电镀青铜制造技术

本发明专利技术公开了一种用于白青铜的电解液以及沉积该白青铜的方法。用于沉 积该白青铜的该电解液不含氰化物，并提供了均匀的白色。

【技术实现步骤摘要】
专利说明电镀青铜 本专利技术涉及从不含氰化物的电解液中电镀白青铜。更具体地，本专利技术涉及从不含氰化物的电解液中电镀白青铜，以使得白青铜沉积物具有均匀的颜色和光亮度。 工业上已知的、且在实践中被广泛地使用的沉积锡和锡合金的方法是以不同类型的电解液为基础的。常见的是从含氰化物的电解液中沉积锡和锡合金。但是，这种电解液是有毒的，这使得它们的使用从环境的角度来说是有问题的，由此驱使开发无氰电解液已经很多年了，例如以焦磷酸盐或草酸盐为基础的电解液，其在pH值范围5～9下工作。但是，这些方法在经济和技术方面都有缺点，例如沉积速率慢。 由于这些原因，当前主要开发有效可行的从酸性电解液中沉积锡和锡合金的方法，因为二价锡在酸性电解液中能够被还原成金属锡，这样在获得品质相等的涂层的同时，还会获得更好的沉积速率。但是，这种方法在沉积高铜含量的锡/铜合金，例如其含铜量至少10％的被称为“真”青铜的锡/铜合金时，具有它的局限性。例如，由于锡和铜之间不同的电势导致二价锡能发生较高的氧化速率，在酸性电解液中二价锡能够氧化变成四价锡。四价形式的锡在酸性环境中将不能再被电沉积。这导致了两种金属的不均匀沉积，并且降低了沉积速率。此外，氧化成四价锡导致增加了淤泥的形成，其能够损害电解液的稳定性并缩短了电解液的寿命。这种污染物也可导致涂层差的粘结性以及孔的形成。 由于该方法的缺点，电解沉积的青铜涂层不常见。但是，电解沉积青铜在一些
中很重要，例如在电子领域用于涂覆电子元件，或者在机械工程领域和加工工艺领域用于涂覆轴承覆盖物和摩擦层。而且，白青铜可被沉积作为镍的替代物。有时，青铜涂层用在珠宝上作为昂贵的银或引发过敏的镍的替代物。 US20060137991公开了一种从酸性电解液中沉积青铜涂层的方法，所述电解液含有锡和铜离子、烷基磺酸和芳香族润湿剂-α-萘酚乙氧化物和烷酚乙氧化物。虽然该电解液无氰化物，但是仍需要一种无氰化物且提供均匀和光亮的白青铜沉积物的电解液。 本专利技术的一方面涉及一种组合物，其含有一种或多种锡离子源、一种或多种铜离子源、以及一种或多种选自由巯基三唑和巯基四唑组成的组的硫醇。水性锡/铜合金电镀组合物是无氰化物的，且对环境友好。除了锡离子源和铜离子源以及硫醇外，该组合物还可包括一种或多种常规添加剂。 本专利技术的另一方面涉及一种方法，其包括使基底与一种组合物接触，该组合物含有一种或多种锡离子源、一种或多种铜离子源、以及一种或多种选自由巯基三唑和巯基四唑组成的组的硫醇；以及在基底上沉积合金。通过该方法沉积的合金提供了沉积在基底上的稳定、均匀、光亮的白青铜沉积物。 该白青铜可用在电子工业上用于涂覆电子元件，以及在加工工艺领域用于涂覆轴承覆盖物和摩擦层。该白青铜也可用在珠宝领域，并用作镍的替代物。也可用该白青铜镀覆塑料。 整个说明中所用到的缩写，除非本文有清楚的指示，其含义如下℃＝摄氏度；g＝克；L＝升；mL＝毫升；mm＝毫米；A＝安培；dm＝分米；μm＝micron＝微米；ppm＝每百万份数；术语“电镀”、“镀覆”以及“沉积”可以在整个说明书中互相替换使用；术语“薄膜(film)”和“层(layer)”可以在整个说明书中互相替换使用。所有的数值的范围包括端点，并可以以任何形式组合，除非它合乎这样一个逻辑这种数值范围被说明其总和为100％。 组合物含有一种或多种锡离子源、一种或多种铜离子源、以及一种或多种选自由巯基三唑和巯基四唑组成的组的硫醇。水性电解液组合物是无氰化物的且对环境友好的。 锡源包括、但不限于有机磺酸亚锡，例如甲磺酸亚锡、硫酸亚锡、葡萄糖酸亚锡、柠檬酸亚锡、乳酸亚锡、和卤化亚锡，例如溴化亚锡、氯化亚锡、氯化亚锡二水合物。这些亚锡盐中的许多可以在商业上购买到。亚锡盐的含量，以转换成Sn2+重量的量计，可以在例如1g/L～150g/L或5g/L～30g/L的范围。 铜离子源包括，但不限于一价铜盐或二价铜盐。一价铜(Cu+)盐包括，但不限于氧化亚铜、氯化亚铜、溴化亚铜和碘化亚铜。二价铜(Cu2+)盐包括，但不限于有机硫酸铜，例如甲基磺酸铜、硫酸铜、氯化铜、溴化铜、碘化铜、氧化铜、磷酸铜、焦磷酸铜、醋酸铜、柠檬酸铜、葡萄糖酸铜、酒石酸铜、乳酸铜、琥珀酸铜、氨基磺酸铜、氟硼酸铜、甲酸铜和氟硅酸铜。