一种化学镍电镀液及其电镀工艺：国家知识产权局发明专利申请公布

一种化学镍电镀液及其电镀工艺：国家知识产权局发明专利申请公布

(19) 国家知识产权局 (12) 发明专利申请 (10) 申请公开号 CN A (43) 申请公开日 2022.07.29 (21) 申请号 2.6 (22) 申请日 2021.05.31 (71) 申请人地址 上海市嘉定区恒永路328弄74号2楼 (72) 发明人 邓超华 王婷 (74) 专利代理机构 上海微策知识产权代理有限公司（普通合伙） 31333 专利代理人 张菁 (51) Int.Cl.C25D 3/12 (2006.01) 权利要求书 1页 说明书 5页 (54) 发明名称 一种化学镀镍溶液及其电镀工艺 (57) 摘要 本发明公开了一种化学镀镍溶液及其电镀工艺，所述化学镀镍溶液包括硫酸镍、氨基磺酸镍、阴离子表面活性剂、功能添加剂、去离子水。本发明通过化学镀镍液中各组分的共同作用，提高了化学镀镍液的稳定性，使所得镀层表现出良好的平整度、致密性及结合性能。A8 4 0 8 0 8 4 1 1N C CN A 1/1 Page 1.一种化学镀镍液，其特征在于，原料包括：硫酸镍、氨基磺酸镍、阴离子表面活性剂、功能添加剂、去离子水。

2.根据权利要求1所述的化学镀镍液，其特征在于，所述阴离子表面活性剂选自烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基酚磺酸盐、烷基酚硫酸盐、烷基磷酸盐中的至少一种。3.根据权利要求1所述的化学镀镍液，其特征在于，所述功能添加剂包括还原剂、稳定剂、有机酸、光亮剂中的至少一种。4.根据权利要求3所述的化学镀镍液，其特征在于，所述功能添加剂还包括二氧化钛。5.根据权利要求1所述的化学镀镍液，其特征在于，所述硫酸镍与氨基磺酸镍的质量比为(2-5)：1。6.根据权利要求3所述的化学镀镍液，其特征在于，所述还原剂选自硼酸、硼氢化物、次磷酸盐、次磷酸盐、对苯二酚、胺硼烷、肼中的至少一种。 7.根据权利要求3所述的化学镀镍液，其特征在于：所述稳定剂选自稀土盐、稀土氧化物、有机硫化合物中的至少一种。8.根据权利要求3所述的化学镀镍液，其特征在于：所述有机酸选自葡萄糖酸、苯甲酸、水杨酸、苹果酸、柠檬酸、乙醇酸中的至少一种。9.根据权利要求4所述的化学镀镍液，其特征在于：原料按质量百分比包括：8-30％硫酸镍、4-10％氨基磺酸镍、2-5％还原剂、0.5-1.5％稳定剂、2-5％有机酸、0.001-0.01％阴离子表面活性剂、0.05-0.5％二氧化钛、余量为去离子水。

10.根据权利要求1至9任一项所述的化学镀镍溶液的电镀工艺，其特征在于，包括以下步骤： (1)按照化学镀镍溶液配方配制化学镀镍溶液，用酸碱调节剂调节化学镀镍溶液的pH值为4.0～6.0。 (2)对工件进行镀镍，阳极板为镍板，阴极板为工件；镀镍过程温度为30～50℃，电镀电流为80～100A，电镀时间为10～40min。 22 CN A 说明书 1/5 页 A 化学镀镍溶液及其电镀工艺 技术领域 [0001] 本发明涉及电镀技术领域，具体涉及一种化学镀镍溶液及其电镀工艺。 背景技术 [0002] 镀镍是电镀前处理过程中的关键工序。 镀镍层的性能好坏直接关系到后续电镀工艺能否顺利进行，最终得到的镀件性能是否符合要求。化学镀镍是一种发展迅速的镀镍工艺，也得到了广泛的研究。化学镀镍是将电流通入镀镍溶液中，使自由镍离子析出在基体表面，形成平整、耐腐蚀、硬度较高的镍层。但化学镀镍中化学镀镍溶液的性质，特别是化学镀镍溶液的稳定性，会对镀镍工艺产生很大的影响，会降低镀层的致密性和平整性。基于此，本发明提出了一种化学镀镍溶液及其电镀工艺。发明内容[0003]本发明的第一方面提供了一种化学镀镍溶液，其中原料包括：硫酸镍、氨基磺酸镍、阴离子表面活性剂、功能添加剂、去离子水。

