一种非水无氰镀银电镀液.pdf

本发明提供一种非水无氰镀银电镀液，所述电镀液采用有机溶剂代替水作为溶剂，所述电镀液中各组分质量浓度为：银离子来源物1～200g/L，配位剂1～800g/L，电镀添加剂10～10000mg/L。本发明的非水无氰镀银电镀液与传统的有氰镀银工艺配方相比，该非水无氰镀银电镀液毒性极低；与无氰镀银水体系镀液相比，其镀液稳定性好，镀层中银粒子簇更小，在控制条件下，平均粒子半径在100纳米以内，镀层细致光亮且结合力良好，可满足装饰性电镀、功能性电镀等领域的应用，特别在电子芯片微沟道电镀与纳米材料制备方面有更好的应用。

1、  一种非水无氰镀银电镀液，其特征在于：所述电镀液采用有机溶剂代替水作为溶剂，所述电镀液中各组分质量浓度为：银离子来源物1～200g/L，配位剂1～800g/L，电镀添加剂10～10000mg/L。

2、  根据权利要求1所述的非水无氰镀银电镀液，其特征在于：所述银离子来源物为含有银离子的无机盐或有机盐。

3、  根据权利要求1或2所述的非水无氰镀银电镀液，其特征在于：所述银离子来源物为氯化银、硝酸银、硫酸银、氧化银、甲基磺酸银、乙酸银或酒石酸银中的一种或几种。

4、  根据权利要求1所述的非水无氰镀银电镀液，其特征在于：所述配位剂为硫脲和硫氰酸盐中的一种或两种。

5、  根据权利要4所述的非水无氰镀银电镀液，其特征在于：所述的硫氰酸盐为硫氰酸钠、硫氰酸钾或硫氰酸铵中的一种。

6、  根据权利要求1所述的非水无氰镀银电镀液，其特征在于：所述的有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺DMF、二甲基亚砜、吡啶、苯胺、喹啉、甲酰胺、乙酰胺、液氨、氯仿、四氯化碳、醇类有机溶剂、醚类有机溶剂或酮类有机溶剂中的一种。

7、  根据权利要求1所述的非水无氰镀银电镀液，其特征在于：所述的电镀添加剂为氨基磺酸、酒石酸锑钾、半胱氨酸、聚乙烯亚胺、环氧胺缩聚物或硒氰化物中的一种或几种。

8、  根据权利要求8所述的非水无氰镀银电镀液，其特征在于：所述的氨基磺酸的浓度为10～3000mg/L；所述的酒石酸锑钾的浓度为10～5000mg/L；所述的半胱氨酸的浓度为10～5000mg/L；所述的聚乙烯亚胺平均分子量为100～1000000，浓度为50～10000mg/L；所述的环氧胺缩聚物平均分子量为100～1000000，其分子通式是：

浓度为50～10000mg/L；所述的硒氰化物为KSeCN或NaSeCN，浓度为0.01～500mg/L。

9、  根据权利要求1所述的非水无氰镀银电镀液，其特征在于：所述的非水无氰镀银电镀液的制备方法为：将各组分按照所述原料配方溶解在有机溶剂中，混合均匀，制成非水无氰镀银电镀液，溶液温度调节为0℃～80℃。

