CN105483813A - 一种铜基剥离剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电镀工艺技术领域，具体涉及一种铜基剥离剂及其使用方法，一种铜基剥离剂包含如下浓度的组分：有机酸调节剂50-100g/L、双氧水30-50g/L、缓蚀剂6-15g/L、络合剂20-45g/L，所述络合剂选自酒石酸、酒石酸盐、草酸、柠檬酸和柠檬酸盐中的至少一种，采用本发明的使用方法，具有剥离效果良好同时不损伤基体，用料成本低廉，无氰化物污染，绿色环保，所产生废水易于处理，操作工艺简单的特点。
Description
技术领域
本发明涉及电镀工艺技术领域，尤其涉及一种铜基剥离剂及其使用方法。
背景技术
自1978年国家实施经济改革开放以来，我国经济发生了翻天覆地的变化，也取得骄人的成绩。但经济的发展却伴随着严重的环境污染，电镀行业也成了重点治理的对象。
由于电镀工厂在实际电镀过程中会遇到各种不确定因素(如机器设备、材料、作业方法、环境、管理等)，因此在大规模的工业化生产中，经常会出现电镀不良品，造成大量浪费，使成本增加。为减少浪费、节省成本，通常会使用各种方法将不良品工件表面镀层剥离掉，实现工件的回收使用。常用的剥离就是以添加剥离剂电解的方法，将工件表面的镀层剥离掉，不损伤工件基层镀材，实现工件的回收使用。
传统的剥离剂有以下几点不足：1、含三酸两碱，即硝酸、硫酸、盐酸和氢氧化钠、碳酸钠的一种或多种，三酸两碱的腐蚀性较强，用量控制不当，或者温度不稳定时，对镀层的损伤较大，且三酸两碱对人体危害较大，存在安全隐患；2、含有氰化物和防染盐，氰化物具有剧毒性，对人体有害，严重威胁工作人员的人身安全，不符合安全、环保要求，环保部门已经要求禁止使用；3、防染盐的废水处理困难，需要专业公司回收处理，造成工厂成本增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铜基剥离剂及其使用方法，其具有剥离效果良好，用料成本低廉，无氰化物污染，绿色环保，所产生废水易于处理，操作工艺简单的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种铜基剥离剂，包含如下浓度的组分：有机酸调节剂50-100g/L、双氧水30-50g/L、缓蚀剂6-15g/L、络合剂20-45g/L，所述络合剂选自酒石酸、酒石酸盐、草酸、柠檬酸和柠檬酸盐中的至少一种。
优选的，有机酸为脂肪族单羧酸。脂肪族单羧酸较为稳定，可长期保持其本身的弱酸性，避免多元羧酸在受热后脱羧或脱水而失去酸性及其本身性质的情况，其弱酸性正是本发明铜基剥离剂所需要的一个重要性质。
优选的，脂肪族单羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸和月桂酸中的至少一种。
优选的，缓蚀剂选用葡萄糖或硫脲。葡萄糖在双氧水存在的情况下氧化成葡萄糖酸，葡萄糖酸根离子与铜离子形成配合物保护膜，对电解产生缓冲和调节速度的作用，6-15g/L葡萄糖为缓蚀剂，达到了缓蚀作用而不影响剥离效果；硫脲含有极性基团，电解情况下，硫脲能在工件溶液界面上的活性区域发生吸附，使原料在界面活性区域发生的电化学反应受到阻滞而降低工件电化学腐蚀速度，达到缓蚀的作用，6-15g/L硫脲产生的吸附适中，其产生的吸附区域达到了调节电解速度，而不影响剥离，达到温和剥离的效果。
优选的，酒石酸盐为酒石酸的钾盐或钠盐。
优选的，柠檬酸盐为柠檬酸的钾盐或钠盐。
一种铜基剥离剂的使用方法为：包括以下步骤：
（1）取权利要求1至6任一项所述的铜基剥离剂于镀槽，按体积比为：400-500ml/L；
（2）加水至适当容量，搅拌均匀，得混合溶液；
（3）用有机酸调节混合溶液PH值为2.1-2.5，有利于活化铜离子，促进铜离子络合，提高剥离效率；
（4）温度调节至20-50℃，此温度范围的剥离速度适中，不会因电解电流突然加大或减小而产生沉淀或者分解的情况，且温度过高时，缓蚀剂和络合剂的作用下降，降低剥离剂的效率，温度20-50℃有利于保持剥离剂原料的稳定，降低剥离剂的挥发速度，增加剥离剂的使用时间和利用率；
（5）放入待剥离工件，开始电解，电解过程中进行抽气，避免混合液中聚集过多气泡和溶解氧，影响剥离的质量和速度；
（6）本发明铜基剥离剂所用原料均可溶于水，剥离后产生的物质亦可溶于水，剥离后用水清洗工件即可洗去残留于工件表面的剥离剂和剥离后产生的物质。
本发明的有益效果在于：本发明的铜基剥离剂采用有机酸调节剥离剂的酸碱度，表现温和，即使用量多，或温度突然上升亦不会腐蚀工件，表面光泽度良好，酒石酸、草酸、柠檬酸与铜离子的配合物稳定常数大，性质稳定，避免了铜离子络合失败或者分解的可能性，且酒石酸、酒石酸盐、草酸、柠檬酸和柠檬酸盐可有效调节剥离混合溶液的电导率，使电解电导率与剥离速度相适应，加上双氧水促进铜离子的产生，双氧水与络合剂配合产生良好的剥离效果，超越现有铜基剥离剂的剥离效果，络合剂不含氰化物等银离子络合剂，可以选择性剥离铜基体而不损伤工件的银镀层，提高了本发明的实用性和灵活性；配方中采用无毒害、无污染原料，不含有氰化物或防染盐等有毒有害物质，不含三酸两碱，符合环保要求，操作安全，且配方中原料为常见原料，价格低廉，电解剥离后的废水易于处理，进一步降低加工成本，提高经济效益，具有良好的市场前景；本发明铜基剥离剂的使用方法的参数易于控制，操作工艺简单，便于推广。