[0004] 优选地，所述阴离子表面活性剂选自烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基酚磺酸盐、烷基酚硫酸盐、烷基磷酸盐中的至少一种。[0005] 优选地，所述功能添加剂包括还原剂、稳定剂、有机酸、光亮剂中的至少一种。[0006] 优选地，所述功能添加剂还包括二氧化钛。[0007] 优选地，所述硫酸镍与氨基磺酸镍的质量比为(2-5)：1。[0008] 优选地，所述还原剂选自硼酸、硼氢化物、次磷酸盐、次磷酸盐、对苯二酚、胺硼烷、肼中的至少一种。[0009] 优选地，所述稳定剂选自稀土盐、稀土氧化物、有机硫化合物中的至少一种。 [0010] 优选地，所述有机酸选自葡萄糖酸、苯甲酸、水杨酸、苹果酸、柠檬酸、乙醇酸中的至少一种。[0011] 优选地，所述原料包括，按质量百分比计：8-30％硫酸镍、4-10％氨基磺酸镍、2-5％还原剂、0.5-1.5％稳定剂、2-5％有机酸、0.001-0.01％阴离子表面活性剂、0.05-0.5％二氧化钛，余量为去离子水。[0012] 本发明的第二方面提供了一种化学镀镍溶液的电镀工艺，包括以下步骤：[0013] (1) 根据化学镀镍溶液配方配制化学镀镍溶液，用酸碱调节剂调节化学镀镍溶液的pH为4.0-6.0。

[0014] (2)对工件进行镀镍，阳极板为镍板，阴极板为工件；镀镍过程温度为30-50℃，电镀电流为80-100A，电镀时间为10-40min。[0015]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：[0016]1、本体系在特定比例的柠檬酸、苹果酸和特定比例的硫酸镍、氨基磺酸镍的相互作用下，所得镀层呈现良好的平整度。[0017]2、本体系在特定粒径的二氧化钛和特定的镍源、次磷酸盐、特定的有机酸等的共同作用下，配制的镀液呈现良好的稳定性，所得镀层的致密性可进一步提高。 [0018] 3、该体系中，在特定含量的硫脲和特定含量的十二烷基磺酸钠等的共同作用下，镀层与基体表现出优异的结合力。[0019] 4、本发明制备的化学镀镍溶液适用于在铝合金板、钢铁材料、铁制品等表面镀镍层。具体实施方式[0020] 本发明第一方面提供了一种化学镀镍溶液，其原料包括：硫酸镍、氨基磺酸镍、阴离子表面活性剂、功能助剂、去离子水。[0021] 优选地，所述阴离子表面活性剂选自烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基酚磺酸盐、烷基酚硫酸盐、烷基磷酸盐中的至少一种。

[0022] 优选地，所述烷基磺酸盐选自十二烷基磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠和十八烷基磺酸钠中的至少一种。[0023] 优选地，所述阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠。[0024] 优选地，所述功能添加剂包括还原剂、稳定剂、有机酸和增白剂中的至少一种。[0025] 优选地，所述功能添加剂还包括二氧化钛。[0026] 优选地，所述二氧化钛的平均粒径为30nm，购自，型号：VK-T30D。 [0027] 本体系中，特定粒径的二氧化钛在本体系中各种原料分子和离子之间表现出良好的分散性，降低了电镀过程中局部过大电流出现的概率，也降低了电镀过程中镀液中出现活性晶核的概率，提高了镀液的稳定性，进一步提高了镀层的致密性。[0028] 优选地，所述硫酸镍与氨基磺酸镍的质量比为(2-5)：1。[0029] 优选地，所述还原剂选自硼酸、硼氢化物、次磷酸盐、次亚磷酸盐、对苯二酚、胺硼烷、肼中的至少一种。[0030] 优选地，所述还原剂为次磷酸钠。[0031] 优选地，所述稳定剂选自稀土盐、稀土氧化物、有机硫化合物中的至少一种。

