[发明专利]一种无氰镀铜液助剂和铜镀液

说明书

本发明首次公开了由络合剂和添加剂组成的铜镀液助剂，并通过和主盐、强酸组合形成独特的无氰铜镀液，从而可以快速溶解不锈钢表面致密的钝化膜层，使表面快速得到活化露出不锈钢结晶组织，从而为铜离子提供更多的沉积点。同时用络合剂络合铜离子降低铜离子电位抑制铜铁置换反应，利用在酸性镀铜液中的还原性使二价铜离子在不锈钢表面高速还原为铜镀层，在置换反应开始前便快速形成结晶致密具有超强结合力的铜镀层而非置换铜层，在铜镀层上电沉积快速电镀铜。成功解决了高酸性条件下铜铁置换反应行业技术难题，镀铜层具有超强的结合力，达到GB5270‑2005国家标准。可在不锈钢基材上直接快速镀铜。

技术领域

本发明涉及一种无氰镀铜液助剂和铜镀液，属于电镀技术领域。

背景技术

不锈钢作为一种特种钢材，其表面很容易形成一层薄而透明且附着力牢固的致密钝化膜，而且这层膜的自恢复能力很强，即使遭到破坏仍可重新生成新的钝化膜。正是由于该钝化膜的存在，使得不锈钢材料电镀铜很困难，采用传统的电镀液和电镀工艺处理后，镀层与不锈钢基体的结合力极差，电镀品质很低。同样的问题也存在于铸铁基材和普碳钢基材上。

所以，如果要想获得高品质的不锈钢电镀产品、普碳钢基材电镀产品、铸铁基材电镀产品，就需要在镀铜前尽可能地将这层致密的钝化膜完全除掉，使钢材表面处于活化状态，同时又要抑制铜铁置换反应发生，这样才能保证铜镀层与基体结合力牢固。

目前，针对上述钢铁基材而言，常见的有效的镀铜工艺是氰化镀铜，其利用氰化物的活化能力和络合能力可对普碳钢基材、铸铁基材上的钝化膜进行处理，同时又可有效抑制铜铁置换反应。但是氰化物对不锈钢基材却无法很好的体现其活化能力，不能有效去除不锈钢表面的钝化膜。因此氰化镀铜工艺不适用于不锈钢基体上直接镀铜处理，只适用于普碳钢、铸铁等基材镀铜。鉴于氰化物的剧毒性质，从环境保护和劳动保护出发已被列为淘汰工艺，将逐渐被淘汰。目前普碳钢、铸铁等基材镀铜仍广泛使用剧毒氰化镀铜工艺。究其原因是没有合适的无氰替代技术。研发无氰镀铜技术符合环保发展趋势，也是清洁生产的需要。

此外，在上述钢铁基材上进行直接镀铜，常见的镀铜环境为碱性，诸如碱性氰化镀铜工艺，因为氰化物在金属电沉积过程中是最好的络合剂，但一直无法在酸性环境使用，氰化物对不锈钢表面无活化能力无法得到结合力良好的镀铜层。而且氰化物的剧毒性，对操作工人造成严重威胁，对环境也不友好。

发明内容

本发明提供一种无氰镀铜液助剂，以及无氰镀铜液。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种无氰镀铜液助剂，其以重量份计，包括如下组分：

络合剂 50-300份

添加剂 5-20份

所述络合剂为氢氟酸、高氯酸、硫脲、盐酸、甲酸、瓜环葫芦脲、亚甲基二磷酸、乙二胺四亚甲基磷酸、羟基乙二叉二磷酸、氨基三亚甲基磷酸、羟基乙酸、溴化铵、硫酸亚锡中的一种或多种的混合物。

所述添加剂为硫脲、丙烯基硫脲、亚乙基硫脲、碱性槐黄、藏红偶氮苯酚、二乙基藏红偶氮二甲基酚、十二烷基硫酸钠、四氢噻唑硫酮、聚二硫二丙烷磺酸钠、聚乙烯亚胺丙烷磺酸钠、聚乙二醇、水解蛋白、脂肪胺聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种的混合物。

其中，所述的络合剂中各组分的浓度分别为氢氟酸30-160g/L、高氯酸50-100g/L、硫脲2-8g/L、盐酸80-500g/L、甲酸50-400g/L、瓜环葫芦脲1-5g/L、亚甲基二磷酸50-180g/L、乙二胺四亚甲基磷酸 50-150g/L、羟基乙二叉二磷酸100-250g/L、氨基三亚甲基磷酸80-280g/L、羟基乙酸50-250g/L、溴化铵80-150g/L、硫酸亚锡5-30g/L。