[发明专利]一种无氰碱性镀铜电镀液及电镀工艺

说明书

技术领域

本发明属于电化学镀铜技术领域，特别涉及一种无氰碱性镀铜电镀液及 电镀工艺。

背景技术

铜是一种柔软可塑、稍带红色的金属，具有良好的导电性和导热性，延 展性好，镀铜一般多用作装饰性中间镀层，保护锌、铁等基体金属。获得铜 镀层的镀铜液很多，常用的只有氰化物铜液、酸性硫酸盐铜液和焦磷酸盐铜 液。钢铁件以及锌合金件不能在酸性硫酸盐镀液和焦磷酸盐镀液中直接镀铜， 因为这些零件如果直接浸入这些镀液中时，在电流未接通前就会有置换反应 发生，生成一层疏松的置换镀层，影响镀层与基体的结合力。氰化镀铜是目 前唯一广泛应用的有效镀铜工艺。但是氰化镀铜液中含有剧毒的氰化物，在 生产过程以及后续的废水、废渣处理过程中会带来很大的安全隐患。因此， 寻求一种无毒无害、性能优良的无氰镀铜工艺取代氰化镀铜工艺一直是人们 关注的焦点。

在无氰镀铜工艺方面人们已经进行了很多研究，现在已经有HEDP镀铜、 三乙醇胺镀铜、柠檬酸盐镀铜、EDTA镀铜、酒石酸盐镀铜等多种镀铜工艺， 在实际生产中也有应用。但是这些工艺由于自身存在的缺点而无法完全取代 氰化镀铜工艺，特别是对于锌合金压铸件上直接镀底铜这个问题来讲，至今 仍没有较好的工艺能与氰化镀铜工艺相比。

无氰镀铜工艺取代氰化镀铜工艺所需要解决的最大难题是解决基体金属 如铁、锌等很容易被镀液中的铜离子置换，从而形成一层疏松的置换层，这 层置换层与基体之间结合力不牢、无法达到电镀的目的。目前研究开发的大 部分无氰镀铜工艺只在一定程度上克服了置换现象的产生，对于锌合金压铸 件上镀铜至今没有优良有效的无氰镀铜工艺出现。

发明内容

本发明将提供一种无氰碱性镀铜电镀液及电镀工艺，在保证镀层与基体 之间有着良好的结合力的前提下，深度能力和均镀能力均优于氰化镀铜工艺， 镀层孔隙率、韧性均能达到氰化镀铜工艺水平，该镀铜液和镀铜工艺不仅适 合于钢铁、铜基体镀铜，也可用于铝合金、锌合金压铸件基体直接镀铜。同 时该镀铜电镀液稳定性好，电流效率高，废水处理简单，镀层均匀致密、柔 软、光亮，不具憎水性，不需除膜，可直接用于后续其他金属电镀。

为达上述目的，本发明提供一种无氰碱性镀铜电镀液及电镀工艺，以铁 基体为例，其特征在于该工艺包括以下步骤：

(1)精抛打磨：使用打磨机将待镀工件进行精抛光，抛光到表面粗糙度Ra 小于等于0.1。

(2)化学除油：使用LD-1146化学除油剂处理经(1)步打磨过的工件，操 作温度70℃，处理时间10min。

(3)电解除油：以LD-1160为电解液，以经化学除油后的工件做阴极，纯铁 板为阳极，电流密度5A/dm²，操作温度维持在60℃，阴极除油时间5min。

(4)酸洗活化：将上述电解除油后的工件浸入20％的盐酸溶液中酸洗并活化 1min，干燥待用。

(5)施镀：无氰碱性镀铜镀液组成为，硫酸铜5～50g/L，醋酸钠2～50g/L，5， 5二甲基海因5～100g/L，葡萄糖酸钠2～100g/L，氯化钠1～30g/L，丁二酸 1～30g/L，四乙烯五胺2～40g/L，噻唑0.001～0.1g/L。

选用5L标准实验用电镀槽，将镀液按照上述比例混合倒入电镀槽中，以 经预处理过的待镀工件基体为阴极，纯铜板为阳极，阴阳极板面积比为1:2.5， 电流密度0.2～4.0A/dm²，操作温度55～60℃，用30％硫酸或40％氢氧化钾调整 溶液pH在8.5～9.5，施镀过程中保持空气搅拌，电镀时间30～60min。

本发明采用上述镀铜电镀液及电镀工艺后，各项试验结果表明，铜镀层沉 积速度快，镀层均匀致密、柔软、光亮，结合力良好，深度能力和均镀能力 均优于氰化镀铜工艺，镀层孔隙率、韧性均能达到氰化镀铜工艺水平，同时 镀液稳定，废液处理简单。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步说明本发明。

实施例1

(1)精抛打磨：使用打磨机将铁基工件进行精抛光，抛光到表面粗糙度 Ra小于等于0.1。

(2)化学除油：使用LD-1146化学除油剂处理经(1)步打磨过的工件， 操作温度70℃，处理时间10min。