一种环保型退镀剂及其制备方法和使用方法与流程

1.本发明涉及退镀剂技术领域，具体涉及一种环保型退镀剂及其制备方法和使用方法。


背景技术：

2.退镀是指退除制件表面镀层的过程，是电镀领域中不可避免的一环。现有退镀方法一般有两种：一种是化学法退镀，将退镀零件浸泡在退镀溶液中，其原理是利用化学溶解法将镀层除去；另一种是电解法退镀，将退镀零件放在退镀溶液中进行电解，电解法对基材腐蚀微弱、对某些金属可回收利用有利于环境保护，但需要提供电源以及退镀槽，有时需要特殊的挂具，一次性投入成本高，另外，电解退镀仅适用于导电的线路，对于孤立的金属线路是无法使用电解退镀的，这对于并非大批量生产的车间是不利的。
3.目前化学法退除镍镀层的药水体系分为以下三种：一是氰化物体系化学退镀液，此类退镀剂中含有剧毒的含氰化合物，会对环境造成严重污染和危害人类健康；二是间硝基苯磺酸钠体系化学退镀剂，此类退镀剂使用温度较高，使用温度通常为60～70℃，且退镍时间较长，此外，间硝基苯磺酸钠毒性较大，不易大量使用；三是硫酸-双氧水体系化学退镀剂，退镍步骤繁琐，退镍时间长，且蚀铜速度快。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服上述不足，提供了一种环保型退镀剂，安全环保，使用温度低(30～40℃)，具有退镍干净、不腐蚀基体及退镍速度快的特点；采用过硫酸钠和六水合氯化铁作为溶解镍层的主要物质，再添加咪唑类缓释剂和柠檬酸，保证退镍效果，退镍速度达0.3μm/3min～0.5μm/3min，同时，也保证了金属基材的铜或铜合金不会被退镀液腐蚀，蚀铜速度小于0.33μm/min，即每分钟腐蚀铜厚度小于0.33μm；此外，本发明还提供了该环保型退镀剂的制备方法和使用方法。
5.为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种环保型退镀剂，每升所述环保型退镀剂中含有：过硫酸钠20～100g、浓硫酸100～300ml、六水合氯化铁2～10g、润湿剂0.005～0.1g、咪唑类缓释剂1～10g、柠檬酸1～10g，溶剂为水。
6.本发明中的环保型退镀剂中，采用过硫酸钠和六水合氯化铁作为溶解镍层的主要物质，再添加咪唑类缓释剂，保证退镍效果的同时，也保证了金属基材上的铜或铜合金不会被退镀液腐蚀，蚀铜速度小于0.33μm/min，即每分钟腐蚀铜厚度小于0.33μm，本发明中的柠檬酸也具有缓释作用，使得铜面保持光亮状态；本发明中的环保型退镀剂，使用温度低，在30～40℃的温度下能够快速退除金属铜或铜合金表面的镍镀层；本发明中的润湿剂，对于小孔和粗糙表面具有较好的润湿作用；此外，本发明环保型退镀剂中的六水合氯化铁还能够去除金属铜或铜合金与镍镀层之间的钯层。
7.优选地，每升所述环保型退镀剂中含有：过硫酸钠30～80g、浓硫酸150～250ml、六水合氯化铁2～5g、润湿剂0.01～0.05g、咪唑类缓释剂2～8g、柠檬酸2～8g，溶剂为水。
8.优选地，每升所述环保型退镀剂中含有：过硫酸钠50g、浓硫酸200ml、六水合氯化铁5g、润湿剂0.01g、咪唑类缓释剂5g、柠檬酸5g，溶剂为水。
9.优选地，所述浓硫酸的质量分数为98％。
10.优选地，所述润湿剂为peg200、peg600、peg6000中的任意一种。
11.优选地，所述咪唑类缓释剂为苯并三氮唑、2-硫基苯并咪唑或甲基苯并三氮唑2-硫基苯并咪唑。
12.优选地，所述溶剂为纯水或自来水。
13.本发明一种环保型退镀剂，即可采用纯水作为溶剂也可以采用自来水作为溶剂，大大降低了退镀剂的生产成本。
14.本发明第二方面提供了上述一种环保型退镀剂的制备方法，包括以下步骤：
15.s1、称取配方量的过硫酸钠、浓硫酸、六水合氯化铁、润湿剂、咪唑类缓释剂、柠檬酸、水；
16.s2、取一半体积的水，然后向其中加入浓硫酸，搅拌降温至室温，加入过硫酸钠并搅拌溶解后，然后加入六水合氯化铁并搅拌溶解，再加入润湿剂并搅拌溶解，继续加入缓释剂，搅拌溶解后加入柠檬酸，搅拌均匀，用余量水定容，即得所述环保型退镀剂。
17.本发明第三方面提供了上述一种环保型退镀剂的使用方法，包括以下步骤：将镀镍工件浸入退镀剂中，在搅拌条件下进行退镍；其中，所述退镀剂的温度为30～40℃。
18.优选地，所述退镀剂的温度为35℃。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
20.1、本发明中的环保型退镀剂，安全环保，使用温度低(30～40℃)，具有退镍干净、不腐蚀基体及退镍速度快的特点；采用过硫酸钠和六水合氯化铁作为溶解镍层的主要物质，再添加咪唑类缓释剂和柠檬酸，保证退镍效果，退镍速度达0.3μm/3min～0.5μm/3min，同时，同时，也保证了基材上的铜或铜合金不会被退镀液腐蚀，蚀铜速度小于0.33μm/min，即每分钟腐蚀铜厚度小于0.33μm。