铜盐的含量，以转换成Cu+或Cu2+重量的量计，可以在例如0.5g/L～150g/L或10g/L～50g/L的范围。 硫醇包括选自由巯基三唑和巯基四唑组成的组的化合物。这样的硫醇可以根据文献制备，也可以从商业上获得。不被理论所限制，这样的硫醇被认为可以使锡离子和铜离子稳定在它们的低的氧化态，因此改善了锡/铜合金的均匀性。组合物中含有这样的硫醇的数量是0.001g/L～100g/L或例如0.01g/L～50g/L或例如1g/L～10g/L。 巯基三唑具有如下的通式 其中M是氢、NH4、钠或钾，R1和R2各自独立的是取代的或未取代的(C1～C18)的烷基，或取代的或未取代的(C6～C10)的芳基。取代基包括，但不限于烷氧基、苯氧基、卤素、硝基、氨基、磺基、氨磺酰、取代的氨磺酰、苯磺酰基、磺酰基-烷基、氟代磺酰基、氨磺酰苯基、氨磺酰基-烷基、羧基、羧酸酯基、脲基、氨基甲酰、氨基甲酰-苯基、氨基甲酰烷基、羰基烷基和羰基苯基。这样的巯基三唑包括，但不限于5-乙基-3-巯基-4-苯基-1，2，4-三唑、3-巯基-5-戊基-4-苯基-1，2，4-三唑、4，5-二苯基-3-巯基-1，2，4-三唑、3-巯基-4-苯基-5-十一烷基-1，2，4-三唑、4，5-二乙基-3-巯基-1，2，4-三唑、4-乙基-3-巯基-5-苯基-1，2，4-三唑、4-乙基-3-巯基-5-苯基-1，2，4-三唑、5-对-氨基苯基-4-乙基-3-巯基-1，2，4-三唑、5-对-乙酰氨基苯基-4-乙基-3-巯基-1，2，4-三唑、5-对-己内酰胺苯基(capronamidephenyl)-4-乙基-3-巯基-1，2，4-三唑和4-乙基-5-对-月桂酰胺苯基(lauroamidephenyl)-3-巯基-1，2，4-三唑。 巯基四唑具有如下的通式 其中M是氢、NH4、钠或钾，R3是取代的或未取代的(C1～C20)的烷基，或取代的或未取代的(C6～C10)的芳基。取代基包括、但不限于烷氧基、苯氧基、卤素、硝基、氨基、取代的氨基、磺基、氨磺酰、取代的氨磺酰、苯磺酰基、磺酰基-烷基、氟代磺酰基、氨磺酰苯基、磺酰胺基-烷基、羧基、羧酸酯基、脲基氨基甲酰、氨基甲酰-苯基、氨基甲酰烷基、羰基烷基和羰基苯基。这样的巯基四唑包括、但不限于1-(2-二甲氨基乙基)-5-巯基-1，2，3，4-四唑、1-(2-二乙氨基乙基)-5-巯基-1，2，3，4-四唑、1-(3-甲氧基苯基)-5-巯基四唑、1-(3-脲基苯基)-5-巯基四唑、1-((3-N-羧甲基)-脲基苯基)-5-巯基四唑、1-((3-N-乙基乙二酰氨基)苯基)-5-巯基四唑、1-(4-乙酰氨基苯基)-5-巯基四唑和1-(4-羧基苯基)-5-巯基四唑。 典型地，在锡/铜合金组合物中使用巯基四唑。更典型地，组合物中含有取代或未取代的、其R3包括一个氨基取代基的巯基四唑。 该组合物也可以包括一种或多种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其含有一种或多种锡离子源、一种或多种铜离子源、以及一种或多种选自由巯基三唑和巯基四唑组成的组的硫醇。

【技术特征摘要】
2007.12.12 US 61/007,3921.一种组合物，其含有一种或多种锡离子源、一种或多种铜离子源、以及一种或多种选自由巯基三唑和巯基四唑组成的组的硫醇。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于该组合物不含氰化物。3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的巯基三唑具有如下的通式其中M是氢、NH4、钠或钾，R1和R2各自独立的是取代的或未取代的(C1～C18)的烷基、或取代的或未取代的(C6～C10)的芳基。4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的巯基四唑具有如下的通式其中M是氢、NH4、钠或钾，R3是取代的或未取代的(C1～C20)的烷基，或取代的或未取代的(C6～C10)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·艾格利，陈青，
申请(专利权)人：A·艾格利，陈青，
类型：发明
国别省市：US