CN1804142A

CN1804142A - 电镀锡及锡镍合金用添加剂

Info

Publication number: CN1804142A
Application number: CN 200510122245
Authority: CN
Inventors: 单忠强; 陈政; 田建华
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2006-07-19

Abstract

本发明属于电化学沉积金属及合金的技术领域。特别涉及到电镀锡及锡镍合金用添加剂。所述的添加剂是：单羟基羧酸或单羟基多羧酸或多羟基羧酸或多羟基多羧酸或它们的碱土金属盐类，羧酸或多元羧酸或其碱土金属盐类，不含硫氨基酸或其碱土金属盐类，多氨基羧酸或其碱土金属盐类，添加剂的使用量为每升镀液添加5－100克。本发明提供可用于镀锡以及镀锡镍合金的溶液中的添加剂，主要用于提高改良镀液性质，提高镀液的稳定性，并且实现合金组分的大范围控制，通过这一途径来提高电镀溶液的使用效率，并且扩大了镀层金属的应用范围。

Description

电镀锡及锡镍合金用添加剂

技术领域

本发明属于电化学沉积金属及合金的技术领域。特别涉及到电镀锡及锡镍合金用添加剂。

背景技术

锡镀层对于大气、潮湿、水溶性盐溶液、弱酸和在硫酸、硝酸、盐酸的稀溶液中具具有较好的抗腐蚀性能，且能耐有机酸，可以作为一种廉价的精饰镀层。已经使用的镀锡镀液主要是以锡酸盐与强碱作为电介质或以硫酸锡盐与酚磺酸作为电介质的镀液。US3951750和US4021316中公开了基于焦磷酸钾并使用有机硫化物和胨作为晶粒细化剂的碱浴镀液。但该镀液的缺点在于：亚锡离子在该碱性浴中不稳定并能快速氧化为四价的锡而使得镀液无用。

镍锡合金镀层是一种应用较为广泛的二元合金，镍锡合金均具有优良的耐腐蚀性能和耐磨性能。从化学反应动力学可以知道，Ni²⁺和Sn²⁺是很难从简单溶液中共沉积出来的，在溶液中加入适当的络合剂后，镍锡才能共沉积出来。传统的电镀镍锡合金主要使用氟化铵、氟化氢铵以及氨基乙酸、酒石酸钠、乙二氨四乙酸等做为添加剂以得到一定组成的镍锡合金，这一类的Ni-Sn合金研究和应用都比较成熟。但是这种镍锡合金镀层主要用于装饰传统的代铬镀层，其合金镀层中含锡约65％，镍约35％，并且含量变化很小。CN1053453A中公布了一种含镍25——40％，锡75-60％，铜0-2％的镀层；此外还提到了目前一种广泛使用的镀层，其镀层含量是锡74-75％，镍26-25％。由于组成一定的合金在可焊性、耐腐蚀性、耐磨性及其他性质方面是一定的，因而使用范围有限。所以，上述公布的合金镀层受于组成及含量是相对固定的，镀层的性能和应用范围都受到了限制。

发明内容

本发明提供可用于镀锡以及镀锡镍合金的溶液中的添加剂，主要用于提高改良镀液性质，提高镀液的稳定性，并且实现合金组分的大范围控制，通过这一途径来提高电镀溶液的使用效率，并且扩大了镀层金属的应用范围。

本发明的技术内容如下：

本发明提供的用于镀锡以及镀锡镍合金的镀液中的添加剂，它们是一种或几种下列各类化合物：单羟基羧酸或单羟基多羧酸或多羟基羧酸或多羟基多羧酸或它们的碱土金属盐类，羧酸或多元羧酸或其碱土金属盐类，不含硫氨基酸或其碱土金属盐类，多氨基羧酸或其碱土金属盐类。

优选实例如：乙醇酸、乳酸、水杨、DL-苹果酸、柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸、酒石酸钠、乙酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、酪氨酸、色氨酸、丝氨酸、苏氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、赖氨酸、精氨酸，乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸钠等。添加剂的使用量为每升溶液中每种填加量为5-100克。

如上所述的加入各种添加剂时，再在每升溶液添加0.1-50克含C-S结构的氨基酸或其衍生物，则使电镀锡以及镀锡镍合金的溶液性质进一步改善，合理的优选事例如甲硫氨酸、胱氨酸、高半胱氨酸等。

所述的C-S结构的氨基酸或其衍生物优选如甲硫氨酸、胱氨酸或高半胱氨酸等。

本发明内容中的添加剂可以与焦磷酸盐搭配使用在镀锡溶液中。

本发明加入各种添加剂和含C-S结构的氨基酸的镀液中可以与焦磷酸盐搭配使用在含氯化物或硫酸盐的镀锡溶液中。

同样可以使用在与焦磷酸盐搭配使用在含氯化物或硫酸盐或它们的混合盐的镀镍锡合金溶液中。

本发明得到的镀锡溶液和镀镍锡合金溶液比未加添加剂的镀液稳定，镀液放置数周后使用仍然可以得到良好的镀层。

本发明得到的镀锡镀层中镍的含量在5％-40％，此外包括平衡量的锡和杂质。

本发明得到的镍锡合金镀层中镍的含量在40％-95％，此外包括平衡量的锡和杂质。

本发明的特点是：镍的含量可以大范围变化，传统的镀液得到的合金镀层的组分只有很小的一部分，性质和功能也有限，通过加入添加剂就改变了镀层的组层，可以得到不同组成成分的合金，也就是得到不同性质和功能的镀层。

