[发明专利]一种含有砷的亚硫酸盐无氰镀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，尤其涉及一种含有砷的亚硫酸盐无氰镀金的电镀液及电镀方法。

背景技术

金延展性好，易于抛光，具有较低的接触电阻，导电性能、焊接性能良好，在电子工业中作为可焊性镀层得到了广泛的应用。金耐高温，硬金还比较耐磨，因此金镀层广泛应用于精密仪器、仪表、印刷线路板、集成电路、管壳、电接点等要求电参数性能长期稳定的零件。金的化学稳定性很高，只溶于王水而不溶于其他酸，因而金镀层耐蚀性很强，有良好的抗变色性能，同时，金合金镀层有多种色调，故常用作名贵的装饰性镀层，如手饰、手表、艺术品等。

根据镀金镀液中是否含有氰化物可分为有氰镀金和无氰镀金。由于氰化物有剧毒，在环保意识的逐步增强的大时代背景下，氰化电镀金开始被各国政府通过立法进行限制。无氰镀金的开发凸显出巨大的市场前景。现有的氰化电镀金普遍存在镀液的性能不佳，镀层质量不高的技术缺陷，这些严重制约了无氰电镀金在工业上的进一步推广。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供一种含有砷的亚硫酸盐无氰镀金的电镀液，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。

一种亚硫酸盐无氰镀金的电镀液，包含含量为10～15g/L的以金计三氯化金、含量为78～94g/L的以亚硫酸根计亚硫酸盐和含量为9～16g/L的硝基酚和含量为0.16～0.48g/L的三氧化砷。

其中，包含含量为12g/L的以金计三氯化金、含量为88g/L的以亚硫酸根计亚硫酸盐和含量为14g/L的硝基酚和含量为0.30g/L的三氧化砷。

其中，所述硝基酚为对硝基苯酚或邻硝基苯酚。

以上电镀液的技术方案中，选用为三氯化金为主盐。本发明中金离子含量可使得阴极电流密度较高而沉积速度较快。若金盐含量过高，不仅会增加电镀成本，而且会使镀层产生脆性增大的现象；若含量过低，镀层色泽较差，阴极电流密度较低，沉积速度较慢。

选用亚硫酸盐为主配位剂。亚硫酸盐镀金液的分散能力和覆盖能力好，电流效率高，镀层光亮细致，与铜、镍等被镀基材的结合牢固，耐酸、抗盐雾性能好。亚硫酸盐优选为亚硫酸铵。铵离子加入镀液中可以提高镀液的稳定性，抑制镀液劣化和发生金沉淀析出。

选用硝基酚为稳定剂。由于亚硫酸盐易被氧化而导致镀液不稳定，本发明中加入硝基酚，可大大避免上述问题。

选用三氧化砷为光亮剂，提高镀层的光亮度。

除了上述成分外，本发明在还可选用合适用量的其它在本领域所常用的添加剂，例如导电剂碳酸钾、辅助配位剂等，这些都不会损害镀层的特性。

本发明另一方面提供一种含有砷的亚硫酸盐无氰镀金的电镀方法，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10～15g以金计三氯化金、78～94g以亚硫酸根计亚硫酸盐和9～16g硝基酚和0.16～0.48g三氧化砷；

(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0.5～1ms，占空比为5～30％，平均电流密度为0.5～1A/dm²。

其中，所述步骤(2)中电镀液的pH为8～10。

其中，电镀液的温度为50～60℃。

其中，电镀的时间为20～40min。

其中，所述步骤(2)中阳极与阴极的面积比为(1～4)：1。

以上电镀方法的技术方案中，单脉冲方波电流定义为在t₁时间内通入电流密度为J_p的电流，在t₂时间内无通入电流，是一种间歇脉冲电流。占空比定义为t₁/(t₁+t₂)，频率为1/(t₁+t₂)，平均电流定义为J_pt₁/(t₁+t₂)。同直流电沉积相比，双电层的厚度和离子浓度分布均有改变；在增加了电化学极化的同时，降低了浓差极化，产生的直接作用是，脉冲电镀获得的镀层比直流电沉积镀层更均匀、结晶更细密。不仅如此，脉冲电镀还具有：(1)镀层的硬度和耐磨性均高；(2)镀液分散能力和深镀能力好；(3)减少了零件边角处的超镀，镀层分布均匀性好，可节约镀液使用量。