[发明专利]一种电镀金溶液及电镀金方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电镀银溶液及电镀方法。

背景技术

金镀层耐蚀性强，导电性好，易于焊接，耐高温，并具有一定的耐磨性(如掺有少量其他元素的硬金)。因而，他广泛应用于精密仪器仪表、印刷板、集成电路、电子管壳、电接点等要求电参数性能长期稳定的零件电镀。金镀层作为装饰性镀层也用于电镀首饰、钟表零件、艺术品等。在银上镀金可防止变色。

近年来，由于金优良的电学性能和耐腐蚀性，为了保护电子元件比如接触端子的表面，镀金在电子器件和电子元件上得到广泛的使用。镀金被用作半导体元件的电极终端的表面处理，作为形成于塑料薄膜中的引线(lead)，或者作为电子元件例如连通电子器件的连接器的表面处理等。能够被镀金的材料包括金属、塑料、陶瓷、半导体等。

连通电子器件的连接器使用硬质镀金，因为根据使用的特性，作为表面处理的镀金薄膜必须具有耐蚀、耐磨和导电性能。金钴合金镀和金镍合金镀等，是常用的硬质镀金(例如，参见DE1111897和JP60-155696)。一般来说，铜或铜合金用作电子元件(如连接器)的基底。然而，当金沉积在铜的表面的时候，铜会扩散到金膜中。因此，当使用镀金作为铜的表面处理的时候，常常在铜表面进行镀镍作为铜基底的阻挡层。一般来说，随后在镍镀层的表面进行镀金。

在电子元件(比如连接器)上进行局部硬质镀金的标准方法包括点镀，通过控制液面的电镀，挂镀和滚镀等。

CN 101333671公开了一种酸性金合金镀液及其镀覆方法，提供了一种具有高沉积选择性的镀金液，该镀金液含有氰化金、钴离子，六亚甲基四胺和特殊光亮剂。所述镀液的光亮剂是具有羧基或羟基的含氮原子化合物，或是具有羧基的含硫原子化合物。

现有技术中，使用的镀金溶液有氰化物镀液、低氰柠檬酸盐镀液和亚硫酸盐镀液。然而，使用传统的镀金液，在高电流密度电镀的过程中存在一些问题，因为在沉积的金膜上会发生所谓的“烧焦”现象。另外，使用传统的镀金液，存在的问题是当在电子元件需要镀金膜的某个区域进行局部镀覆时，金或金合金也会在此周围的区域也即不需要镀金的地方沉积。

为了避免金在不需要的地方沉积，已经有很多种技术被提出。本发明人发现，通过使用一种酸性金钴镀浴，以六亚甲基四胺为添加剂，能够控制不必要的金沉积，并且已经申请了专利(参见JP2006-224465)。通过使用这些技术，不必要的金沉积能够被控制，但是需要进一步提高所沉积的镀金薄膜的光泽度，以及提高沉积速度，和扩大能够得到良好镀覆的电流密度范围。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种电镀金溶液，目的之二在于提供一种电镀金的方法。通过所述的电镀方法来获得具有良好覆盖和沉积速度的有光泽的电镀金膜。本发明提供金镀液和镀金方法，保持了连接器表面的镀金薄膜的性能，在高电流密度下沉积相对较厚的镀金膜，在所需的区域内沉积镀金膜同时抑制在不需要的区域的沉积，其提高了镀金膜的沉积速度，并且能够在宽的电流密度范围内镀覆。

本发明所述的电镀金溶液，含有：三氯化金、乙内酰脲、铬离子、焦磷酸钾、碳酸钾和光亮剂，其中，所述镀液的光亮剂是具有羧基或羟基的含氮原子化合物，或是具有羧基的含硫原子化合物。

本发明所述的镀金溶液中的三氯化金是镀金溶液的主盐。金盐含量对沉积速度及镀层外观有非常大的影响。通常来讲，随着金盐含量的提高，阴极电流密度可提高，沉积速度会加快。但是，如果金盐含量过高，电镀金的成本增加，并且会使镀层产生脆性增大的现象；而金含量过低，镀层色泽较差，阴极电流密度较低，沉积速度较慢。优选地，本发明所述电镀金溶液中含有20-40重量份的三氯化金。

现有技术表面，配位剂的种类和含量对于镀层的外观有较大的影响。当配位剂含量偏低时，镀层表面有红色浮灰；随着配位剂含量的提高，该浮灰明显减少，甚至消失，但是当配位剂含量过高时，电镀液不稳定，容易析出晶体。由此，本发明选用乙内酰脲作为配位剂，优选5，5-二甲基乙内酰脲（DMH）作为配位剂。优选地，本发明所述电镀金溶液中含有30-100重量份的乙内酰脲。

碳酸钾是本发明的导电盐，能够提高镀液导电能力。但是碳酸钠的浓度过高会在镀液中结晶析出，影响镀层的稳定性。优选地，本发明所述电镀银溶液含有12-15重量份的碳酸钠，例如12份、12.4份、13.5份、14.7份、15份。

焦磷酸钾是本发明的辅助络合剂，能够进一步提高镀层的外观，抑制阳极钝化。优选地，本发明所述电镀银溶液含有10-30重量份的焦磷酸钠，例如10份、10.3份、16.6份、21份、25.5份、29.6份、30份。