一种无氰镀金液及其制备方法、应用与流程

本发明涉及镀金液，具体涉及一种无氰镀金液及其制备方法、应用。

背景技术：

1、随着对大规模集成电路、元器件线路微型化要求的提高，对化学镀金的要求也越来越高。含氰镀金液由于其稳定性好长期占据市场主导地位，但是氰化物是剧毒物质，在配制、操作和存放等过程中都存在安全问题，随着环保要求越来越高，含氰镀金的应用将受到严格的控制终将退出市场，因此，对无氰化学镀金的需求将变得日益重要。

2、市场上常见的无氰镀金液使用的金盐多为亚硫酸金盐，并使用海因衍生物为配位剂，海因衍生物与金盐具有配位作用，然而单纯使用海因衍生物虽然对金盐有一定配位效果，对金元素的沉积效果并不显著，因此虽然海因衍生物可以用于镀金，然而镀层厚度稍薄，难以与含氰镀金液比较。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种无氰镀金液及其制备方法、应用。

2、一种无氰镀金液，包括以下组分：主配位剂30-120体积份、辅助配位剂20-140体积份、氯金酸10-150体积份、稳定添加剂0.1-15体积份和甲醇20-200体积份；

3、主配位剂为氯化胆碱、尿素和5,5-二甲基海因混合制成；辅助配位剂为柠檬酸钾、硼酸和十二烷基硫酸钠混合制成；添加稳定剂为组氨酸、2-巯基乙烷磺酸钠和3-巯基丙酸混合制成。

4、一种无氰镀金液的制备方法，包括以下步骤：

5、s1：制备主配位剂

6、向干燥器中加入氯化胆碱，密封加热干燥，得到干燥的氯化胆碱，取尿素加入另一干燥器中，密封干燥，得到干燥的尿素，将干燥的氯化胆碱与干燥的尿素混合，密封加热，搅拌至体系逐渐转化为均一透明的液体，得到离子液体，向离子液体中加入干燥的5,5-二甲基海因粉末，得到主配位剂，置于密封的干燥器中待用；

7、s2：制备辅助配位剂

8、将氯金酸与去离子水稀释后离心搅拌10-20min，得到a液，将柠檬酸钾与硼酸溶解于水中，搅拌下加入十二烷基硫酸钠，再缓慢加入koh调整溶液ph值，得到b液，将a液与b液水浴搅拌，待反应完成后冷却至室温，再送入烘箱中干燥，得到辅助配位剂，置于密封的干燥器中待用；

9、s3：制备添加稳定剂

10、配置组氨酸溶液和2-巯基乙烷磺酸钠溶液，在剧烈搅拌下将组氨酸溶液和2-巯基乙烷磺酸钠溶液混合，得到混合液，再在搅拌条件下滴加3-巯基丙酸，待3-巯基丙酸滴加完后，避光静置，得到稳定添加剂，将稳定添加剂置于2-4℃下保存待用；

11、s4：添加导电盐制备无氰镀金液

12、向反应器中持续通入氮气，除去空气后，向反应器中加入主配位剂30-120体积份、辅助配位剂20-140体积份、氯金酸10-150体积份、稳定添加剂0.1-15体积份和甲醇20-200体积份，磁力转子搅拌，油浴，搅拌至体系内固体完全溶解，得到无氰镀金液。

13、进一步地，步骤s1制备主配位剂，包括以下步骤：

14、s1.1：向干燥器中加入氯化胆碱，抽真空后三层塑料薄膜封口，使其密封，并加热至70-80℃干燥20-24h，得到干燥的氯化胆碱，取尿素加入另一干燥器中，密封后80-100℃烘箱干燥15-20h，得到干燥的尿素；

15、s1.2：按照干燥的氯化胆碱与干燥的尿素以1：(1.5-2)的摩尔比混合，75-80℃下密封加热，500-800r/min的转速搅拌至体系逐渐转化为均一透明的液体，得到离子液体；

16、s1.3：向离子液体中加入干燥的5,5-二甲基海因粉末，料液比为1：(5-10)，并降温至50-60℃离心搅拌10-20min，得到主配位剂，置于密封的干燥器中待用。