[0032] 优选地，所述稀土盐选自稀土硫酸盐、稀土盐酸盐、稀土磷酸盐中的至少一种。[0033] 优选地，所述有机含硫化合物选自硫脲、2,4-二硫代缩二脲、1,4-苯撑双硫脲中的至少一种。[0034] 优选地，所述稳定剂为硫脲。[0035] 优选地，所述有机酸选自葡萄糖酸、苯甲酸、水杨酸、苹果酸、柠檬酸、乙醇酸中的至少一种。[0036] 优选地，所述有机酸为苹果酸和柠檬酸的混合物。[0037] 优选地，苹果酸与柠檬酸的质量比为1:(3-5)。 [0038] 该体系在特定配比的柠檬酸和苹果酸以及特定配比的硫酸镍和氨基磺酸镍的相互作用下，苹果酸和柠檬酸所含的活性基团与体系中的游离镍离子络合，稳定了镍离子的沉积速度，使镀层呈现良好的平整度。[0039] 优选的，所述原料按质量百分比包括：8-30％硫酸镍、4-10％氨基磺酸镍、2-5％还原剂、0.5-1.5％稳定剂、2-5％有机酸、0.001-0.01％阴离子表面活性剂、0.05-0.5％二氧化钛，余量为去离子水。 [0040] 本发明的第二方面提供了一种化学镀镍溶液的电镀工艺，包括以下步骤: [0041] (1) 根据化学镀镍溶液配方配制化学镀镍溶液， 用酸碱调节剂调节化学镀镍溶液的pH值为4.0〜6.0。

[0042] (2)工件镀镍，阳极板为镍板，阴极板为工件；镀镍工艺温度为30-50℃，电镀电流为80-100A，电镀时间为10-40min。[0043] 优选地，所述酸碱调节剂为硫酸、氨水。[0044] 下面通过实施例对本发明进行详细描述。在此需要指出的是，下述实施例仅用于进一步说明本发明，并不能理解为对本发明保护范围的限制。本领域专业技术人员在上述本发明内容基础上做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。 [0045] 实施例 1 [0046] 本发明的第一方面提供一种化学镀镍溶液，其原料包括，按质量百分比计：20％硫酸镍、4％氨基磺酸镍、3％次磷酸钠、1.5％硫脲、5％有机酸、0.01％十二烷基磺酸钠、0.2％二氧化钛，余量为去离子水。 [0047] 其中，所述有机酸为苹果酸和柠檬酸，且苹果酸与柠檬酸的质量比为1:4。 [0048] 二氧化钛平均粒径为30nm，购自，型号：VK-T30D。 [0049] 本发明的第二方面提供了一种化学镀镍溶液的电镀工艺， 包括以下步骤: [0050] (1) 根据化学镀镍溶液配方配制化学镀镍溶液， 并用酸碱调节剂调节化学镀镍溶液的pH值为4.8。

[0051] (2)工件镀镍，阳极板为镍板，阴极板为工件；镀镍过程温度为50℃，电镀电流为80A，电镀时间为25min。[0052] 其中，酸碱调节剂为10wt％氢氧化钠水溶液和5wt％硫酸水溶液。[0053] 实施例2[0054] 本发明第一方面提供一种化学镀镍溶液，原料按质量百分比包括：25％硫酸镍、5％氨基磺酸镍、2％次磷酸钠、0.5％硫脲、3％有机酸、0.01％十二烷基磺酸钠、0.5％二氧化钛，余量为去离子水。 [0055] 其中，所述有机酸为苹果酸和柠檬酸，且苹果酸与柠檬酸的质量比为1:2。[0056] 二氧化钛平均粒径为30nm，购自，型号：VK-T30D。[0057] 本发明的第二方面提供了一种化学镀镍溶液的电镀工艺，包括以下步骤：[0058] (1) 根据化学镀镍溶液配方配制化学镀镍溶液，用酸碱调节剂调节化学镀镍溶液的pH值为4.8。[0059] (2) 对工件进行镀镍，其中，阳极板为镍板，阴极板为工件；镀镍过程温度为50°C，电镀电流为80A，电镀时间为25min。

