一種芳香族硫醇無氰鍍金的電鍍液及電鍍方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電錐金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種芳香族硫醇無氯錐金的電錐液及電錐 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 金延展性好，易于拋光，具有較低的接觸電阻，導(dǎo)電性能、焊接性能良好，在電子工 業(yè)中作為可焊性錐層得到了廣泛的應(yīng)用。金耐高溫，硬金還比較耐磨，因此金錐層廣泛應(yīng) 用于精密儀器、儀表、印刷線路板、集成電路、管殼、電接點(diǎn)等要求電參數(shù)性能長期穩(wěn)定的零 件。金的化學(xué)穩(wěn)定性很高，只溶于王水而不溶于其他酸，因而金錐層耐蝕性很強(qiáng)，有良好的 抗變色性能，同時，金合金錐層有多種色調(diào)，故常用作名貴的裝飾性錐層，如手飾、手表、藝 術(shù)品等。
[0003] 根據(jù)錐金錐液中是否含有氯化物可分為有氯錐金和無氯錐金。由于氯化物有劇 毒，在環(huán)保意識的逐步增強(qiáng)的大時代背景下，氯化電錐金開始被各國政府通過立法進(jìn)行限 巧||。無氯錐金的開發(fā)凸顯出巨大的市場前景?，F(xiàn)有的氯化電錐金普遍存在錐液的性能不佳， 錐層質(zhì)量不高的技術(shù)缺陷，送些嚴(yán)重制約了無氯電錐金在工業(yè)上的進(jìn)一步推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明一方面提供一種芳香族硫醇無氯錐金的電錐液，該電錐液的錐 液性能較好，使用該錐液得到的錐層質(zhì)量較高。
[0005] -種芳香族硫醇無氯錐金的電錐液，包含W金計(jì)10~15g/L的Η氯化金、W琉基 計(jì)35~55g/L的芳香族硫醇、0. 10~0. 35g/L的聯(lián)化巧化合物和W亞砸酸根計(jì)0. 30~ 0. 60g/L的亞砸酸鹽。
[0006] 其中，包含W金計(jì)12g/L的Η氯化金、W琉基計(jì)45g/L的芳香族硫醇、0. 20g/L的聯(lián) 化巧化合物和W亞砸酸根計(jì)0. 50g/L的亞砸酸鹽。
[0007] 其中，所述芳香族硫醇為予基硫醇或1，4-苯基二硫醇，所述聯(lián)化巧化合物為 2, 2'-聯(lián)化巧或4, 4'-聯(lián)化巧。
[0008]W上電錐液的技術(shù)方案中，選用為Η氯化金為主鹽。本發(fā)明中金離子含量可使得 陰極電流密度較高而沉積速度較快。若金鹽含量過高，不僅會增加電錐成本，而且會使錐層 產(chǎn)生脆性增大的現(xiàn)象；若含量過低，錐層色澤較差，陰極電流密度較低，沉積速度較慢。
[0009] 選用芳香族硫醇為主配位劑。芳香族硫醇所含有琉基中的硫原子與金離子具有較 強(qiáng)的絡(luò)合能力。琉基礙酸化合物錐金液具有溶解性好、穩(wěn)定性強(qiáng)、蒸汽壓低、無莫味等特點(diǎn)。
[0010] 選用亞砸酸鹽為光亮劑，提高錐層的光亮度。
[0011] 選用聯(lián)化巧化合物含有未成對電子，其可具有加速電子傳遞的作用，有利于沉積 速度的加快的添加劑。送些添加劑具有親水基，對提高絡(luò)離子擴(kuò)散系數(shù)，減少擴(kuò)散層厚度都 有利，從而加速了溶液的流動性，提高了錐液的電流密度。此外，聯(lián)化巧還能聯(lián)她睹能與錐 液中的一價金離子形成配合物，抑制了一價金離子的歧化反應(yīng)，從而提高了錐液的穩(wěn)定性。
[0012] 除了上述成分外，本發(fā)明在還可選用合適用量的其它在本領(lǐng)域所常用的添加劑， 例如導(dǎo)電劑碳酸鐘、輔助配位劑和穩(wěn)定劑等，送些都不會損害錐層的特性。
[0013] 本發(fā)明另一方面提供一種含有砸的亞硫酸鹽無氯錐金的電錐方法，該方法所適用 的電錐液的性能較好，根據(jù)該方法制備的錐層質(zhì)量較高。
[0014] 一種使用上述的電錐液電錐的方法，包括W下步驟：
[0015] (1)配制電錐液；在水中溶解各原料組分形成電錐液，所述每升電錐液含有W金 計(jì)10~15gΗ氯化金、W琉基計(jì)35~55g芳香族硫醇、0. 10~0. 35g聯(lián)化巧化合物和W亞 砸酸根計(jì)0. 30~0. 60g亞砸酸鹽；
[0016] (2)W預(yù)處理過的陰極和陽極置入所述電錐液中通入電流進(jìn)行電錐。
[0017] 其中，所述電流為單脈沖方波電流；所述單脈沖方波電流的脈寬為0. 5~1ms，占 空比為5~30%，平均電流密度為0. 5~lA/dm2。
[0018] 其中，所述步驟（2)中電錐液的pH為8~10。
[001引其中，電錐液的溫度為50~6(TC。
[0020] 其中，電錐的時間為20~40min〇
[0021] 其中，所述步驟似中陽極與陰極的面積比為（1~4) ;1。
