[发明专利]酸性锌和锌镍合金电镀浴组合物和电镀方法

说明书

本发明涉及一种酸性锌或锌‑镍合金电镀浴组合物，它包括锌离子源，任选镍离子源，氯离子源和至少一种二硫代氨基甲酰基烷基磺酸或其盐。所述电镀浴组合物和相应的电镀方法导致具有改进的深镀能力和厚度分布的锌或锌‑镍合金层，尤其当电镀具有复杂形状的基材和/或在挂镀和滚镀中时。

技术领域

本发明涉及在基材上沉积锌和锌-镍合金用的电镀浴组合物和电镀方法。

技术背景

锌和锌合金电镀是增加金属性基材，例如铸铁和钢基材耐腐蚀性的标准方法。最常见的锌合金是锌-镍合金。所述目的所使用的电镀浴组合物通常分成酸性和碱性(氰化物和非氰化物)电镀浴组合物。

使用酸性锌和锌-镍合金电镀浴组合物的电镀方法相对于碱性电镀浴组合物显示出若干优点，例如较高的电流效率，较高的沉积物亮度，电镀速度和电镀基材的较低的氢脆化(Modern Electroplating,M.Schlesinger,M.Paunovic，第4版，John Wiley&Sons,2000，第431页)。

与碱性电镀浴组合物相比，使用酸性电镀浴组合物的锌和锌-镍合金电镀方法的缺点是，降低的深镀能力。因此，锌或锌-镍合金沉积物的厚度显示出局部电流密度的较高依赖度。沉积物的厚度(和同样抗腐蚀性)在其中局部电流密度较低的基材区域内较低和在其中局部电流密度较高的基材区域内较高。酸性锌和锌-镍合金电镀方法较差的深镀能力尤其值得担心，当电镀基材具有复杂形状，例如刹车钳和/或当使用挂镀和滚镀时。

美国专利申请US 2003/0085130 A1公开了一种锌-镍电解质和沉积锌-镍合金的方法，其中通过添加芳族或脂族羧酸或其衍生物来增加可用的电流密度范围。

美国专利US 6,143,160 A公开了用于酸性、氯化物-基锌电镀浴用的宏观深镀能力的改进方法。为了实现这一效果，使用芳族烃形式的添加剂，其包括在邻位上的羧基。优选地，该添加剂还包括吸电子基团，例如卤化物、磺酸、三氟甲基、氰基和氨基。

欧洲专利申请EP 0545089 A2公开了用于酸性锌或锌合金电镀浴的添加剂组合物，它包括聚-(N-乙烯基-2-吡咯烷酮)和至少一种含硫化合物的混合物，它使得能在低的电流密度下沉积明亮和易延展的锌和锌合金层。

发明目的

本发明的目的是提供一种酸性电镀浴组合物和使用所述酸性电镀浴组合物的电镀方法，其在低的局部电流密度下具有改进的电镀行为，和因此沉积物改进的厚度均匀度，尤其是当电镀基材具有复杂形状和/或在挂镀和滚镀应用中时。

发明概述

通过pH值范围为2至6.5的包含锌离子源，氯离子源的酸性锌或锌-镍合金电镀浴组合物来解决这一目的，

其特征在于它进一步包括至少一种二硫代氨基甲酰基烷基磺酸或其盐。

本发明的酸性锌或锌-镍合金电镀浴组合物不含聚亚烷基二醇，例如聚乙二醇和除了锌和镍以外的其他合金化金属。

该酸性锌-镍合金电镀浴组合物进一步包括用于沉积锌-镍合金的镍离子源。

酸性锌-镍合金电镀浴组合物中的至少一种二硫代氨基甲酰基烷基磺酸或其盐的浓度范围为0.5至100mg/l。

酸性锌-镍合金电镀浴组合物中锌离子的浓度范围为5至100g/l。

使用所述酸性锌或锌-镍合金电镀浴组合物，通过在基材上沉积锌或锌合金的电镀方法，进一步解决这一目的。

锌或锌-镍合金沉积物在低的局部电流密度下就厚度均匀度和基材覆盖率来说，具有改进的电镀行为，这是由本发明的酸性锌或锌-镍合金电镀浴组合物的改进的深镀能力和覆盖力导致的。