[发明专利]一种无氰电镀银溶液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电镀银溶液，特别是一种无氰电镀银溶液及其制备方法。

背景技术

银具有优良的导电性、导热性和延展性，普遍应用于通讯、电子和仪器仪表制造业等工业范畴。迄今为止，传统的镀银液中大多含有氰化物，虽然能得到良好的镀银层，但氰含有剧毒，对生态环境及人体构成了严重威胁。鉴于此，我国管理当局屡次发布行政指令，要求在电镀行业中逐渐取消氰化镀银工艺。欧盟也在ROHS和WEEE环保指令中明确限制氰化物的使用，因此开发出能够替代氰化物体系的无氰电镀银工艺迫在眉睫。镀层与基体结合力良好、电流密度范围较宽和电镀液维护方便，是无氰镀银工艺能否应用的关键。目前已研究开发的无氰碱性镀银工艺用的配位剂主要有硫代硫酸铵、亚氨基二磺酸铵、咪唑-磺基水杨酸、丁二酰亚胺等，但这些配位剂制备的电镀银溶液基本都存在着电流密度范围窄，电流效率低，镀取一定厚度的银镀层所需时间长，电镀液稳定性不高等问题。因此，目前的电镀银溶液存在以下问题：电镀银溶液稳定性不高；进行镀银加工时电镀液电流密度范围窄、电流效率低；加工时间长、加工效率较低，而且镀层与基体结合力不好，镀层结晶粒不细致紧密。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种无氰电镀银溶液及其制备方法。本发明的电镀银溶液稳定性高,进行镀银加工时电镀液电流密度范围宽、电流效率高,加工时间短、加工效率较高、镀层与基体结合力较好、镀层结晶粒细致紧密，同时电镀银溶液不含剧毒氰化物，加工清洁。

本发明的技术方案：一种无氰电镀银溶液，所述溶液包括硝酸银、丁二酰亚胺、焦磷酸钾、5,5-二甲基乙内酰脲、氢氧化钾和水。

前述的一种无氰电镀银溶液中，所述溶液中硝酸银用量为20~70g/L，丁二酰亚胺用量为60~240g/L，焦磷酸钾用量为50~120g/L， 5,5-二甲基乙内酰脲用量为5~60g/L，氢氧化钾用量为15~65g/L。

前述的一种无氰电镀银溶液中，所述溶液中硝酸银用量为30~60g/L，丁二酰亚胺用量为70~200g/L，焦磷酸钾用量为60~110g/L， 5,5-二甲基乙内酰脲用量为10~50g/L，氢氧化钾用量为25~55g/L。

前述的一种无氰电镀银溶液中，所述溶液中硝酸银用量为40~50g/L，丁二酰亚胺用量为80~180g/L，焦磷酸钾用量为70~100g/L，5,5-二甲基乙内酰脲用量为20~40g/L，氢氧化钾用量为35~45g/L。

按照前所述的一种无氰电镀银溶液的制备方法，按以下步骤制备：

（a）将氢氧化钾溶解在水中，再加入丁二酰亚胺搅拌至完全溶解，得A品；

（b）将硝酸银溶于水中，得硝酸银溶液，将硝酸银溶液加入A品中，搅拌均匀，得B品；

（c）将焦磷酸钾和5,5-二甲基乙内酰脲溶于水中，再加入80~100mg/L的2.2-联吡啶作为添加剂，混合得C品；

（d）将C品加入B品中，搅拌均匀，得D品；

（e）调节D品的pH至9～10，定容，得无氰电镀银溶液。

前述的制备方法中，所述步骤（e）中调节D品的pH至9～10，是用氢氧化钾溶液或硝酸溶液进行调节。

与现有技术相比，本发明选用丁二酰亚胺作为配位剂，辅之以5,5-二甲基乙内酰脲（DMH）作第二配位剂，焦磷酸钾为导电盐，可以得到均匀、细致、光亮的镀层，且电流效率高，电流密度范围较宽。通过在碳钢或黄铜基体表面电镀银，有效提高了电流密度范围，镀层与基体结合力良好，晶粒细密、电流效率高；本发明镀液制备方法简单、镀液性质稳定、维护方便、镀层结晶细致，平整性好，镀银层的纯度高，而且不含剧毒氰化物，对环境友好。

为了验证本发明的技术效果，申请人进行了如下实验：

一、主盐主络合剂配比，

分别用含25g/L、30g/L、35g/L、40g/L、45g/L、50g/L、55g/L Ag⁺离子的溶液与丁二酰亚胺进行按照1：1、1：2、1：3、1：4、1：5和1：6进行不同络合比实验；通过霍尔槽实验分析电流密度范围，并通过小槽实验所得的镀片分析表面形貌、沉积速率、镀层与基材结合力以及镀层光泽度等，测得Ag⁺离子含量在40~50g/L，并且与丁二酰亚胺摩尔比在1：3时使镀层形貌最好，电流密度范围较大。

二、导电盐筛选