[发明专利]用于金铜合金电解沉积的电解组合物及方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用于将金-铜合金电解沉积至基材表面的电解组合物及方法。 

背景技术：

为装饰性或功能性目的使用金的合金在物体表面施加涂层是该领域内的公知技术。特别是在应用于珠宝或电子技术装置领域时，需要物理属性-如亮度、硬度、耐磨性或颜色-可以变化的合金层。这些属性受到合金组合物(即与金共同镀覆的金属)和用于合金沉积电解组合物的组分(即添加剂，例如电解液、增亮剂、络合剂等)的影响。另外，方法和镀覆参数，如温度和电流密度，会影响沉积物的品质和颜色。 

在该技术领域内，已经存在大量利用金铜合金沉积合金层的提案。 

例如，美国专利5,006,208披露了一种包含氰化金化合物、氰化铜化合物和硒化合物的电偶金合金化镀液。从这种电偶镀液中沉积出来的金合金质地柔软，颜色微黄，无光粗糙。金合金可能为14-18之间的任何克拉值。 

欧洲专利EP0 384 679 B1披露了一种电解沉积金-铜合金的镀液和利用这种镀液电镀物体的方法。所披露的电镀组合物包含以氰化化合物形式出现的金、以氰化化合物形式出现的铜以及碲或铋的水溶性化合物。 

欧洲专利申请0 566 054 A1披露了一种用于电镀金-铜合金的溶液。所披露的电解组合物包含以氰化金复合物形式出现的可溶性金化合物、以氰化铜复合物形式出现的可溶性铜化合物和量足以增亮合金的可 溶性二价硫化合物。增亮添加剂可以为硫氰酸、硫代苹果酸、咪唑啉硫酮、亚硫酸或硫代巴比妥酸。 

所有这些技术在需要沉积厚沉积物时都存在缺陷。建议的解决方法包括将包含Au/Cu/Ag的三元合金沉积以制造厚沉积物，但是加入Ag产生了强烈的结瘤效应，而这对于厚沉积物是不可接受的。另外，本领域已知的某些工艺包含镉，该物质被认为是有毒的，可能会被禁止应用。因此，需要一种可靠的制造厚金-铜沉积物的电解组合物和电解方法，其结瘤小，亮度高，硬度大，延性好。而且，该电解组合物应当避免使用可能的有毒添加剂，如镉。 

发明内容：

在本发明的众多技术特征中，值得注意的是一种改进的用于电解沉积金-铜合金的电解组合物和方法。 

简言之，本发明涉及一种用于将金-铜合金电解沉积至基材表面的电解液，其中包含金离子源、铜离子源，氰化钾(KCN)源，所述氰化钾源浓度可以将铜/氰化钾质量比保持在3-7范围内，以及至少一种络合剂，该络合剂选自以下物质构成的组：乙二胺四乙酸[EDTA]、二乙三胺五乙酸和氨三乙酸[NTA]、羟乙基亚氨基二乙酸[HEIDA]、次氮基丙酸二乙酸[NPDA]、亚氨基二乙酸[IDA]、次氮基三甲基磷酸[NTMA，Dequest 2000]、三乙醇胺[TEA]。 

其它目标和特征的部分或是显而易见的，或是将在下文指出。 

具体实施方式：

本发明涉及一种用于将金-铜合金电解沉积至基材表面的电解组合物，其中所述电解组合物包含金离子源、铜离子源，氰化钾以及至少一种络合剂，该络合剂选自以下物质构成的组：乙二胺四乙酸[EDTA]、二乙三胺五乙酸和氨三乙酸[NTA]、羟乙基亚氨基二乙酸[HEIDA]、次氮基丙酸二乙酸[NPDA]、亚氨基二乙酸[IDA]、次氮基三甲基磷酸 [NTMA，Dequest 2000]、三乙醇胺[TEA]，其中铜离子的浓度和氰化钾(KCN)的浓度使铜/自由氰化钾质量比在3-7的范围内。 

本发明进一步涉及一种使用上述组合物电解沉积金-铜合金的方法，从而通过控制电解组合物的温度和电流密度来影响所沉积的金-铜合金的克拉值和颜色。并且，使用本发明的电解组合物提高了微分布力(microthrowing power)并使沉积的金-铜合金具有高延性。 

根据本发明的电解组合物可包含浓度为2-20g/L的金离子。金的浓度可以改变以影响金-铜合金的克拉值和颜色。很多金盐都可以用于将金离子添加至该组合物中，包括但不限于氰化金、亚硫酸金、氯化金和氯化金水合物、溴化金、碘化金、四氯金(III)酸钠(sodiumtetrachloroaurate(III))及其水合物、四溴金(III)氢酸(hydrogentetrabromoaurate(III))及其水合物，以及二氰合金酸钾(potassiumdicyanoaurate)。优选的金离子源包括氰化金和亚硫酸金。