[0060] 其中，所述酸碱调节剂为10wt％氢氧化钠水溶液和5wt％硫酸水溶液。[0061] 实施例3[0062] 本发明第一方面提供一种化学镀镍溶液，其原料按质量百分比包括：3％硫酸镍、18％氨基磺酸镍、3％次磷酸钠、1.5％硫脲、5％有机酸、0.01％十二烷基硫酸钠、0.2％二氧化钛，余量为去离子水。[0063] 其中，所述有机酸为苹果酸和柠檬酸，且苹果酸与柠檬酸的质量比为1：4。[0064] 二氧化钛平均粒径为30nm，购自，型号：VK-T30D。 [0065] 本发明第二方面提供一种化学镀镍溶液的电镀工艺，包括以下步骤：[0066] (1)按照化学镀镍溶液配方配制化学镀镍溶液，用酸碱调节剂调节化学镀镍溶液的pH为4.8。[0067] (2)在工件上镀镍，阳极板为镍板，阴极板为工件；镀镍过程温度为50℃，电镀电流为80A，电镀时间为25min。[0068] 其中，酸碱调节剂为10wt％氢氧化钠水溶液和5wt％硫酸水溶液。 [0069] 实施例4 [0070] 本发明的第一方面提供一种化学镀镍溶液，其原料按质量百分比包括：20％硫酸镍、4％氨基磺酸镍、3％次磷酸钠、1.5％硫脲、5％有机酸、0.01％十二烷基硫酸钠、0.2％二氧化钛，余量为去离子水。

[0071] 其中，所述有机酸为苹果酸和柠檬酸，苹果酸与柠檬酸的质量比为20:1。[0072] 二氧化钛平均粒径为30nm，购自，型号：VK-T30D。[0073] 本发明第二方面提供一种化学镀镍溶液的电镀工艺，包括以下步骤：[0074] (1) 根据化学镀镍溶液配方配制化学镀镍溶液，用酸碱调节剂调节化学镀镍溶液的pH值为4.8。[0075] (2) 对工件进行镀镍，阳极板为镍板，阴极板为工件；镀镍过程温度为50°C，电镀电流为80A，电镀时间为25min。 [0076] 其中，所述酸碱调节剂为10wt％氢氧化钠水溶液和5wt％硫酸水溶液。 [0077] 实施例5 [0078] 本发明第一方面提供一种化学镀镍溶液，其原料包括，按质量百分比计：20％硫酸镍、4％氨基磺酸镍、3％次磷酸钠、1.5％硫脲、5％有机酸、0.01％十二烷基磺酸钠、0.2％二氧化钛，余量为去离子水。 [0079] 其中，所述有机酸为苹果酸和柠檬酸，苹果酸与柠檬酸的质量比为1:4。 [0080] 二氧化钛平均粒径为150nm，购自。

[0081] 本发明第二方面提供一种化学镀镍溶液的电镀工艺，包括以下步骤： [0082] (1)按照化学镀镍溶液配方配制化学镀镍溶液，用酸碱调节剂调节化学镀镍溶液的pH为4.8。 [0083] (2)对工件进行镀镍，阳极板为镍板，阴极板为工件；镀镍过程温度为50℃，电镀电流为80A，电镀时间为25min。 [0084] 其中，酸碱调节剂为10wt％氢氧化钠水溶液和5wt％硫酸水溶液。 [0085] 性能测试 [0086] 对实施例得到的镀件进行镍层厚度、镍层孔隙率、镍层附着力测试。 数据记录在表1中。66 CN A 说明书 第5/5页[0087] 1.镍层厚度[0088] 采用X射线荧光光谱法测量镍层厚度。[0089] 2.镍层孔隙率[0090] 参照GB/T 12332-2008测试镍层孔隙率。[0091] 3.镍层附着力[0092] 2将工件上的镍层切成20个面积为1mm的方格，贴上胶带，10分钟后撕下胶带，记录撕下的方格数。[0093] 表1[0094] [0095] 最后需要指出的是，前述实施例仅仅是示例性的，用于解释本发明所述方法的一些特点。 所附权利要求旨在要求尽可能广泛的范围，本文中给出的实施例仅基于所有可能实施例的组合来说明所选的实施方式。因此，申请人的意图是所附权利要求不受说明本发明特征的示例的选择的限制。权利要求中使用的一些数值范围还包括其中的子范围，并且这些范围的变化也应被解释为在可能的情况下由所附权利要求涵盖。77