CN102953098A - 一种碱性溶液电镀白铜锡电镀液及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碱性溶液电镀白铜锡电镀液及工艺，其特征在于，所述溶液中包括作为络合剂的焦磷酸盐，作为主盐的可溶性铜盐、可溶性锡盐，作为镀液pH调整剂的磷酸，二价锡离子稳定剂及导电盐和适量的添加剂。本发明的镀液组成简单，维护方便，电流密度范围宽，其碱性条件可用于活泼金属及易腐蚀基材的电镀。
Description
技术领域
本发明涉及电镀技术领域，尤其是涉及一种碱性溶液电镀白铜锡电镀液及工艺。
背景技术
传统上，广泛使用电镀镍作为装饰及服装的表面处理。然而，研究发现镍能引起镍过敏，从而需要另一种代镍镀层出现。因此提出了铜锡合金电镀。传统工业铜锡合金电镀的电镀液中大多含有氰化物，由于氰对人体的危害以及废水处理难等问题，需要不含氰离子的铜锡合金电镀液。另一种铜锡合金的电镀液为强酸性溶液，镀液成分简单稳定，操作容易掌握，缺点是pH偏低，对于锌合金、铝合金等两性金属及玻璃陶瓷电子元件来说都容易造成腐蚀；且镀层不能增厚。而碱性焦磷酸盐因其等，可使电镀工艺使用的范围更广。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种具有良好地络合能力、简单的废水处理、对基材无腐蚀的碱性溶液电镀白铜锡电镀液。
本发明的另一目的是提供一种碱性溶液电镀白铜锡电镀工艺。
本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种碱性溶液电镀白铜锡电镀液，其特征在于，所述溶液中包括作为络合剂的焦磷酸盐，作为主盐的可溶性铜盐、可溶性锡盐，作为镀液pH调整剂的磷酸，二价锡离子稳定剂及导电盐和适量的添加剂。
作为上述方案的进一步说明，所述焦磷酸盐浓度为250-500g/L，铜盐浓度为5-25g/L，锡盐浓度为25-40g/L，导电盐浓度为20-80g/L，稳定剂浓度为0.01-2g/L，所述添加剂浓度为1-10ml/L。
所述焦磷酸盐为焦磷酸钾、焦磷酸钠中的一种。
所述可溶性铜盐采用至少一种选自如下的物质：焦磷酸铜、硫酸铜、氯化铜、甲磺酸铜、氨基磺酸铜、2-羟基乙磺酸铜、2-羟基丙磺酸铜。
所述可溶性锡盐采用至少一种选自如下的物质：焦磷酸亚锡、硫酸亚锡、氯化亚锡、氟硼酸亚锡、2-羟基乙磺酸亚锡、2-羟基丙磺酸亚锡、烷基磺酸亚锡。
所述导电盐为氯化钾、氯化钠、磷酸氢二钾、氯化铵、硫酸钾、硫酸钠、碳酸钾、碳酸钠中的一种、两种或多种。
所述添加剂中含有胺类，包括一种、两种或者多种选自如下的物质或是缩合得到的物质：氨、二甲胺、乙二胺、二甲氨基丙胺、二亚乙基三胺、正丙胺、异丙醇胺、三乙醇胺，四乙烯五胺、六亚甲基二胺、六亚甲基四胺、哌嗪、咪唑。
所述稳定剂包括对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚、β-萘酚、抗坏血酸、柠檬酸、羟基苯磺酸等中的一种。
一种碱性溶液电镀白铜锡电镀工艺，其特征在于，它是利用配制的电镀溶液在对作为阴极的金属基材进行了前处理（除油、酸洗、碱洗、活化）后，再在电镀溶液中通以合适的电流，使经过前处理的阴极金属基体表面沉积出白亮的白铜锡镀层。
在所述的电镀液中，阴极电流密度为0.2-3 A/dm2，电镀液的温度控制在15-35℃，pH控制在8.0-9.0，采用空气搅拌或阴极移动，电镀2 min-3 h均可获得白铜锡镀层。
本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
本发明电镀溶液组分简单，易于维护，可适用于较宽电流密度范围，镀层白亮如铂金颜色，可电镀3小时以上仍保持光亮，对锌铝合金件不会产生基材腐蚀。
附图说明
图1 为本发明的工艺流程图；
图2为本发明电镀得到的铜锡合金的X涉嫌粉末衍射（XRD）图；
图3为本发明电镀得到的铜锡合金的金相显微图；
图4为本发明电镀得到的铜锡合金的扫描电镜（SEM）图；
图5为本发明电镀得到的铜锡合金的能量散射X射线荧光谱（EDX）图。
具体实施方式
图2中，横坐标为扫描范围（2-Theta），纵坐标为衍射强度（Intensity a.u.），标记从上到下依次为Cu6Sn5，Sn；图3为50倍下的显微形貌图；在图4中，标尺为10 μm，放大3000倍；图5为本发明电镀得到的铜锡合金的能量散射X射线荧光谱（EDX）图。
本发明一种碱性溶液电镀白铜锡电镀液，所述溶液中包括作为络合剂的焦磷酸盐，作为主盐的可溶性铜盐、可溶性锡盐，作为镀液pH调整剂的磷酸，二价锡离子稳定剂及导电盐和适量的添加剂。所述镀液中：焦磷酸盐为焦磷酸钾、焦磷酸钠中的一种；铜离子源包括至少一种选自如下的可溶性铜盐：焦磷酸铜、硫酸铜、氯化铜、甲磺酸铜、氨基磺酸铜、2-羟基乙磺酸铜、2-羟基丙磺酸铜；锡离子源包括至少一种选自如下的可溶性锡盐：焦磷酸亚锡、硫酸亚锡、氯化亚锡、氟硼酸亚锡、2-羟基乙磺酸亚锡、2-羟基丙磺酸亚锡、烷基磺酸亚锡；导电盐为氯化钾、氯化钠、磷酸氢二钾、氯化铵、硫酸钾、硫酸钠、碳酸钾、碳酸钠中的一种、两种或多种；添加剂包括至少一种选自如下的物质：氨、二甲胺、乙二胺、二甲氨基丙胺、二亚乙基三胺、正丙胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、异丙醇胺、三乙醇胺，四乙烯五胺、六亚甲基二胺、六亚甲基四胺、哌嗪、咪唑。稳定剂包括对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚、β-萘酚、抗坏血酸、柠檬酸、羟基苯磺酸中的一种。