具体实施方式
实施例1
将本发明一种铜基剥离剂应用于剥离工件表面厚度为0.1-0.2μm的铜镀层，本实施例中，一种铜基剥离剂包含如下浓度的组分：调节剂甲酸和乙酸50g/L、双氧水30g/L、缓蚀剂葡萄糖6g/L、络合剂草酸20g/L，其中，甲酸：乙酸为1:4。调节剂选用脂肪族单羧酸，不会在受热后脱羧或脱水而失去酸性及其本身性质，其弱酸性正是本发明铜基剥离剂所需要的一个重要性质。在实际应用中，调节剂可由自丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸和月桂酸中选择至少一种，其均表现良好的酸碱调节性
缓蚀剂选用葡萄糖，葡萄糖在双氧水存在的情况下氧化成葡萄糖酸，葡萄糖酸根离子与铜离子形成配合物保护膜，对电解产生缓冲和调节速度的作用，6g/L葡萄糖为缓蚀剂，达到了缓蚀作用而不影响剥离效果。
络合剂选用草酸，草酸可与铜离子生产二草酸合铜(Ⅱ)配离子，其标准稳定常数为2.35x10-9，可在稳定存在于剥离混合液中不易分解，避免了铜离子络合失败或者分解的可能性。
一种铜基剥离剂的使用方法为：包括以下步骤：
（1）取权利要求1至6任一项所述的铜基剥离剂于镀槽，按体积比为：400ml/L；
（2）加水至适当容量，搅拌均匀，得混合溶液；
（3）用乙酸调节混合溶液PH值为2.1，有利于活化铜离子，促进铜离子络合，提高剥离效率；
（4）温度调节至35℃，此温度范围的剥离速度适中，不会因电解电流突然加大或减小而产生沉淀或者分解的情况，且温度过高时，缓蚀剂和络合剂的作用下降，降低剥离剂的效率，温度35℃有利于保持剥离剂原料的稳定，降低剥离剂的挥发速度，增加剥离剂的使用时间和利用率；
（5）放入待剥离工件，开始电解，电解过程中进行抽气，避免混合液中聚集过多气泡和溶解氧，影响剥离的质量和速度；
（6）本发明铜基剥离剂所用原料均可溶于水，剥离后产生的物质亦可溶于水，剥离后用水清洗工件即可洗去残留于工件表面的剥离剂和剥离后产生的物质。
实施例2-5
实施例2和5使用方法工艺步骤与实施例1相同，原料的浓度和工艺参数如表1所示。
表1。
以上实施例中，本发明一种铜基剥离剂及配合其使用方法均表现温和，获得了良好的剥离效果，工件不会腐蚀，表面光泽度良好，超越现有铜基剥离剂的剥离效果，酒石酸、草酸、柠檬酸与铜离子的配合物稳定常数大，性质稳定，避免了铜离子络合失败或者分解的可能性，且酒石酸、酒石酸盐、草酸、柠檬酸和柠檬酸盐可有效调节剥离混合溶液的电导率，使电解电导率与剥离速度相适应，加上双氧水促进铜离子的产生，双氧水与络合剂配合产生良好的剥离效果。
本发明一种铜基剥离剂配方中采用无毒害、无污染原料，不含有氰化物或防染盐等有毒有害物质，不含三酸两碱，符合环保要求，操作安全，且配方中原料为常见原料，价格低廉，电解剥离后的废水易于处理，进一步降低加工成本，提高经济效益；且其使用方法的参数易于控制，操作工艺简单，便于推广，具有良好的市场前景。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种铜基剥离剂，其特征在于：包含如下浓度的组分：有机酸调节剂50-100g/L、双氧水30-50g/L、缓蚀剂6-15g/L、络合剂20-45g/L，所述络合剂选自酒石酸、酒石酸盐、草酸、柠檬酸和柠檬酸盐中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种铜基剥离剂，其特征在于：所述有机酸为脂肪族单羧酸。
3.根据权利要求1所述的一种铜基剥离剂，其特征在于：所述脂肪族单羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种铜基剥离剂，其特征在于：所述缓蚀剂为葡萄糖或硫脲。
5.根据权利要求1所述的一种铜基剥离剂，其特征在于：所述酒石酸盐为酒石酸的钾盐或钠盐。
6.根据权利要求1所述的一种铜基剥离剂，其特征在于：所述柠檬酸盐为柠檬酸的钾盐或钠盐。
7.一种铜基剥离剂的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）取权利要求1至6任一项所述的铜基剥离剂于镀槽，按体积比为：400-500ml/L；
（2）加水至适当容量，搅拌均匀，得混合溶液；
（3）用有机酸调节混合溶液PH值为2.1-2.5；
（4）温度调节至20-50℃；
（5）放入待剥离工件，开始电解，电解过程中进行抽气；
（6）剥离后用水清洗即可。
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