一种防金置换添加剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于电子元器件表面处理，具体涉及一种防金置换添加剂。

背景技术：

1、金化学性能稳定，电阻率低、易焊接，耐高温，并具有一定的耐磨性(如掺有少量钴镍元素的硬金)。因此，金被广泛用作电子元件的功能性镀层材料。通常，采用铜或铜合金用作电子元件的基底，然而，当金沉积在铜的表面的时候，铜会扩散到金皮膜中。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，随后在镍镀层的表面进行镀金。

2、传统镀金按其工艺特点，包括有氰镀金与无氰镀金两种。有氰镀金是目前使用历史最早、应用最广泛的镀金技术。有氰镀金溶液中，氰根离子与一价金离子形成稳定配位体，因而镀液稳定且镀层质量优良。然而，有氰镀金液中含有剧毒氰化物，对操作人员安全生产造成威胁，并产生环境污染。随着人们环境保护意识的提高，无氰镀金已成为趋势。无氰镀金主要有柠檬酸型、亚硫酸盐型等体系，但是无氰镀金液由于不含有在水溶液中与金形成稳定配位体的氰化合物，导致镀液不稳定易分解，金在镀液槽或治具上异常析出，造成金盐浪费，给镀敷操作带来障碍。亚硫酸亚型稳定性更差，目前柠檬酸型镀金为主流。

3、此外，由于镍金存在电位差，在电子元件镀镍基体上镀金时，传统的镀金溶液无可避免地发生金镍置换，金镍置换得到的金层，其结构疏松多孔，且掺杂在电镀金层中，严重影响镀金层的致密性、耐腐蚀性和结合力。为了解决电镀金中的金镍置换问题，现有技术如cn107709628a公开了一种氰化电解硬质金镀敷液，能够抑制镍极底上的金置换反应，但并不能完全抑制，且含有巯基的化合物在金表面吸附太强，可能导致漏镀，在实际应用中仍然有隐患。cn113832509a公开了一种亚硫酸盐镀金液，镀金液中含有有机膦酸，电镀金时有机膦酸可以选择性地在镍表面吸附形成阻挡层，有效抑制镍金置换，从而实现以无氰电镀金制备外观均匀、结合力好的镀金层。但是，有机膦酸类物质因络合作用过强，常伴有副反应，使得镀金层内应力较大，影响镀层效果，且这种镀金液溶液中与金配位的亚硫酸离子极易被溶液中的氧或大气中的氧氧化，使其浓度减少，导致金配合物的氧化稳定性降低，镀金液分解。

4、综上所述，为了解决现有技术存在的不足，寻求一种能够有效防止金镍置换、长期维持镀液稳定、抑制金析出的技术，具有十分重大的应用前景和现实意义。

技术实现思路

1、本发明提供了一种组合物，其含有占位剂、分散剂和稳定剂。

2、在一些实施方案中，所述占位剂选自氮杂环类化合物和氨基酸中的一种或两种。

3、在一些实施方案中，所述分散剂包括氢氧化钾。

4、在一些实施方案中，所述稳定剂选自山梨酸及其盐、苯甲酸及其盐、咪唑啉衍生物中的一种或几种。

5、在一些实施方案中，所述组合物为防金置换添加剂。

6、在一些实施方案中，所述组合物包含以下重量份数的组分：所述占位剂重量份数为5-12份、分散剂重量份数为3-8份、稳定剂重量份数为0-5份。

7、在一些实施方案中，所述稳定剂重量份数为1-5份。

8、在一些实施方案中，所述占位剂中，氮杂环类化合物与氨基酸的质量比为1.6-3:1。

9、在一些实施方案中，所述占位剂中，氮杂环类化合物与氨基酸的质量比为2-3:1。

10、在一些实施方案中，所述氮杂环类化合物为唑类化合物，所述唑类化合物选自噁唑及其衍生物、咪唑及其衍生物、噻唑及其衍生物、四氮唑及其衍生物中的一种或几种。

11、在一些实施方案中，所述唑类化合物选自2-乙基-4-甲基-噻唑、2-乙基-4,5-二甲基-噁唑中的一种或几种。

12、在一些实施方案中，所述唑类化合物含有苯基、苄基、烯烃基、巯基、硫脲基、硫醚基和酰胺基中的一种或几种。

13、在一些实施方案中，所述唑类化合物含有苯基，且还含有苄基、烯烃基、巯基、硫脲基、硫醚基和酰胺基中的一种或几种。

14、在一些实施方案中，所述氮杂环类化合物选自1-乙烯基咪唑、5-苄基噁唑、1-苯基-5-巯基-四氮唑、2-苯并咪唑烯丙基硫醚、1-苯基-3-(2-噻唑基)-2-硫脲、2-苯并噁唑羧酰胺中的一种或几种组合。