17、进一步地，步骤s2制备辅助配位剂，包括以下步骤：

18、s2.1：将氯金酸与去离子水以1：(2-10)的比例稀释后500-800r/min离心搅拌10-20min，得到a液；

19、s2.2：将0.2-0.4mo l/l的柠檬酸钾与0.5-0.8mo l/l的硼酸溶解于水中，搅拌下加入0.5-1mo l/l的十二烷基硫酸钠，再缓慢加入koh将溶液ph值调整至4-5，充分搅拌0.5-1h，得到b液；

20、s2.3：将a液与b液于65-70℃下水浴搅拌2-3h，待反应完成后冷却至室温，再送入烘箱中100-120℃干燥15-20h，得到辅助配位剂，置于密封的干燥器中待用。

21、进一步地，步骤s3制备添加稳定剂，包括以下步骤：

22、s3.1：配置15-20体积份浓度为0.1-0.2mo l/l的组氨酸溶液和5-8体积份浓度为0.01-0.05mo l/l的2-巯基乙烷磺酸钠溶液；

23、s3.2：在剧烈搅拌下将组氨酸溶液和2-巯基乙烷磺酸钠溶液混合，得到混合液，再在搅拌条件下以1-5m l/s的速度滴加3-巯基丙酸；

24、s3.3：待3-巯基丙酸滴加完后，将反应瓶置于20-25℃下避光静置1-2h，得到稳定添加剂，将稳定添加剂置于2-4℃下保存待用。

25、进一步地，步骤s2.2中柠檬酸钾、硼酸和十二烷基硫酸钠的体积比为3：1：3。

26、进一步地，步骤s2.3中a液与b液的体积比为1：1。

27、进一步地，步骤s3.2中3-巯基丙酸与混合液的体积比为1：1。

28、一种无氰镀金液的应用，包括以下步骤：

29、将除油粉溶于水中配置成质量分数为5-8％的除油溶液，将镍基板放入除油溶液中，加热至60-70℃，浸泡1-5min，取出后用超纯水清洗，得到除油镍基板，再将电解除油粉溶于水中配置成质量分数为5-8％的电解除油溶液，将除油镍基板放入电解除油溶液中，加热至60-70℃，浸泡1-5min，取出后用超纯水清洗，得到电解除油镍基板，随后将电解除油镍基板放入质量分数为5-10％的稀硫酸溶液中，活化1-2min，取出后用超纯水清洗，干燥，得到处理镍基板，将处理镍基板放入无氰镀金液中浸没，电镀金采用高频直流电源，电路密度0.01-0.5a/dm2，阳极为镀铂钛网，温度20-40℃，ph8.5-10.5，时间30-200s，阳极移动搅拌，得到镀金镍板。

30、进一步地，除油粉具体为hj-w122溶液浸泡超声后漂洗，烘干得到。

31、本发明与现有技术相比，至少具有如下有益效果：

32、1、本发明通过将氯化胆碱制备离子液体并和5,5-二甲基海因复配使用作为主配位剂，氯化胆碱的离子液体具有较宽的电化学窗口和良好的导电性，可以电沉积出许多单金属，而氯化胆碱的离子液体中需要使用尿素，尿素并不能作为金属配位剂，而5,5-二甲基海因与氯金酸具有较好的配位作用，通过5,5-二甲基海因与氯金酸的强配位作用，氯金酸中剩下的氯离子则可以与尿素形成较强的配位作用，降低氯离子活性，从而提高镀金时金元素的沉积，形成的金层厚度和强度得到提升。

33、2、本发明通过将组氨酸、2-巯基乙烷磺酸钠和3-巯基丙酸复配制备添加稳定加，2-巯基乙烷磺酸钠能够在镀金过程中充当稳定剂，令镀金过程中au稳定沉积，组氨酸可以与2-巯基乙烷磺酸钠组合作用向au核提供电子，3-巯基丙酸用于承载组氨酸和2-巯基乙烷磺酸钠与氯金酸接触，从而使得镀金过程趋于稳定，金层形成更加致密。

34、3、本发明通过使用的柠檬酸钾和十二烷基硫酸钠辅助配位，十二烷基硫酸钠能够提高离子活性，柠檬酸钾与十二烷基硫酸钠共同作用能够令金元素更加活跃，从而提高镀金的效率。