[发明专利]一种蒽醌染料体系酸性镀铜的电镀液及电镀方法

说明书

技术领域

本发明涉及电镀铜工艺的技术领域，尤其涉及一种蒽醌染料体系酸性镀铜的电镀液及电镀方法。

背景技术

铜具有良好的导电性和导热性，较为柔软，容易抛光，易溶于硝酸，也易溶于加热的浓硫酸中，在盐酸和稀硫酸中作用很慢。在空气中易于氧化(尤其在加热条件下)，氧化后将失掉本身的颜色和光泽，在潮湿空气中与二氧化碳或氧化物作用生成一层碱式碳酸铜，当受到硫化物作用时，将生成棕色或黑色薄膜。

由于铜电位较正，因而它很容易在其它金属上沉积。以铜作为底层，连同光亮镍和微裂纹铬一起使用时，能得到非常良好的抗蚀性镀层。铜镀层能有效地保护锌压铸件不受酸性镀镍溶液的浸蚀而溶解，并由此防止了置换镀，当电镀锌压铸件时，铜作为底层是必不可少的。同样，钢件镀镍铬之前镀铜，容易被抛光到很高的表面光度，从而可以降低某些钢件的磨光及抛光成本。所以，铜镀层通常用来作为金、银、镍及铬镀层的底层。另外，由于具有良好的导电性，铜镀层也广泛的应用于印刷线路板上。铜能有效地阻止碳、氮的扩散渗透，低孔隙率的铜镀层作为一种阻挡层，也广泛应用于钢基体零件的渗氮和渗碳工艺。

酸性镀铜作为一种应用最为广泛的镀铜工艺之一，它一般以硫酸和硫酸铜为基础配方，它具有以下一些主要优点：(1)镀层与基体金属结合力好，强度高；(2)镀层韧性好；(3)深镀性能好，整平性好；(4)易抛光，导电性能良；(5)易焊接；(6)在装饰性电镀中可选用特定添加剂得到光亮效果，或镀出凹凸黑体字；(7)镀层上容易继续镀铜或镀其他金属。

现有酸性镀铜普遍存在镀液的性能不够理想，镀层质量不强的技术缺陷，这些严重制约了酸性镀铜的工业化应用。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供一种蒽醌染料体系酸性镀铜的电镀液，该电镀液的镀液性能优异，镀层质量良好。

一种蒽醌染料体系酸性镀铜的电镀液，包括含量为190～220g/L的CuSO₄·5H₂O、含量为50～70g/L的H₂SO₄、含量为0.050～0.080g/L的氯离子、含量为0.10～0.35g/L的蒽醌染料、含量为0.03～0.06g/L的二甲基甲酰胺基磺酸盐、含量为0.05～0.10g/L的聚乙二醇和含量为0.02～0.04g/L的聚乙烯亚胺烷基化合物和含量为0.03～0.05g/L聚乙烯亚胺烷基盐。

其中，包括含量为202g/L的CuSO₄·5H₂O、含量为57g/L的H₂SO₄、含量为0.063g/L的氯离子、含量为0.28g/L的蒽醌染料、含量为0.042g/L的二甲基甲酰胺基磺酸盐、含量为0.07g/L的聚乙二醇和含量为0.03g/L的聚乙烯亚胺烷基化合物和含量为0.038g/L聚乙烯亚胺烷基盐。

其中，所述蒽醌染料为蒽醌蓝；所述聚乙二醇分子量为2000～8000。

以上电镀液的技术方案中，选用蒽醌染料为整平剂。蒽醌染料指含有蒽醌结构的染料的总称。蒽醌染料优选为蒽醌蓝，又称为酸性蒽醌蓝，化学名为2-蒽磺酸,1-氨基-9,10-二氢-9,10-二氧-4-(苯胺)钠，其分子式为C₂₀H₁₄N₂O₅S·Na，CAS号为6408-78-2。本发明中蒽醌蓝为沧州临港基尔达染料有限公司所生产。为了使原本凹凸不平的基体变得平整光亮，就必须使电镀过程中凹陷处的沉积速度大于凸处的沉积速度，这一过程的实现叫做整平，它是靠在镀液中加入整平剂而实现的。整平剂能够被吸附在阴极上，并且会因还原而被消耗，有阻碍金属离子的电沉积的作用。由于微观上的凹陷处的扩散传质速度比凸处要慢，因此，凹处的整平剂耗尽以后没有得到及时补充，以致吸附的量比较少，因而对沉积的阻化作用较小，沉积速度较快；凸起处的情况则与凹陷处的正好相反。因此，凹陷处的镀层生长就会比凸处快，基体原来的微观凹凸差距逐渐被缩小，以致最后消除，从而达到对镀层表面的整平。

以二甲基甲酰胺基磺酸盐作为光亮剂。光亮剂具有一定的增大极化的作用，它通过吸附作用，抑制铜单质沉积时局部生长，促进结晶的微细化，使得晶粒的尺寸小于可见波长，并且具有一定的排列定向，由此形成于平行于表面的结构面，从而达到使得入射到表面的可见光不发生漫反射。本发明中二甲基甲酰胺基磺酸盐可以二甲基甲酰胺基磺酸钠，其白色或微黄色的晶体，为江苏梦得电镀化学品有限公司所生产。