[发明专利]一种氰化镀Cu-Sn合金的电镀液及电镀方法

说明书

技术领域

本发明涉及电镀铜锡技术领域，尤其涉及一种氰化镀Cu-Sn合金的电镀液及电镀方法。

背景技术

电镀铜锡合金是发展最早的合金镀种之一。由于镍资源短缺等原因，镍的价格持续增长，代镍镀层越来越引起人们的注意。铜锡合金作为代镍用于防护、装饰性镀层，既可以满足使用要求，也可以减少镍的使用，因此具有非常高的市场价值。80年代后期，研究发现金属镍接触人的皮肤会引发镍敏感症状，因而在许多国家，例如，欧共体国家旱在90年代就已立法限制首饰品中含镍量，要求金属镍的析出量每星期每平方厘米不超过0.5微克。因此研究代镍电镀工艺有很大的必要性。代镍镀层应具备以下性能：首先镀层的整平性、光亮度要好，具有优良的装饰效果。其次，镀层应能阻止底层金属向而层的扩散，以防止贵金属镀层的变色。再者，电镀成本不能太高。日前常用的代镍工艺主要有电镀铜合金、镀钯或钯镍合金、镀钴。镀钴和镀钯均因其价格昂贵使得它们的工业化推广受到限制。电镀Cu-Sn合金，可获得平整和光亮的镀层，铜锡合金的防扩散性能良好，较为重要的是，电镀成本较为理想。不仅如此，电镀废液处理技术要求不高。基于此，电镀Cu-Sn合金在装饰防护性电镀中获得了广泛的应用，是应用最广泛的代镍镀层之一。

现有的氰化电镀Cu-Sn合金普遍存在镀液的性能不佳，镀层质量不高的技术缺陷，这些严重制约了氰化镀铜在工业上的进一步推广。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供氰化镀Cu-Sn合金的电镀液，该电镀液的镀液性能较好，使用该镀液得到的镀层质量较高。

一种氰化镀Cu-Sn合金的电镀液，包括含量为10～15g/L的CuCN、含量为60～92g/L的锡酸盐、含量为28～46g/L的酒石酸钾钠、含量为26～40g/L的焦磷酸盐、含量为30～55g/L的碱金属氰化物、含量为18～30g/L的碳酸盐、含量为0.2～0.8g/L的聚乙氧基辛烷基苯酚醚和含量为0.15～0.70g/L的聚乙烯二胺。

其中，包括含量为12g/L的CuCN、含量为80g/L的锡酸盐、含量为35g/L的酒石酸钾钠、含量为30g/L的焦磷酸盐、含量为44g/L的碱金属氰化物、含量为25g/L的碳酸盐、含量为0.43g/L的聚乙氧基辛烷基苯酚醚和含量为0.40g/L的聚乙烯二胺。

其中，所述聚乙氧基辛烷基苯酚醚的平均分子量为5000～8000。

其中，所述聚乙烯二胺的平均分子量为4000～6000。

以上电镀液的技术方案中，选用CuCN为铜主盐。相比于二价铜，亚铜离子由于电位较低，更容易还原沉积出铜单质，并且在相同的电量下，一价铜析出的单质铜更多。

选用锡酸盐为锡主盐。锡酸盐中Sn的氧化态为+Ⅳ，相比于二价锡，四价锡沉积的镀层的硬度更大。

选用焦磷酸盐为主配位剂。焦磷酸盐优选为焦磷酸钾或钠。选用酒石酸钾钠为辅助配位剂，其对焦磷酸盐与四价锡与一价铜离子形成络合物具有促进作用。该络合物在阴极沉积时的放电电位较简单的二价铜离子更负，即极化程度更大。因而，络合离子放电更为平稳，使得镀层的更为细致平整。

选用聚乙氧基辛烷基苯酚醚作为晶粒细化剂，它可以对引起位错和成核增加的因素都可起到细化品粒的作用。品粒细化剂通过增大极化，产生高过电位保证高的吸附原了饱和度，或者通过本身在表面吸附引起吸附原了进入品格的无序性增加，从而阻碍吸附原了向成长中心扩散。选用聚乙烯二胺作为光亮剂。聚乙烯二胺和聚乙氧基辛烷基苯酚醚协同作用更有利于提高镀层的细致度及光亮度。

本发明另一方面提供一种氰化镀Cu-Sn合金的电镀方法，该方法所适用的电镀液的性能较好，根据该方法制备的镀层质量较高。

一种使用上述的电镀液电镀的方法，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10～15gCuCN、60～92g锡酸盐、28～46g酒石酸钾钠、26～40g焦磷酸盐、30～55g碱金属氰化物、18～30g碳酸盐、0.2～0.8g聚乙氧基辛烷基苯酚醚和0.15～0.70g聚乙烯二胺；

(2)以预处理过的阴极和阳极置入所述电镀液中通入电流进行电镀。

其中，所述电流为单脉冲方波电流；所述单脉冲方波电流的脉宽为0.4～0.9ms，占空比为5～30％，平均电流密度为0.8～1.5A/dm²。

其中，所述步骤(2)中电镀液的pH为11～12.5。

其中，电镀液的温度为40～60℃。