[0022] W上電錐方法的技術(shù)方案中，單脈沖方波電流定義為在ti時間內(nèi)通入電流密度為 Jp的電流，在t2時間內(nèi)無通入電流，是一種間歇脈沖電流。占空比定義為ti/(ti+t2)，頻率 為1/(ti+t2)，平均電流定義為JpV(ti+t2)。同直流電沉積相比，雙電層的厚度和離子濃度 分布均有改變；在增加了電化學(xué)極化的同時，降低了濃差極化，產(chǎn)生的直接作用是，脈沖電 錐獲得的錐層比直流電沉積錐層更均勻、結(jié)晶更細(xì)密。不僅如此，脈沖電錐還具有；（1)錐 層的硬度和耐磨性均高；(2)錐液分散能力和深錐能力好；（3)減少了零件邊角處的超錐， 錐層分布均勻性好，可節(jié)約錐液使用量。
[0023]W銅巧作為陰極，W笛片為陽極。對陰極的預(yù)處理由先之后依次包括對陰極用砂 紙打磨、除油、浸酸、預(yù)浸銅。該用砂紙打磨可W打磨兩次，第一次可W用粗砂紙例如200目 的砂紙打磨，第二次可W用細(xì)砂紙，例如可W用WC28金相砂紙。該除油可W先采用化學(xué)堿 液除油而后采用95%的無水己醇除油。其中，化學(xué)堿液組成為；50~80g/L化0HU5~20g/ L胞3口〇4、15~20g/L胞2〇)3和5g/LNazSiOs和1~2g/L0P-10。化學(xué)除油具體過程為經(jīng) 待除油陰極在化學(xué)堿液中15~4(TC浸潰30s。浸酸時間為1~2min，浸酸的目的是活化， 具體地說是，去除被錐件表層的氧化物膜，使基體的晶格完全裸露，處于活化狀態(tài)。浸酸所 用的溶液組成為；lOOg/L硫酸和0. 15~0. 20g/L硫脈。預(yù)浸銅時間為1~2min，所用的溶 液組成為；l〇〇g/L硫酸、50g/L無水硫酸銅和0.20g/L硫脈。
[0024] 步驟似中陽極與陰極的面積比優(yōu)選為3 ;1。陰陽極面積比過大會使得其較易發(fā) 生純化；反之，則會導(dǎo)致陰極銅沉積速率過小，從而降低電流效率。
[002引電錐液的抑為8~10。抑小于8,會導(dǎo)致金離子氧化琉基中的硫原子產(chǎn)生金單 質(zhì)。若大于10,錐液會成暗褐色，影響最終的錐層的光澤。
[0026] 本發(fā)明W芳香族硫醇為主配位劑，W聯(lián)化巧化合物為電子加速劑，W亞砸酸鹽為 光亮劑，氯化金為金主鹽，由此使獲得的錐液具有較好的分散力和深錐能力，陰極電流 效率高，錐液性能優(yōu)異。采用在錐液在堿性條件下電錐獲得的錐層的孔隙率低，光亮度高， 錐層質(zhì)量良好。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0028] 按照實(shí)施例1~6所述配方配制電錐液，具體如下；根據(jù)配方用電子天平稱取各原 料組分的質(zhì)量。將各原料組分分別溶解于適量的去離子水后充分混合均勻然后，加水調(diào)至 預(yù)定體積，加入燒堿調(diào)節(jié)抑值為8~10。
[0029] 使用實(shí)施例1~6及對比例所述配方配制的電錐液進(jìn)行電錐的方法：
[0030] (1)陰極采用lOmmXlOmmXO. 1mm規(guī)格的銅巧。將銅巧先用200目水砂紙初步打 磨后再用WC28金相砂紙打磨至表面露出金屬光澤。依次經(jīng)溫度為50~7(TC的化學(xué)堿液 除油、蒸傭水沖洗、95%無水己醇除油、蒸傭水沖洗、浸酸1~2min、預(yù)浸銅1~2min、二次 蒸傭水沖洗。其中，化學(xué)堿液的配方為50~80g/LNa0H、15~20g/L胞3?〇4、15~20g/L 胞2〇)3和5g/LNazSiOs和1~2g/L0P-10。浸酸所用的溶液組成為；lOOg/L硫酸和0. 15~ 0. 20g/L硫脈。預(yù)浸銅所用溶液組成為；100g/L硫酸、50g/L無水硫酸銅和0.20g/L硫脈。 [003。似W15mmXlOmmXO. 2mm規(guī)格的笛板為陽極，電錐前將砂紙打磨平滑、去離子水 沖洗及烘干。
[003引（3)將預(yù)處理后的陽極和陰極浸入電錐槽中的電錐液中，將將電錐槽置于恒溫水 浴鍋中，并為電錐槽安裝電動攬拌機(jī)，將電動攬拌機(jī)的攬拌棒插于電錐液中。待調(diào)節(jié)水浴溫 度使得電錐液溫度維持在50~6(TC，機(jī)械攬拌轉(zhuǎn)速調(diào)為100~25化pm后，接通脈沖電源， 脈沖電流的脈寬為0. 5~1ms，占空比為5~30%，平均電流密度為0. 5~lA/dm2。待通電 20~40min后，切斷電錐裝置的電源。取出鋼板，用蒸傭水清洗烘干。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 電錐液的配方如下：
[0035]
[0036] 施錐工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為0. 5ms，占空比為30%，平均電流密度為 0. 5A/dm2 ;pH為8,溫度為60。電錐時間為40min〇
[0037] 實(shí)施例2
[0038] 電錐液的配方如下：
[0039]
[0040]施錐工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為0. 6ms，占空比為25%，平均電流密度為 0.6A/dm2 ;pH為8. 5,溫度為60。電錐時間為35min。
[00川 實(shí)施例3
[0042] 電錐液的配方如下：
[0043]
[0044] 施錐工藝條件：單脈沖方波電流的脈寬為0.8ms，占空比為20%，平均電流密度為 1A/血2 ;抑為9,溫度為50°C，電錐時間為20min〇
[004引