具体实施方式

实施例1：

将柠檬酸钠25g/L，乙酸钠6g/L，氢氧化钾70g/L配制成溶液，再加入锡酸钾150g/L，及金属锡80g/L，沉降过滤后加入4mL双氧水得到溶液，电镀得到银白色锡。

实施例2：

将甘氨酸40g/L，并与氯化亚锡20g/L，焦磷酸钾220g/L配成溶液，电镀得到银白色锡。

实施例3：

将柠檬酸60g/L，丙二酸8mL/L作添加剂，并与氯化亚锡20g/L，焦磷酸钾240g/L配成溶液，电镀得到银白色锡。

实施例4：

将乙二胺四乙酸钠15g/L，丙氨酸5g/L，胱氨酸0.2g/L作添加剂，并与氯化亚锡15g/L，焦磷酸钾220g/L，配成溶液，电镀得到暗色锡。

实施例5：

将酒石酸钠10g/L，乳酸12g/L作添加剂，并与氯化镍10g/L，硫酸镍30g/L，氯化亚锡20g/L，焦磷酸钠190g/L，配成溶液，电镀得到光亮的镍锡合金，其中镍的含量在20％左右，此外为平衡量的锡和杂质。

实施例6：

将乙醇酸8mL/L，，甘氨酸16g/L，胱氨酸3g/L作添加剂，并与氯化镍10g/L，硫酸镍30g/L，氯化亚锡20g/L，焦磷酸钾270g/L配成溶液，电镀得到灰色镍锡合金，其中镍的含量在70％左右，此外为平衡量的锡和杂质。

实施例7：

将DL-苹果酸17g/L，甘氨酸10g/L，甲硫氨酸25g/L作添加剂，并与氯化镍10g/L，硫酸镍30g/L，氯化亚锡20g/L，焦磷酸钠270g/L配成溶液，电镀得到灰色镍锡合金，其中镍的含量在80％左右，此外为平衡量的锡和杂质。

实施例8：

将柠檬酸钠95g/L，，甘氨酸5g/L，高半胱氨酸13g/L作添加剂，并与氯化镍10g/L，硫酸镍40g/L，氯化亚锡25g/L，焦磷酸钾270g/L配成溶液，电镀得到灰色镍锡合金，其中镍的含量在90％左右，此外为平衡量的锡和杂质。

本发明公开和提出的用于镍锡合金的电镀添加剂，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变原料组成与配比等环节实现。本发明的产品和方法已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和产品进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims

1.电镀锡及锡镍合金用添加剂，其特征是在镀液中添加有一种或几种添加剂，所述的添加剂是：单羟基羧酸或单羟基多羧酸或多羟基羧酸或多羟基多羧酸或它们的碱土金属盐类，羧酸或多元羧酸或其碱土金属盐类，不含硫氨基酸或其碱土金属盐类，多氨基羧酸或其碱土金属盐类，添加剂的使用量为每升镀液添加每种5-100克。

2.如权利要求1所述的电镀锡及锡镍合金用添加剂，其特征是所述的添加剂是乙醇酸、乳酸、水杨、DL-苹果酸、柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸、酒石酸钠、乙酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、酪氨酸、色氨酸、丝氨酸、苏氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、赖氨酸、精氨酸，乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸钠。

3.如权利要求2所述的电镀锡及锡镍合金用添加剂，其特征是每升镀液添加0.1-50克的含C-S结构的氨基酸或其衍生物。

4.如权利要求3所述的电镀锡及锡镍合金用添加剂，其特征是所述的C-S结构的氨基酸或其衍生物是甲硫氨酸、胱氨酸或高半胱氨酸。

5.如权利要求2或3所述的电镀锡及锡镍合金用添加剂，其特征是镀液为焦磷酸盐镀锡溶液。

6.如权利要求5所述的电镀锡及锡镍合金用添加剂，其特征是镀液为焦磷酸盐和含氯化物或硫酸盐的镀锡溶液。

7.如权利要求5所述的电镀锡及锡镍合金用添加剂，其特征是镀液为焦磷酸盐和含氯化物或硫酸盐或它们的混合盐的镀镍锡合金溶液。

8.如权利要求6所述的电镀锡及锡镍合金用添加剂，其特征是制备得到的镍锡合金镀层中镍的含量在5％-40％。

9.如权利要求7所述的电镀锡及锡镍合金用添加剂，其特征是制备得到的镍锡合金镀层中镍的含量在40％-95％。