[发明专利]基于杂环类生物碱配位的三价金无氰镀金电镀液及其应用

说明书

本发明公开了基于杂环类生物碱配位的三价金无氰镀金电镀液及其应用，电镀液包括三价金盐、配位剂、pH缓冲剂、防霉剂和添加剂。其中，以提供三价金的氯金酸为主盐，以杂环类生物碱为配位剂，以无水碳酸钾和三水合磷酸氢二钾混合物为pH缓冲剂，以四硼酸钠或苯甲酸钠或甲醛为防霉剂，以含硫的有机物为添加剂。本发明的无氰镀金液金盐来源方便、综合性能突出；镀液有较好的均镀能力；抗置换能力强，新鲜镀镍片置于镀液中3min也不会出现置换金层现象；在0.1～1.2A/dm²宽广电流密度下，所获镀金层与镍、铜基底结合力良好、光亮度高且颜色均匀金黄；此外，还具有镀液制备简单，镀金工艺方便可控特点。

技术领域

本发明为无氰电镀金技术领域，具体涉及基于杂环类生物碱配位的三价金无氰镀金电镀液及其应用。

背景技术

电镀金广泛应用于电器、接插件、印制电路板、集成电路及装饰领域。

金常见的氧化态为三价和一价。三价金还原过程中，首先获得两个电子还原为一价金，再获得一个电子还原为单质金。简单、无配位的三价金离子还原过电位较小，所得金沉积物颗粒较为粗大且可能造成一价金的夹杂。在不含配位剂的水溶液中，一价金极容易发生歧化反应，变为三价金和单质金，难以稳定存在。

在氰化物镀金溶液中，氰根离子与一价金离子稳定配位，因而镀液稳定且镀层质量优良。氰化物剧毒。无氰一价金镀金液主盐多用亚硫酸金钠溶液。亚硫酸金钠溶液不仅稳定性较差，通常仅能维持保存六个月，而且亚硫酸金钠无商品固态出售药品，需要自行制备。此外，镀液中亚硫酸钠浓度累积过高时，金镀层易夹杂硫而应力增大和发脆。

三价金离子带有较高的正电荷，与能够提供孤对电子的含N、O、S配体配位而结合在一起。由于配位剂的加入，金的还原过电位提高，能够获得更为细致的金镀层。

中国专利(CN 105420771 A)公开了一种以半胱氨酸作为金的主配体，2-硫代-5，5-二甲基乙内酰脲、三乙基胺、柠檬酸、环己六醇等作为辅配位剂的一价金无氰镀金电镀液，在一定程度上提高了镀液的稳定性。现有研究中，以半胱氨酸为配位剂的无氰镀金工艺，半胱氨酸和一价金之间形成了较强的配位键，能够获得一定厚度的镀层。但上述无氰镀金工艺均为一价金镀金，且加入的主盐仍然为需要自制的亚硫酸金钠溶液。

中国专利(CN 105112953 A)公开了一种以亚硫酸金钠为主盐，亚硫酸钾、焦亚硫酸钠、连二亚硫酸钠、硫代硫酸钠与硫代硫酸钾中的一种或多种作为主配位剂，乙二胺、有机膦酸、吡啶、吡啶-3-磺酸、氨基吡啶、喹林、喹啉酸、喹啉-2-磺酸、羟基喹啉、乙二胺三乙酸、乙二胺二乙酸、硝基三乙酸与亚氨基二乙酸中的一种或多种作为辅助配位剂的无氰镀金液。中国专利(CN 105316718 A)公开了一种以亚硫酸盐为主配位剂，以碱金属巯基丙磺酸盐为辅助配位剂的亚硫酸盐无氰镀金的脉冲电镀液及电镀方法。中国专利(CN105937028 A)公开了一种以亚硫酸金钠为主盐，硫氰酸钠、氨基硫脲、亚乙基硫脲、2-氨基-5-巯基-1,3,4噻唑、6-巯嘌呤中的一种或任意两种以上作为软碱类配位剂，焦磷酸钾、三聚氰胺、氨基磺酸盐、亚氨基二乙酸、甘氨酸、四亚乙基五胺、尿苷、咖啡因、柠檬酸铵、酒石酸中的一种或任意两种以上作为非软碱类配位剂的一种复配无氰镀金液及其制备方法。上述一价金无氰镀金工艺中，主盐或配位剂中含硫，且使用总量较大，所获镀层易夹杂硫且可能会发脆。

此外，由于一价金稳定性不足，有研究以氯金酸为主盐来源，次黄嘌呤为配位剂，聚乙烯亚胺为添加剂的无氰镀金体系，虽然提高了电镀液稳定性，但体系pH值较高，易造成电镀设备的腐蚀。

总之，现阶段的无氰镀金工艺或电镀液稳定性不足、或电镀条件苛刻、或镀层质量不高、易腐蚀设备，均存在着不能满足电镀加工需要的缺陷。因此，发明一种综合性能突出的三价金无氰镀金工艺有着重大的实际意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了基于杂环类生物碱配位的三价金无氰镀金电镀液及其应用，解决了上述背景技术中的问题。