CN107893245A - 用于生长金属镍盘的化学电铸溶液及其制备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生长金属镍盘的化学电铸溶液及其制备，属于电铸工艺技术领域。其配方包括氨基磺酸镍30~50份，硼酸3~7份，湿润剂1份和去离子纯水100~120份，充分混合，pH值保持在3.8~4.2，正负极加直流电流50~120A、电压15~20V。本发明制备所得的产品误差范围小于±10mm，所得镍盘硬度为180‑200维氏硬度，其应力低，不会变形；镍离子结构完美，没有小孔缺陷和小球凸起。

Description

用于生长金属镍盘的化学电铸溶液及其制备

技术领域

本发明涉及一种用于生长金属镍盘的化学电铸溶液及其制备，属于电铸工艺技术领域。

背景技术

现有技术中，光盘的生产过程需要使用到金属镍质母盘，电铸工艺是形成金属镍母盘的主要过程，而整个过程都是在电铸溶液中完成的，电铸溶液的各项物质含量直接决定着金属母盘的质量。

在电铸过程中所有的阴离子都会向阳极运动，同时所有的阳离子都会向阴极运动，这会引起不希望发生的副反应和沉淀物，而正确的配制电铸溶液能减少副反应影响。为达到工艺参数的要求，有效的配方至关重要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种金属镍母盘生长的电铸溶液及其应用，其通过电场、电流和时间的调节可以控制镍盘的厚度。

按照本发明提供的技术方案，一种用于生长金属镍盘的化学电铸溶液，配方比例按重量份计如下：氨基磺酸镍30~50份，硼酸3~7份，湿润剂1份和去离子纯水100~120份，充分混合，pH值保持在3.8~4.2，正负极加直流电流50~120A、电压15~20V。

所述湿润剂为镀镍调整剂。

所述用于生长金属镍盘的化学电铸溶液的制备，步骤如下：首先将氨基磺酸镍30~50份加入到去离子纯水100~120中，然后将溶液升温至45~65℃，加入硼酸3~7份和湿润剂1份，充分混合后调节pH值为3.8~4.2，得到生长金属镍盘的化学电铸溶液。

将镍球放置在阳极，开启直流电源后，阳极的硫化镍球被氧化产生镍离子并向阴极运动，形成生长金属镍盘的化学电铸环境。

这个温度溶液对硼酸的溶解度与低温时有明显的差别，远高于低温时对硼酸的溶解，我们的要求是在工作温度下，硼酸接近饱和。

在电铸过程中会伴随发生一些不期望的化学反应，水也是影响化学反应的一个因素，因为所有的阴离子都会向阳极运动，所有的阳离子会向阴极运动，引起不希望发生的副反应和沉积物，所以要使用去离子纯水。

整个电铸溶液为酸性，目标产品为直径为17cm的金属母盘，为增加应力和强化溶液酸性，我们使用硼酸作为添加剂。

镍金属在阴极的沉积量遵照法拉第定律，可以用镍的电化当量来计算，沉积1.095克的镍需要消耗1安培小时的电流，根据需要沉积镍盘的大小、厚度来设定工作电流大小、电压大小和工作时间。

氨基磺酸镍：氨基磺酸镍是优良的电铸主盐，内应力低，电铸速度快，无污染，通常镍离子浓度越高，溶液的导电性越强，当工作电流一定时可工作于较低的阴阳极电压，当浓度增加到规定范围的上限后导电性趋向饱和，同时镍离子的浓度较高时镍盘内应力可达最低值。一般氨基磺酸镍的浓度在300~450g/L；

硼酸：硼酸起到缓冲溶液酸碱度的作用。它并不积极的参加电化学反应，但它有助于维持溶液酸碱度的稳定，极少量的硼酸还可以保持阴极的高速沉淀。如果电铸溶液不添加硼酸，在镍沉积表面区域容易形成一个高pH值的薄层，这个薄层含镍的氢氧化物，薄层增加阴阳极的电压，严重时甚至会烧坏已沉积的镍层。硼酸浓度需保持在30~70g/L；

湿润剂：防止镍盘背部产生针孔，适量添加湿润剂，但此类添加剂都是有机化合物，会产生应力，增加污染，尽量少用；

pH值：电铸溶液的pH值保持在3.8~4.2，在此范围内电铸的质量比较稳定，适中的PH值可以避免差生坑或针孔，通过加入去离子纯水或氨基磺酸来调节PH值；

温度：电铸溶液的温度在45~65℃之间，一般电铸溶液的温度会设置的稍微偏高，这样可使溶液中离子的动能增加，从而使溶液的导电率增加，降低给定工作电流下的阴阳极电压。

本发明的有益效果：本发明制备所得的产品误差范围小于±10mm，所得镍盘硬度为180-200维氏硬度，其应力低，不会变形；镍离子结构完美，没有小孔缺陷和小球凸起。

具体实施方式

以下实施例中所述氨基磺酸镍为美国DisChem公司生产，CAS号13770-89-3；硼酸为AR级，纯度99%以上；湿润剂为麦德美科技（苏州）有限公司生产的镀镍调整剂。

实施例1

一种用于生长金属镍盘的化学电铸溶液，配方比例按重量份计如下：氨基磺酸镍30份，硼酸3份，湿润剂1份，去离子纯水100份充分混合，pH值保持在3.8，正负极加直流电流50A、电压15V。

所述用于生长金属镍盘的化学电铸溶液的制备，步骤如下：首先将氨基磺酸镍加入到去离子纯水中，然后将溶液升温至45℃，加入硼酸和湿润剂，充分混合后调剂pH值为3.8，得到生长金属镍盘的化学电铸溶液。

实施例2

一种用于生长金属镍盘的化学电铸溶液，配方比例按重量份计如下：氨基磺酸镍50份，硼酸7份，湿润剂1份，去离子纯水120份充分混合，pH值保持在4.2，正负极加直流电流120A、电压20V。

所述用于生长金属镍盘的化学电铸溶液的制备，步骤如下：首先将氨基磺酸镍加入到去离子纯水中，然后将溶液升温至65℃，加入硼酸和湿润剂，充分混合后调剂pH值为4.2，得到生长金属镍盘的化学电铸溶液。

实施例3

一种用于生长金属镍盘的化学电铸溶液，配方比例按重量份计如下：氨基磺酸镍40份，硼酸5份，湿润剂1份，去离子纯水110份充分混合，pH值保持在4，正负极加直流电流70A、电压18V。

所述用于生长金属镍盘的化学电铸溶液的制备，步骤如下：首先将氨基磺酸镍加入到去离子纯水中，然后将溶液升温至55℃，加入硼酸和湿润剂，充分混合后调剂pH值为4，得到生长金属镍盘的化学电铸溶液。

Claims (3)

1.一种用于生长金属镍盘的化学电铸溶液，其特征是配方比例按重量份计如下：氨基磺酸镍30~50份，硼酸3~7份，湿润剂1份和去离子纯水100~120份；充分混合，pH值保持在3.8~4.2，正负极加直流电流50~120A、电压15~20V。

2.如权利要求1所述用于生长金属镍盘的化学电铸溶液，其特征是：所述湿润剂为镀镍调整剂。

3.权利要求1所述用于生长金属镍盘的化学电铸溶液的制备，其特征是步骤如下：首先将氨基磺酸镍30~50份加入到去离子纯水100~120中，然后将溶液升温至45~65℃，加入硼酸3~7份和湿润剂1份，充分混合后调节pH值为3.8~4.2，得到生长金属镍盘的化学电铸溶液。