亚硫酸盐电镀金技术详解

1.工艺特点

为了消除氰化物的公害和改善镀层质量，无氰电镀金工艺近些年来有了很大的发展。到目前为止，无氰电镀金大致有亚硫酸电镀金、卤化物电镀金、硫代苹果酸电镀金和硫代硫酸盐电镀金及乙内酰脲电镀金等。研究最多和应用较广的是亚硫酸盐电镀金，在电子工业中应用较为广泛。

亚硫酸盐镀液无毒，分散能力和覆盖能力也较好，镀层光亮致密，与铜、镍、银等金属结合牢固，耐酸、抗盐雾性能好。但单独用亚硫酸盐作为配位剂时，镀液不够稳定，需引进一些其他辅助配位剂，如柠檬酸盐、酒石酸盐、磷酸盐、EDTA等。此外，还需要加入一些含氮的有机添加剂。近年来，随着有机多磷酸在电镀上的广泛应用，在亚硫酸盐镀液中添加有机多磷酸能使镀液稳定，扩大pH值范围，改善镀层和基体金属的结合力。

2.镀液组分及工艺条件

亚硫酸盐电镀金的镀液组分及工艺条件见表4-54。

表4-54 亚硫酸盐电镀金的镀液组分及工艺条件

3.镀液的配制

1）将计算量的三氯化金用5倍的纯水溶解，在流水或冰盐水冷却的条件下，用约质量分数为40%的氢氧化钾溶液慢慢中和至pH值为7（注意此反应是放热反应，最好要控制在25℃以下），得血红色透明氯金酸钾溶液。将此溶液慢慢倒入质量分数约为25%的亚硫酸钠水溶液中，先得到淡黄色透明溶液。再加热到70～80℃，并不断搅拌，得到亚硫酸金钠溶液。

2）在烧杯中放入计量的HEDP和ATMP，加入2mL质量分数为30%的过氧化氢，再用质量分数为50%以下的氢氧化钾溶液中和至pH值为7，将配制的亚硫酸金钠溶液倒入，再用质量分数为25%～40%的氢氧化钾调pH值。其他添加剂在搅拌下逐一加入，经过滤得无色透明溶液，分析调整后可试镀。

4.镀液中各成分的作用

（1）亚硫酸金钠、亚硫酸金钾、三氯化金 这些金盐分别是各工艺的主盐。在含量较高时，允许电流密度上限也较高；含量过高，则镀层易粗糙；含量过低，则允许电流密度范围变窄，沉积速度慢，镀层色泽也变差。

（2）亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸铵 亚硫酸钠、亚硫酸钾在各自工艺中是主配位剂。亚硫酸铵是还原剂，它能把Au3+还原成Au+；同时它又是配位剂，与氨一起和金离子生成亚硫酸金胺双配合物。提高它们的含量，能提高阴极极化，使阳极正常溶解，镀液稳定，有利于获得光亮细致的镀层，能改善镀液分散能力和覆盖能力；但若含量过高，阴极会大量析氢，降低阴极电流效率，镀层粗糙、无光泽。游离亚硫酸根会被空气中的氧氧化成硫酸根，所以需经常补充。

（3）HEDP和ATMP HEDP和ATMP是1-羟基乙叉-1，1-二磷酸和氨基三甲叉磷酸的英文缩写。两者都是有机多磷酸类，具有较强的配合、缔合、缓冲能力和表面活性，故可在铜基体上电镀，镀层结合力良好。溶液中无氨的挥发，所以它们又是溶液的稳定剂。含量太少时，镀层偏红、发暗，高电流区镀层结晶粗糙；含量过多时，沉积速度慢，镀层略有脆性。(www.xing528.com)

（4）酒石酸锑钾 酒石酸锑钾是镀层的增硬剂。它过量时，镀金层易脆化。

5.工艺条件的影响

（1）pH值 pH值是镀液稳定的重要因素，同时pH值对镀层外观、镀液稳定性、镀层硬度都有影响。pH值过低时，镀液浑浊。因此，应经常注意调节pH值在规定范围内。

（2）温度 升高温度有利于扩大电流密度范围，提高沉积速度，扩大光亮区。但加温时，要防止局部过热而使镀液分解析出黑色的硫化金。温度过低时，允许的电流密度范围变窄，阴极电流效率降低，沉积速度慢，镀层还有可能出现脆性。

（3）搅拌 阴极移动和搅拌，有利于消除镀液的浓差极化，扩大使用电流密度范围，提高沉积速度和增大光亮区，也能防止阳极区pH值局部下降使镀液不稳定。

（4）操作 操作时，工件最好带电入槽。滚镀时可先开3～5倍电流冲击1min左右，然后降到正常电流进行电镀。滚筒转速最好控制在15～20r/min。

6.常见故障及处理方法

亚硫酸盐电镀金的常见故障及处理办法见表4-55。

表4-55 亚硫酸盐电镀金的常见故障及处理办法

（续）