氰光亮镀铜液，其特征在于配方主要由硫酸铜15～30g/L，丙三醇5～16mL/L，氢氧化钠15～40g/L，十水硫酸钠100～200g/L，柠檬酸铵10～40g/L混合而成。2.如权利要求1所述丙三醇无氰光亮镀铜液，其特征在于，所包含各组分的含量优选为：硫酸铜15～20g/L，丙三醇8～12mL/L，氢氧化钠15～20g/L，十水硫酸钠100～150g/L，柠檬酸铵...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玥，冯立明，李华，杨维刚，王静，
申请(专利权)人：山东建筑工程学院材料科学研究所，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]