[发明专利]一种铜电镀液及其电镀工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种电镀技术，更具体地说是涉及一种无氰碱性镀铜技术。

背景技术

工业化的发展，环境污染问题越来越严重，对于保护环境，清洁、环保、节能的生产越来越受到业界的重视。电镀行业氰化镀铜工艺中，生产过程必须使用氰化物氰化镀铜工艺，存在着剧毒性的氰化物，它对环境污染极其严重，对工人身体健康造成严重威胁；随着人们的环保意识的增强，迫切要求发展环保清洁的镀铜工艺，替代传统的氰化物镀铜工艺。因此，发展新的环保镀铜工艺，解决环境污染问题和生产工人的健康问题，有着积极的社会意义。事实上，世界各国在电镀技术领域始终进行着对无氰电镀的研究和开发，并随着相关技术的进步，以及新的电镀添加剂进入市场，无氰电镀工艺的水平在逐步提高。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种铜电镀液及其电镀工艺，为一种无氰碱性镀铜工艺，应用于电镀铜生产中，铜层与基体结合力良好可以达到生产工艺清洁、环保的要求，可以替代传统的氰化物镀铜工艺，解决了现有技术对环境污染和对生产工人的健康威胁问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种铜电镀液，所述电镀液主要包含络合剂、主盐、导电盐、光亮剂，其中：

络合剂含量为100~200克/升；

主盐含量为30~100克/升；

导电盐含量为20~50克/升；

光亮剂含量为10~100毫克/升；

电镀液的pH值为9.0~11.0；溶剂为水。

所述络合剂由柠檬酸钠、氨基磺酸钠、葡萄糖酸钠、乙二胺四乙酸二钠中的一种或一种以上的组合。

所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠和柠檬酸钠。

所述主盐由硫酸铜、碱式碳酸铜中的一种或两种。

所述主盐为碱式碳酸铜，其含量为50~80克/升。

所述导电盐为硫酸钾、硝酸钾中的一种或两种。

所述光亮剂为硫代硫酸钠、硫氰酸钾、呋喃中的一种或一种以上的组合。

所述PH值用氨水或硫酸调整。

本发明的一种铜电镀液的电镀工艺，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将金属铜放入上述铜电镀溶液中，作为阳极；

（2）将工件放入上述铜电镀溶液中，作为阴极；

（3）通入直流电源，阴极电流密度0.5~3安培/平方分米，电镀液温度40~55℃,电镀时间2~8分钟。

所述步骤（3）中阴极电流密度为1.0~2.0安培/平方分米；电镀液温度为45~50℃；电镀时间为4~6分钟。

与现有技术相比，本发明电镀液采用新型络合剂代替氰化物络合剂，具有的有益效果为：

1）电镀液不含氰化物，达到环保清洁生产工艺的要求，不会对生产工人的健康问题造成威胁。

2）镀层与基体结合力良好，达到电镀层结合力的技术要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，但不构成的对本发明的任何限制。

实施例1

一种铜电镀液，所述电镀液主要包含络合剂、主盐、导电盐、光亮剂，其中：

pH值为10.0，用氨水或硫酸调整。

电镀方法：采用长方形铁片70×100mm，在267ml的霍尔槽中进行电镀测试，条件为：温度50℃、直流电流为1.0安培、电镀5分钟，阳极使用铜板，得到试片A1。

电镀效果评价：观察试片A1外观，镀层是否光亮均匀、结晶细致。

镀层结合强度评价：依据ASTM B571（美国金属镀层粘附力定性测试）标准，把试片A1在炉中加热至240~260℃，然后取出放入室温的水中冷却，观察镀层是否鼓泡或脱落。如果铜层有鼓泡或脱落，则铜层与基体结合强度不合格；如果铜层没有鼓泡或脱落，则铜层与基体结合强度合格。

实施例2

电镀液成分：

pH值为10.0，用氨水或硫酸调整。

电镀方法：采用长方形铁片70×100mm，在267ml的霍尔槽中进行电镀测试，条件为：温度50℃、直流电流为1.0安培、电镀8分钟，阳极使用铜板，得到试片A2。

电镀效果评价：观察试片A2外观，镀层是否光亮均匀、结晶细致。

镀层结合强度评价：依据ASTM B571标准，把试片A2在炉中加热至240~260℃，然后取出放入室温的水中冷却，观察镀层是否鼓泡或脱落。如果铜层有鼓泡或脱落，则铜层与基体结合强度不合格；如果铜层没有鼓泡或脱落，则铜层与基体结合强度合格。