[发明专利]一种半胱氨酸镀银电镀液及电镀方法

说明书

技术领域

本发明涉及镀银工艺的技术领域，尤其涉及一种半胱氨酸镀银电镀液及电镀方法。

背景技术

金属银以其优良的性能及相对较低的成本，成为应用最为广泛的贵金属之一。在所有的金属中银的导电性最好，银的延展性居所有金属的第二位。此外，银还具有良好的导热性、反光性、耐蚀性能及焊接性能，因此，在电子、通讯等工业领域需求量很大。此外，银因其特有的银白色金属光泽，一直被用于家庭高档用具、餐具及首饰等工艺品上作为装饰层。然而银毕竟是一种贵金属，实际应用成本较高，在地壳中的含量仅为1×l0^-5%，因而考虑在其它金属表面电沉积银来降低成本，同时表面拥有银的优良性能。

自1839年英国的G.R.Elkington和H.Elkington兄弟申请氰化镀银的首个专利并投放于工业生产以来，氰化镀银工艺因其镀液稳定可靠、电流效率高、较好的覆盖能力以及较高的分散能力、所得镀层结晶细致且光亮等优点，在电镀银工艺中一直占主导地位。但氰化物是剧毒的化学品，在生产、储存、运输以及使用过程中，会对人体造成危害，并且严重污染环境。因此，人们一直在探索一种可替代传统氰化镀银工艺的环保镀银工艺。无氰镀银也成为近二十年来镀银工艺的研究热点，具有广阔的市场前景和巨大的应用价值。

现有的无氰镀银较为常见者有过硫酸盐镀银、亚硫酸盐镀银、磺基水杨酸镀银。尽管在一定程度上解决了含氰镀银的污染问题，然而这些无氰镀银的镀液不够稳定，镀层抗变色性较差和可焊接性不够理想。由此，限制了这些电镀液的大规模工业化生产及应用。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供一种半胱氨酸镀银电镀液，该半胱氨酸镀银电镀液的稳定性高，镀层抗变色性和可焊接性强。

一种半胱氨酸镀银电镀液，包括含量为20～35g/L的硝酸银、含量为90～110g/L的半胱氨酸、含量为15～30g/L的甲基磺酸盐、含量为3～10g/L的非离子型表面活性剂和含量为15～30g/L的碳酸盐。

其中，包括含量为30g/L的硝酸银、含量为98g/L的半胱氨酸、含量为23g/L的甲基磺酸盐、含量为7g/L的非离子型表面活性剂和含量为25g/L的碳酸盐。

其中，所述半胱氨酸为L-半胱氨酸。

其中，所述非离子型表面活性剂为分子量为400～600的烷基酚聚氧乙烯醚。

以上半胱氨酸镀银电镀液的技术方案中，选用半胱氨酸作为配位剂。金属银的标准电势为+0.799V，属电正性较强的金属。将Ag⁺还原成单质银的交换电流密度较大，也就是说，使Ag沉积的浓度极化较小。因此，从以Ag⁺形式存在的镀液中沉积的银镀层结晶粗大，因而加入的配位剂可以与Ag⁺络合，提高正一价银的电极化，提高银沉积的质量。半胱氨酸的氨基上的氮原子可提供电子从而银离子络合，半胱氨酸的巯基上的硫原子也可可提供电子从而银离子络合，这样半胱氨酸通过硫原子和氮原子与银离子可形成结构较单一的含有氨基的配位剂更稳定的螯合物。

甲基磺酸盐作为添加剂可改善镀层的平整性，甲基磺酸盐优选为可溶于水的甲基磺酸钠或甲基磺酸钾。

碳酸盐可作为导电盐。碳酸盐优选为水溶性的钠盐或钾盐。碳酸盐为易溶于水的强电解质，可增强镀液的导电性，提高阴极极化，使得镀层细致、光滑；又可通过水解成碱性维持镀液的碱性环境。碳酸盐用量过多会对镀层的质量造成负面影响。

非离子型表面活性剂可降低阴极银沉积的晶体颗粒的大小。非离子型表面活性剂可以为烷基酚聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚的分子量优选为500。

本发明另一方面提供一种电镀方法，该方法可以使半胱氨酸镀银电镀液的稳定性高，镀层抗变色性和可焊接性强。

一种使用上述半胱氨酸镀银电镀液电镀的方法，包括以下步骤：

（1）配制电镀液：在水中溶解各原料组分形成电镀液，所述每升电镀液含有20～35g硝酸银、90～110g半胱氨酸、15～30g甲基磺酸盐、3～10g非离子型表面活性剂和15～30g碳酸盐；

（2）以铜板作为阴极，对阴极进行预处理；

（3）以银板作为阳极，将阳极和经过预处理的阴极置入所述电镀液中通入电流进行电镀。

其中，所述预处理具体为将阴极打磨、除油、抛光和浸入含银溶液中。

其中，所述含银溶液包括含量为10～15g/L的硝酸银、含量为200～220g/L的硫尿；所述含银溶液被浸入时的温度为20～30℃，pH为4～6。