15、在一些实施方案中，所述氮杂环类化合物选自1-苯基-5-巯基-四氮唑、2-苯并咪唑烯丙基硫醚、1-苯基-3-(2-噻唑基)-2-硫脲、2-苯并噁唑羧酰胺中的一种或几种。

16、在一些实施方案中，所述氨基酸为含硫氨基酸。

17、在一些实施方案中，所述含硫氨基酸选自半胱氨酸和胱氨酸中的一种或两种。

18、在一些实施方案中，所述稳定剂选自山梨酸及其盐、苯甲酸及其盐、咪唑啉衍生物中的一种或几种。

19、在一些实施方案中，所述山梨酸及其盐为山梨酸钾。

20、在一些实施方案中，所述苯甲酸及其盐为苯甲酸钾。

21、在一些实施方案中，所述咪唑啉衍生物为羧烷基咪唑啉和聚氧化乙烯醚中的一种或两种。

22、在一些实施方案中，所述咪唑啉衍生物为羧烷基咪唑啉，所述烷基为c1-c5烷基。

23、在一些实施方案中，所述咪唑啉衍生物为羧乙基咪唑啉。

24、在一些实施方案中，本发明的组合物还含有水。

25、在一些实施方案中，所述水的重量份数为75-91份。

26、本发明还提供了上述防金置换添加剂的制备方法。

27、在一些实施方案中，所述制备方法包括如下步骤：将占位剂、分散剂和稳定剂和纯水加入到容器中，加热搅拌，即得产品。

28、在一些实施方案中，所述制备方法包括如下步骤：将分散剂和纯水加入容器内，搅拌溶解后，加热溶液至50℃；再将占位剂加入容器内，保持50℃加热直至所得混合溶液完全熔融；最后再将稳定剂加入容器内，保持50℃加热直至所得混合溶液完全熔融，得到产品。

29、本发明提供的防金置换添加剂可以应用于电镀金工艺。

30、在一些实施方案中，所述电镀金工艺为在镍镀层上电镀金；

31、在一些实施方案中，所述应用包括以下步骤：以镀金槽液中金元素的实际含量为基准，每68克金元素加入100ml所述组合物，搅拌均匀。

32、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

33、(1)无论镀金溶液是否有电流通过，都能够防止金在基底镍金属上的置换，改善金层致密性和结合力，提升金层耐腐蚀性能；

34、(2)维持镀液稳定，延长镀液使用寿命，抑制镀金槽及治具等设备上的金析出；

35、(3)本发明提供的防金置换添加剂，使用时，以槽液中的金元素为基准，按比例加入镀金槽液中搅拌均匀即可，不受镀金液的ph和镀金槽液组分限制，适用于任意一种有氰或者无氰镀金液，适用范围广泛，操作简便。

技术特征：

1.一种组合物，其特征在于，含有占位剂、分散剂和稳定剂；

2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，包含以下重量份数的组分：所述占位剂重量份数为5-12份、分散剂重量份数为3-8份、稳定剂重量份数为0-5份；

3.如权利要求1所述的组合物，所述占位剂中，氮杂环类化合物与氨基酸的质量比为1.6-3:1；

4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述氮杂环类化合物为唑类化合物，所述唑类化合物选自噁唑及其衍生物、咪唑及其衍生物、噻唑及其衍生物、四氮唑及其衍生物中的一种或几种；

5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述氨基酸为含硫氨基酸；

6.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述稳定剂选自山梨酸及其盐、苯甲酸及其盐、咪唑啉衍生物中的一种或几种；

7.如权利要求1-6任一所述的组合物，其特征在于，还含有水；

8.一种制备权利要求1-7任一所述的组合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.权利要求1-7任一所述的组合物或权利要求8所述的方法制得的组合物在电镀金工艺中的应用。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述电镀金工艺为在镍镀层上电镀金；

技术总结本发明提供了一种防金置换添加剂及其制备方法和应用，所述防金置换添加剂含有占位剂、分散剂和稳定剂，所述占位剂选自氮杂环类化合物和氨基酸中的一种或两种，所述分散剂包括氢氧化钾，所述稳定剂选自山梨酸及其盐、苯甲酸及其盐、咪唑啉衍生物中的一种或几种，所述防金置换添加剂用于电镀金工艺。本发明的防金置换添加剂能够在镍镀层上电镀金时，有效防止金镍置换、长期维持镀液稳定、抑制金析出且制备方法简单，使用时不受镀金液的pH和镀金槽液组分的限制。技术研发人员：吴小明,刘宏,伍继柱,王朝霞,刘倩源受保护的技术使用者：广州天至环保科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5