[发明专利]一种化学快速还原镀金液及其应用

说明书

本发明属于化学镀金技术领域，具体涉及一种化学快速还原镀金液及其应用。包括以下浓度组分：水溶性金化合物(以Au计)0.5～1.5g/L，次亚磷酸钠5～20g/L，硫酸羟胺1～5g/L，柠檬酸三铵25～55g/L，乙二胺四乙酸二钠5～15g/L，氨基酸0.1～3.0g/L，巯基聚乙二醇‑R 0.001～0.02g/L，烷基溴化吡啶0.001～0.02g/L，木质磺酸盐0.001～0.005g/L，二甲基胺硼烷0.01～0.1g/L，酒石酸锗0.01～0.3g/L。该镀金液稳定性优异，沉积速率快，获得的镀金层表面平整，均匀、光亮且致密；且具有更好的抗腐蚀性以及镀锡回流和打金线性能。

技术领域

本发明属于化学镀金技术领域，涉及应用印刷电路板的表面处理的化学镀金技术领域，具体涉及一种化学快速还原镀金液及其应用。

背景技术

印制电路板(PCB)作为电子元件的载体和链接体，是目前电子设备的主要零部件，可以说是信息时代的承载。在PCB中使用铜基体是目前最优选择，导电性好且价格相对较低，但却存在腐蚀问题，而且铜氧化物具有较低的可焊性和不稳定的焊点可靠性。金具有光亮的颜色，以及优良的导电性极，抗氧化性极，延展性，非常适于表面涂(覆)镀层。

化学镀金发展非常迅猛，从1950年，美国发表了第一个化学镀金专利，并于10年后投入生产，到如今成为了一个成熟的研究课题和生产项目。最早直接在铜基材上进行镀金，然后在铜和金中引入了阻挡层，在这个过程中金层的功能也发生了变化。PCB的高密度化(焊接面积越来越小)发展、信号高频化或高速数字化需要更完整的镀层；同时PCB生产需求不断提高，缩短生产时间，提高竞争力，所以如何提高镀速的同时，保有性质更好的镀层也是一个发展趋势。

化学镀金是用化学方法，使镀金液中的金离子，得到电子沉积在施镀层表面，以获得优质的镀层，根据化学反应机理可以分为置换镀金和还原镀金。置换镀金利用施镀层中的金属与金的标准电势差，置换镀金液中的金离子，从而形成镀层。但是，置换反应会随着镀金层的逐渐形成而减慢，在完全覆盖了金层后，反应终止。所以不能形成较厚的镀金层，而且置换反应的发生与施镀层的金属类型有极大关联，在一些较为活泼的金属基材上，如铜(Cu²⁺/Cu：0.314V)、镍(Ni²⁺/Ni：-0.257V)等能与金(Au⁺/Au：1.692V)较好的发生置换反应，而如钯(Pd²⁺/Pd：0.915V)，就会很难发生或者得到的镀层质量不佳。同时置换过程中，施镀层不可避免的会存在损耗，而且镀液中存在的活泼的金属离子较多会影响镀金液的稳定性，缩短其使用寿命。

还原镀金是在用还原剂将镀金液中的金离子还原在施镀层表面，形成镀金层，又可以根据还原剂的催化氧化类型分为基体催化还原和自催化还原。基体催化是还原剂在基体金属的催化下氧化，给金离子还原提供电子，当基体材料被覆盖后，还原剂的催化氧化变弱，镀层后期增长缓慢；自催化是通过还原剂将金属离子还原，而且被还原的金属可以催化后面的金属发生还原反应，该反应可以获得较厚的镀层。但是金的标准电极电位(Au⁺/Au：1.692V)很正，若是为了提高沉积速率和镀金层厚度，在使用还原剂存在的情况下，镀金液的稳定性会受到影响，容易翻槽；而为了维护镀金液的稳定性，被迫采用弱还原剂，实际生产会限制沉积速率以及沉积厚度。

另外由于“贾凡尼”效应的存在，使得金层表面部分电负性较高，从而引起金层的均匀性问题，影响PCB板在使用过程中的抗腐蚀性。

现阶段技术中，有如公开号为CN106399983A的发明专利中所述的化学镀金液，该镀金液配方具有良好的稳定性，但镀金层厚度达不到现在的市场要求；又如公开号为CN105745355A的发明专利中所述的化学镀金液，该镀金液配方能够获得平整、均匀的镀层，但镀金层的厚度不能满足现在的市场需求；又如公开号为CN105543816A的发明专利中所述的化学镀金液，该镀金液配方能获取的镀层厚度符合市场需求，但其采用了亚硫酸根作为主要络合剂，镀金液的稳定性值得商榷，而加入的稳定剂硫脲会影响金层的可焊性。