实例1
| 焦磷酸钾 | 350 g/L |
| 硫酸铜 | 20 g/L |
| 氯化亚锡 | 40 g/L |
| 磷酸氢二钾 | 60 g/L |
| β萘酚 | 0.5 g/L |
| 添加剂 | 1.8 mL/L |
实例2
| 焦磷酸钾 | 400 g/L |
| 焦磷酸铜 | 15 g/L |
| 硫酸亚锡 | 35 g/L |
| 磷酸氢二钾 | 40 g/L |
| 对苯二酚 | 0.5 g/L |
| 添加剂 | 2 mL/L |
实例3
| 焦磷酸钾 | 300 g/L |
| 硫酸铜 | 10 g/L |
| 甲磺酸亚锡 | 35 g/L |
| 磷酸氢二钾 | 20 g/L |
| 柠檬酸 | 0.2 g/L |
| 添加剂 | 3.0 ml/L |
实例4
| 焦磷酸钾 | 350 g/L |
| 氯化铜 | 20 g/L |
| 焦磷酸亚锡 | 30 g/L |
| 抗坏血酸 | 0.4 g/L |
| 添加剂 | 3.6 mL/L |
实例5
| 焦磷酸钾 | 300 g/L |
| 焦磷酸铜 | 15 g/L |
| 氯化亚锡 | 40 g/L |
| 对苯二酚 | 1 g/L |
| 添加剂 | 2.0 mL/L |
其中，如图1所示，碱性溶液电镀白铜锡电镀过程中，它是利用配制的电镀溶液在对作为阴极的金属基材进行了前处理（除油、酸洗、碱洗、活化）后，再在电镀溶液中通以合适的电流，使经过前处理的阴极金属基体表面沉积出白亮的白铜锡镀层。电镀液中，阴极电流密度为0.2-3 A/dm2，电镀液的温度控制在15-35℃，pH控制在8.0-9.0，采用空气搅拌或阴极移动，电镀2 min-3 h均可获得白铜锡镀层。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种碱性溶液电镀白铜锡电镀液，其特征在于，所述溶液中包括作为络合剂的焦磷酸盐，作为主盐的可溶性铜盐、可溶性锡盐，作为镀液pH调整剂的磷酸，二价锡离子稳定剂及导电盐和适量的添加剂。
2.根据权利要求1所述的一种碱性溶液电镀白铜锡电镀液，其特征在于，所述焦磷酸盐浓度为250-500g/L，铜盐浓度为5-25g/L，锡盐浓度为25-40g/L，导电盐浓度为20-80g/L，稳定剂浓度为0.01-2g/L，所述添加剂浓度为1-10ml/L。
3.根据权利要求1所述的一种碱性溶液电镀白铜锡电镀液，其特征在于，所述焦磷酸盐为焦磷酸钾、焦磷酸钠中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种碱性溶液电镀白铜锡电镀液，其特征在于，所述可溶性铜盐采用至少一种选自如下的物质：焦磷酸铜、硫酸铜、氯化铜、甲磺酸铜、氨基磺酸铜、2-羟基乙磺酸铜、2-羟基丙磺酸铜。
5.根据权利要求1所述的一种碱性溶液电镀白铜锡电镀液，其特征在于，所述可溶性锡盐采用至少一种选自如下的物质：焦磷酸亚锡、硫酸亚锡、氯化亚锡、氟硼酸亚锡、2-羟基乙磺酸亚锡、2-羟基丙磺酸亚锡、烷基磺酸亚锡。
6.根据权利要求1所述的一种碱性溶液电镀白铜锡电镀液，其特征在于，所述导电盐为氯化钾、氯化钠、磷酸氢二钾、氯化铵、硫酸钾、硫酸钠、碳酸钾、碳酸钠中的一种、两种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种碱性溶液电镀白铜锡电镀液，其特征在于，所述添加剂中含有胺类，包括一种、两种或者多种选自如下的物质或是缩合得到的物质：氨、二甲胺、乙二胺、二甲氨基丙胺、二亚乙基三胺、正丙胺、异丙醇胺、三乙醇胺，四乙烯五胺、六亚甲基二胺、六亚甲基四胺、哌嗪、咪唑。
8.根据权利要求1所述的一种碱性溶液电镀白铜锡电镀液，其特征在于，所述稳定剂包括对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚、β-萘酚、抗坏血酸、柠檬酸、羟基苯磺酸等中的一种。
9.一种碱性溶液电镀白铜锡电镀工艺，其特征在于，它是利用配制的电镀溶液在对作为阴极的金属基材进行了除油、酸洗、碱洗、活化处理后，再在电镀溶液中通以电流，使经过前处理的阴极金属基体表面沉积出白亮的白铜锡镀层。
10.根据权利要求9所述的一种碱性溶液电镀白铜锡电镀工艺，其特征在于，在所述的电镀液中，阴极电流密度为0.2-3 A/dm2，电镀液的温度控制在15-35℃，pH控制在8.0-9.0，采用空气搅拌或阴极移动，电镀2 min-3 h均可获得白铜锡镀层。
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