一种非水无氰镀银电镀液
技术领域
本发明属于电化学镀银技术领域，具体涉及一种非水无氰镀银电镀液。
背景技术
镀银层具有很高的导电性、光反射能力，对有机酸和碱的化学稳定性高，且其价格相对其他贵金属较便宜，已广泛应用于装饰品、餐具和电子制品等领域。迄今为止，国内外的电镀银工艺大多还是采用有氰镀银工艺电镀银层，主要是由于该镀液稳定性好，均镀能力和深度能力较好，镀层结晶细致，外观为银白色。但氰化物是剧毒，对人体和环境的危害极大，生产时要求具备良好的排风设备和废水处理条件，随着世界各国环境保护意识的加强和相关政策的出台，有氰电镀逐渐成为落后产业，成为限制申报、原则淘汰的工艺。原国家经贸委2002年6月2日发布的第32号令，将“含氰电镀”列入《淘汰落后生产能力，工艺和产品的目录》(第三批)第23项，限令2003年底淘汰。2003年12月26日，国家发改委公布产业结构调整指导目录(征求意见稿)，“含氰电镀”位列“淘汰类”第182项。因此，电镀工作者们一直致力于不含CN^-的无氰镀银的研究，先后提出了硫代硫酸盐镀银、亚硫酸盐镀银、磺基水杨酸镀银和亚氨基二磺酸盐镀银等无氰镀银工艺，同时也申请了一些专利，例如美国专利USP4247372、USP4478691、USP4246077、USP4126524等；日本专利JP7039945；另外还有欧洲专利EP0705919、EP1416065、EP1418251等。与氰化镀银比起来，无氰镀银仍存在很多的缺点，主要问题有：(1)镀液稳定性问题。许多无氰镀银液的稳定性都不好，无论是碱性镀液还是酸性镀液或是中性，不同程度地存在镀液稳定性问题，给管理和操作带来不便，同时使成本也有所增加。(2)镀液成本较高。因此，目前使用无氰镀银工艺的企业仅是少数单位。在此情况下，一种毒性低或无毒的、成本相对适宜的无氰镀银工艺的开发应用是成为电镀领域的一个主要课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种非水无氰镀银电镀液，该镀液原料易得，制备简单，而且稳定性好；毒性极低；镀层中银粒子簇小，镀层细致光亮且结合力良好，可以满足装饰性电镀、纳米材料制作以及功能性电镀等多领域的应用。
本发明的非水无氰镀银电镀液，其特征在于：所述电镀液采用有机溶剂代替水作为溶剂，所述电镀液中各组分质量浓度为：银离子来源物1～200g/L，配位剂1～800g/L，电镀添加剂10～10000mg/L。
本发明的非水无氰镀银电镀液的制备方法为：将各组分按照所述原料配方溶解在有机溶剂中，混合均匀，制成非水无氰镀银电镀液，溶液温度调节为0℃～80℃。
本发明的显著优点是：采用有机溶液作为镀液的溶剂，配制成非水无氰电镀液，与传统的有氰镀银工艺配方相比，采用非水体系电镀，具有一些显著的特点：电位窗口比水体系更宽，且电镀过程中不会发生析氢、析氧；可以获得比水体系中粒径更小的银粒子簇；该非水无氰镀银电镀液毒性极低；与无氰镀银水体系镀液相比，其镀液稳定性好；镀层中银粒子簇更小，在控制条件下，平均粒子半径在100纳米以内；镀层细致光亮且结合力良好；可满足装饰性电镀、功能性电镀等领域的应用，特别在电子芯片微沟道电镀与纳米材料制备方面有更好的应用。
具体实施方式
按照上述的原料配方和制备方法制备本发明的非水无氰镀银电镀液。
其中，银离子来源物包括氯化银、硝酸银、硫酸银、氧化银、甲基磺酸银、乙酸银、酒石酸银等银的无机盐以及有机盐中的一种或几种。
配位剂为硫脲和硫氰酸盐中的一种或两种，其中硫氰酸盐为硫氰酸钠、硫氰酸钾或硫氰酸铵中的一种。
有机溶剂包括N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜、吡啶、苯胺、喹啉、甲酰胺、乙酰胺、液氨、氯仿、四氯化碳、醇类有机溶剂、醚类有机溶剂或酮类有机溶剂中的一种。
电镀添加剂包括氨基磺酸、酒石酸锑钾、半胱氨酸、聚乙烯亚胺、环氧胺缩聚物或硒氰化物中的一种或几种，其中氨基磺酸的浓度为10～3000mg/L；酒石酸锑钾的浓度为10～5000mg/L；半胱氨酸浓度为10～5000mg/L；聚乙烯亚胺平均分子量为100～1000000，浓度为50～10000mg/L；环氧胺缩聚物平均分子量为100～1000000，其分子通式是：，

浓度为50～10000mg/L；所述的硒氰化物为KSeCN或NaSeCN，浓度为0.01～500mg/L。
运用本发明的非水无氰镀银电镀液的电镀步骤为：将各组分按照所述原料配方溶解在有机溶剂中混合均匀，制成非水无氰镀银电镀液，溶液温度调节为0℃～80℃。然后，将经过预处理的金属基底附于属电路组成部分的阴极上，将阴极连同所附基体浸入电镀液中，并且在电路中通以电流，所通电流和通电时间根据实际要求确定。
参照优选实施例，进一步详细描述本发明。
实施例1
按照本发明的非水无氰镀银电镀液制备方法将下列化合物配制无氰镀银电镀液AgCl22g/L
TU          70g/L
DMF         作为溶剂(按实际要求定量)
半胱氨酸    0.5g/L
pH          7
温度        0℃～80℃
按照具体实施方式中的电镀步骤使用该无氰镀银电镀液进行电镀操作。
实施例2
按照本发明的非水无氰镀银电镀液制备方法将下列化合物配制无氰镀银电镀液
AgNO₃       22g/L
KSCN        130g/L
DMF         作为溶剂(按实际要求定量)
pH          7
温度        0℃～80℃
按照具体实施方式中的电镀步骤使用该无氰镀银电镀液进行电镀操作。
实施例3
按照本发明的非水无氰镀银电镀液制备方法将下列化合物配制无氰镀银电镀液
AgNO₃       17g/L
KSCN        100g/L
二甲基亚砜作为溶剂(按实际要求定量)
pH          7
温度        0℃～80℃