[发明专利]不含氰化物的银电镀液

说明书

本申请要求基于35U.S.C.§119(e)的、2011年9月21日递交的美国临时申请第61/385,066号的优先权，该申请的全部内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及不含氰化物的银电镀液，更具体地说，本发明涉及用于高速沉积光亮银的不含氰化物的银电镀液。

背景技术

银电镀通常用于装饰和餐具。由于其优异的电特性，银电镀在电子工业有广泛的应用，例如开关、连接器和光电装置的电流路径。

许多传统的银电镀液因为它们含氰化物而毒性大。多数情况下电镀液的银离子源来自水溶性的氰化银盐。已经尝试从银电镀液中减少或消除氰化物，并且同时维持银电镀液期望的电镀性能和银与基底的粘附性，以实现光亮银沉积。例如已经试验过硝酸银-硫脲溶液和碘化银-有机酸溶液，但没有取得预期利用银电镀液的工业所要求的成功。也试验了其他银电镀液如含三乙醇胺的银溶液加到硫氰酸银溶液中以及磺胺酸衍生物和碘化钾加到银的无机酸盐和有机酸盐中，但是上述银电镀液不能满足电镀工业的要求。

不含氰化物的银电镀溶液对行业工人毒性更小，且对环境更加友好，因为来自该溶液的废水不会用氰化物污染环境。不含氰化物的银电镀液改善了整个工艺的安全性。然而，上述不含氰化物的银电镀液通常不是很稳定。该溶液在电镀期间一般会分解，并且该溶液中的银离子经常在沉积在基底上以前就还原，因此缩短了该溶液的寿命。在适用的极限电流密度和银沉积的物理性能方面还有改进的空间。上述不含氰化物的银电镀液不能沉积均匀的镀银层且表面形貌差，它们通常沉积无光泽的银层。还有许多适合于电流密度超过5A/dm²的高速电镀的工业用途的不含氰化物的银电镀液有待发现。

U.S.20050183961公开了不含氰化物的银电镀液和沉积银的方法。该不含氰化物的银电镀液包括用于络合银离子的乙内酰脲和乙内酰脲衍生物的络合剂和用于提供镜面光亮银沉积的2，2′-联吡啶。该公布的专利申请公开了2，2′-联吡啶添加到该银电镀液中使得电镀能在室温下在1-30mA/cm²的电流密度下进行，且实现了镜面光亮银沉积。但是2，2′-联吡啶是有不良气味的有毒化合物，尤其是在高电镀温度如50-60℃及更大时。因此，包括2，2′-联吡啶的电镀液不适合于需要高温的高速电镀。要求高温以使得在电镀液中能够实现基本上均匀的电解质扩散，这对于高速电镀有利，使其能增加适用的电流密度。进一步地，2，2′-联吡啶对使用该溶液的工人存在危险，当来自该银电镀液的废水排出时，对环境也存在危害。

尽管存在可提供镜面光亮沉积的不含氰化物的银电镀液，仍需要提供镜面光亮银沉积且可在高电流密度范围在高温下电镀的不含氰化物的银电镀液。

发明内容

本发明提供一种溶液，该溶液包含一种或多种银离子源，选自乙内酰脲、乙内酰脲衍生物、琥珀酰亚胺和琥珀酰亚胺衍生物的一种或多种络合剂，选自二烷基硫化物和二烷基二硫化物的一种或多种有机硫化物，和一种或多种吡啶基丙烯酸，该溶液不含氰化物。

本发明提供一种方法，该方法包括：a)提供一种溶液，该溶液包含一种或多种银离子源，选自乙内酰脲、乙内酰脲衍生物、琥珀酰亚胺和琥珀酰亚胺衍生物的一种或多种络合剂，选自二烷基硫化物和二烷基二硫化物的一种或多种有机硫化物，和一种或多种吡啶基丙烯酸，该溶液不含氰化物；b)将基底接触该溶液；c)在该基底上电镀银。

在该不含氰化物的银电镀液中有机硫化物和吡啶基丙烯酸的组合提供了镜面光亮银沉积，其可以在高电流密度、高电镀温度下电镀，并且可用于卷-卷的连续电镀。此外，因为不含氰化物并且也排除了上述化合物如2，2′-联吡啶，所以该不含氰化物的银电镀液是对环境无害的。因此，该不含氰化物的银电镀液对工人友好且可安全操作以及可化学处理。

如在本说明书全文中使用的那样，术语“镀”和″电镀″是交替使用的。″一″既包括单数也包括复数。

除非文中清楚指出，否则下列缩写具有下述含义：℃＝摄氏温度；g＝克；mL＝毫升；L＝升；A＝安培；dm＝分米；μm＝微米；以及nm＝纳米。除非另外指明，所有的百分比和比值都是按重量计。所有数值范围包含端值，并且除了上述数值范围限于合计达100％是合乎逻辑的情况之外，所有的数值范围可以相互包含以及可以任意顺序组合。