[其他]堿性無氰電解鍍銅液

在審

• 申請號: 101985000003672
• 申請日: 1985-05-09
• 公開（公告）號: CN85103672B
• 公開（公告）日: 1986-12-24
• 發明（設計）人: 付熙仁
• 申請（專利權）人: 付熙仁
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種新的無氰電鍍銅水溶液，該溶液含有一種Ｃｕ（Ⅱ）的化合物（如氯化銅或硫酸銅等）、配位劑乙二醇以及苛性堿。在該體系內，Ｃｕ（Ⅱ）以下式形成穩定的配離子，使鐵基體上的浸鍍過程被避免，從而獲得結合牢固的電沉積銅層。本發明可解決氰化鍍銅槽的毒害與污染，以及其它無氰鍍銅槽結合力差的問題，適用于鋼鐵工件的預鍍銅或直接鍍銅。

本發明所涉及的是一種新的無氰電解鍍銅水溶液，特別是一種以乙二醇為配位劑的堿性鍍銅液。

通常，在電鍍銅技術中廣泛采用的是氰化鍍銅工藝，這是因為氰化槽具有一些優良的性能，如可以直接在鐵基或鋅基工件上鍍覆，得到有良好結合力的電沉積銅層;鍍層厚度分布均勻等，但由于氰化物的劇毒而引起污染環境以及含氰廢水處理增加生產成本等缺點。因此在電鍍科學技術領域內，有相當多的人在研究和發展無氰槽液，以取代氰化槽。目前，在生產上已使用的各種無氰鍍銅槽液有酸性硫酸銅槽和堿性焦磷酸銅槽。但這兩種槽液都不能在鐵基體上直接鍍覆，而需要采用氰化槽預鍍底層銅或其它預處理工藝，除此而外，先后還有人提出過一些無氰鍍銅槽液，如酸性的氟硼酸鹽，鹵化物、有機羧酸鹽、氨基磺酸鹽以及堿性配合物槽液，如硫代硫酸鹽，有機胺、硫氰酸鹽、酒石酸鹽等。但這些槽液也都存在鍍層與基體結合力差，鋼鐵基體不能直接鍍覆的問題，而未能在生產上采用。新近提出的有機磷酸鹽鍍銅（HEDP鍍銅）克服了結合力差的缺點，但由于存在其它問題，還未能在生產中普遍推廣。因此，工業生產中需要一種能在鋼鐵基體上直接電鍍的無氰鍍銅液。

本發明的目的是提供一種能在鋼鐵基體上獲得良好結合力的電沉積銅層的無氰鍍銅槽液，替代目前生產上廣泛使用的氰化銅打底槽;或使用這種槽液直接鍍覆厚銅層。

本發明使用乙二醇作為配位劑，槽液由氯化銅CuCL₂·2H₂O（或硫酸銅CuSO₄·5H₂O或氫氧化銅Cu（OH）2）、乙二醇C₂H₄（OH）2和氫氧化鈉NaOH（或氫氧化鉀KOH）的水溶液組成，體系的化學機理認為是：在強堿性水溶液中，乙二醇離解成為烷氧離子

C₂H₂（OH）₂+2OH^-→C₂H₄O^2-+2H₂O

該烷氧離子作為雙齒配位體與Cu（Ⅱ）配合

Cu²⁺+2C₂H₄O₂^2-→Cu（C₂H₄O₂）₂^2-

形成配陰離子。只要溶液中的堿和乙二醇保持足夠的濃度，此配陰離子能夠穩定地存在。此時Cu（Ⅱ）的還原電位改變，銅在鐵基體上的浸鍍過程被避免，從而獲得結合牢固的電沉積銅層。

槽液的組成可依使用目的而變更，乙二醇含量以及銅含量可以作相應的調整，通常乙二醇含量可在100～1000g/l的范圍內選擇，相應的堿含量則可在40～240g/l的氫氧化鈉或55～335g/l的氫氧化鉀之間選擇，以使溶液中保持足夠的配位體濃度，保證配銅離子的穩定存在，以得到良好結合力的鍍層，并保證陽極的正常溶解。當槽液中銅含量低時，可選擇低的乙二醇含量和低的堿含量;當銅含量高時，則需要選擇高的乙二醇含量和高的堿含量。當使用乙二醇含量上限時，乙二醇不僅作為配合劑，亦是作為溶劑，此時槽液粘度大、電導小、成本亦提高。除非用于特殊目的，一般情況下，應在保證結合力和陽極正常溶解的前提下盡量采用低的乙二醇含量，堿也應當盡量選擇較低含量。乙二醇的最適宜含量是：當用于預鍍打底銅層時為200～300g/l;當用于鍍覆厚銅層時為300～400g/l，相應的銅含量（以金屬計）應分別控制在6～15g/l和20～25g/l之間。

同時，在上述槽液中還可加入一定數量的一種有機添加劑，其作用是提高極限電流密度，避免鍍層燒焦或出現疏松的海綿狀沉積，擴展光亮區范圍。