[发明专利]一种碱性无氰镀铜剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碱性无氰镀铜剂及其使用方法。

背景技术

电镀铜在电镀中占有较大比例。铜镀层均匀、细致，用途广泛，主要作为镀镍、镀锡、镀银和镀金的打底层或中间层，以提高基体金属和表面镀层的结合力，还可以减少镀层孔隙，提高镀层的防腐蚀性能；装饰性镀铬时，常采用厚铜薄镍镀层，以节约金属镍。镀铜还有其他一些用途。

目前，工业应用的镀铜工艺主要有氰化镀铜、酸性镀铜和焦磷酸盐镀铜。

氰化镀铜可以直接在钢铁、锌合金等基体上作为打底镀层。氰化镀铜结晶细致，与基体结合力好，镀液分散能力和深镀能力强，但不宜获得很厚的镀层，常用于预镀。氰化钠易受空气中的氧和二氧化碳作用而分解为碳酸钠，因此镀液稳定性差。由于氰化钠剧毒，因此镀液对环境和人体有严重危害。

硫酸盐镀铜应用较为广泛，但钢铁件在硫酸盐镀铜液中会产生疏松的置换铜层，严重影响镀层的结合力，锌压铸件、铝及其合金也会受镀液的腐蚀，因而在活泼性较强的基体上不能直接镀光亮酸铜，此外酸铜也不适于复杂件的电镀。

焦磷酸盐镀铜配槽费用大、成本高，镀液活化能力不好，镀层结合力差，钢铁、铝合金等零件一般不能直接进行焦磷酸盐镀铜，需要进行预镀、预浸等处理，长时间使用还会造成磷酸盐积累，沉积速度显著下降，而且废水难以处理。

铜是电镀单金属中应用最广泛的镀种之一，绝大多数电镀企业铜镍铬电镀工艺采用氰化镀铜打底，氰化镀铜也是锌合金件电镀铜镍铬层的唯一有效打底铜工艺。但是氰化镀铜含有剧毒的氰化钠和氰化亚铜，危害人员身体健康，给生产带来重大安全隐患，也给环境与生态造成巨大破坏。因此，研发无氰镀铜工艺，已成国内外面临的共同课题。近年来，国内外虽出现了一些无氰镀铜工艺，但都存在着不同程度的缺陷，主要是结合力差、阳极溶解性不好、镀层长毛刺、工艺范围窄、溶液稳定性差及废水处理困难。

发明内容

本发明要解决现有碱性无氰镀铜工艺中存在的诸多不足，提供一种低成本、稳定性好、易维护并且能应用于大生产的碱性无氰镀铜剂，该碱性无氰镀铜剂既可以在氰化镀铜液中替代氰化钠，直接转缸，也可以采用本发明的全无氰碱性镀铜工艺，此工艺既适用于滚镀也适用于挂镀，操作简单，镀液稳定，其结合力、深镀能力及均镀能力均已达到氰化镀铜，可以完全替代氰化镀铜。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种碱性无氰镀铜剂，包括以下质量百分比的物质：

pH调节剂1～20%

电流稳定剂60～92%

走位剂1～15%

络合剂1～25%。

作为优选的技术方案，所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、柠檬酸钠、柠檬酸钾的一种或两种以上的混合物。

作为优选的技术方案，所述电流稳定剂为氯化钾、氯化钠、氯化铜、碘化钾、碘化钠的一种或两种以上的混合物。

作为优选的技术方案，所述走位剂为酒石酸钠、苯甲酸钠、乙酸钠、草酸钾的一种或两种以上的混合物。

作为优选的技术方案，所述络合剂为植酸钠、酒石酸钾钠、乙醇酸、葡萄糖酸钠、草酸钠的一种或两种以上的混合物。

作为优选的技术方案，所得到的碱性无氰镀铜剂为细微颗粒或粉末状物质。

一种碱性无氰镀铜剂的使用方法，包括以下方式、用量及步骤：

1)在氰化镀铜镀液中，用碱性无氰镀铜剂替代氰化钠，按分析后所需添加氰化钠的量秤取碱性无氰镀铜剂；

2)将步骤1）所取的碱性无氰镀铜剂用电镀溶液溶解彻底；

3)将步骤2）所得到的碱性无氰镀铜剂溶液加入到电镀槽中，并搅拌均匀，即可电镀。

一种碱性无氰镀铜剂的使用方法，包括以下工艺及步骤：

碱性无氰镀铜剂60-80g/l、硫酸铜50-70g/l、氢氧化钠50-70g/l、氯化钾90-110g/l、酒石酸钾钠10-20g/l、FW1503开缸剂30-50ml/l。

1)在电解槽内将水温加热到80℃，再将计量的硫酸铜和氯化钾一起倒入并不停搅拌，直至完全溶解，清澈见底；

2)将其他成分在不同的溶解槽内各自单独溶解（FW1503开缸剂除外），直到溶解彻底；

3)待步骤1）硫酸铜和氯化钾溶液冷却至40℃左右时，将步骤2）中的各溶液与其混合，氢氧化钠溶液最后加入，并搅拌，然后加入计量水和FW1503开缸剂，最后搅拌均匀。

作为优选的技术方案，电镀槽内的电流密度为：0.5～3A/dm²。