21.2、现有印刷电路板、塑料天线振子等产品生产过程中，基材与镍镀层之间还设有钯层，本发明中的环保型退镀剂完成镍镀层退除后，还能退除基材与镍镀层之间的钯层(六水合氯化铁具有退除钯层的作用)。
22.3、本发明中的环保型退镀剂的制备方法，工艺简单，操作方便，原材料来源广泛，成本低。
具体实施方式
23.为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体实施例，进一步阐述本发明。
24.实施例1
25.本实施例公开了一种环保型退镀剂，每升环保型退镀剂中含有：过硫酸钠20g、浓硫酸100ml、六水合氯化铁2g、润湿剂0.005g、咪唑类缓释剂1g、柠檬酸1g，溶剂为水。
26.本实施例中的浓硫酸的质量分数为98％。
27.本实施例中的润湿剂为peg200。
28.本实施例中的咪唑类缓释剂为2-硫基苯并咪唑。
29.本实施例中的溶剂为纯水。
30.本实施例中的环保型退镀剂的制备方法，包括以下步骤：
31.s1、称取配方量的过硫酸钠、浓硫酸、六水合氯化铁、润湿剂、咪唑类缓释剂、柠檬酸、水；
32.s2、取一半体积的水，然后向其中加入浓硫酸，搅拌降温至室温，加入过硫酸钠并搅拌溶解后，然后加入六水合氯铁化并搅拌溶解，再加入润湿剂并搅拌溶解，继续加入缓释剂，搅拌溶解后加入柠檬酸，搅拌均匀，最后用余量水定容，即得环保型退镀剂。
33.实施例2
34.本实施例公开了一种环保型退镀剂，每升环保型退镀剂中含有：过硫酸钠100g、浓硫酸300ml、六水合氯化铁10g、润湿剂0.1g、咪唑类缓释剂10g、柠檬酸10g，溶剂为水。
35.本实施例中的浓硫酸的质量分数为98％。
36.本实施例中的润湿剂为peg600中的任意一种。
37.本实施例中的咪唑类缓释剂为2-硫基苯并咪唑。
38.本实施例中的溶剂为纯水。
39.本实施例中的环保型退镀剂的制备方法，包括以下步骤：
40.s1、称取配方量的过硫酸钠、浓硫酸、六水合氯化铁、润湿剂、咪唑类缓释剂、柠檬酸、水；
41.s2、取一半体积的水，然后向其中加入浓硫酸，搅拌降温至室温，加入过硫酸钠并搅拌溶解后，然后加入六水合氯化铁并搅拌溶解，再加入润湿剂并搅拌溶解，继续加入缓释剂，搅拌溶解后加入柠檬酸，搅拌均匀，用余量水定容，即得环保型退镀剂。
42.实施例3
43.本实施例公开了一种环保型退镀剂，每升环保型退镀剂中含有：过硫酸钠30g、浓硫酸150ml、六水合氯化铁2g、润湿剂0.01g、咪唑类缓释剂2g、柠檬酸2g，溶剂为水。
44.本实施例中的浓硫酸的质量分数为98％。
45.本实施例中的润湿剂为peg6000。
46.本实施例中的咪唑类缓释剂为2-硫基苯并咪唑。
47.本实施例中的溶剂为纯水。
48.本实施例中的环保型退镀剂的制备方法，包括以下步骤：
49.s1、称取配方量的过硫酸钠、浓硫酸、六水合氯化铁、润湿剂、咪唑类缓释剂、柠檬酸、水；
50.s2、取一半体积的水，然后向其中加入浓硫酸，搅拌降温至室温，加入过硫酸钠并搅拌溶解后，然后加入六水合氯化铁并搅拌溶解，再加入润湿剂并搅拌溶解，继续加入缓释剂，搅拌溶解后加入柠檬酸，搅拌均匀，用余量水定容，即得环保型退镀剂。
51.实施例4
52.本实施例公开了一种环保型退镀剂每升环保型退镀剂中含有：过硫酸钠80g、浓硫酸250ml、六水合氯化铁5g、润湿剂0.05g、咪唑类缓释剂8g、柠檬酸8g，溶剂为水。
53.本实施例中的浓硫酸的质量分数为98％。
54.本实施例中的润湿剂为peg200。
55.本实施例中的咪唑类缓释剂为2-硫基苯并咪唑。
56.本实施例中的溶剂为纯水。
57.本实施例中的环保型退镀剂的制备方法，包括以下步骤：
58.s1、称取配方量的过硫酸钠、浓硫酸、六水合氯化铁、润湿剂、咪唑类缓释剂、柠檬酸、水；
59.s2、取一半体积的水，然后向其中加入浓硫酸，搅拌降温至室温，加入过硫酸钠并搅拌溶解后，然后加入六水合氯化铁并搅拌溶解，再加入润湿剂并搅拌溶解，继续加入缓释剂，搅拌溶解后加入柠檬酸，搅拌均匀，用余量水定容，即得环保型退镀剂。
60.实施例5
61.本实施例公开了一种环保型退镀剂，每升环保型退镀剂中含有：过硫酸钠50g、浓硫酸200ml、六水合氯化铁5g、润湿剂0.01g、咪唑类缓释剂5g、柠檬酸5g，溶剂为水。
62.本实施例中的浓硫酸的质量分数为98％。
63.本实施例中的润湿剂为peg200。
64.本实施例中的咪唑类缓释剂为2-硫基苯并咪唑。
65.本实施例中的溶剂为纯水。
66.本实施例中的环保型退镀剂的制备方法，包括以下步骤：
67.s1、称取配方量的过硫酸钠、浓硫酸、六水合氯化铁、润湿剂、咪唑类缓释剂、柠檬酸、水；
68.s2、取一半体积的水，然后向其中加入浓硫酸，搅拌降温至室温，加入过硫酸钠并搅拌溶解后，然后加入六水合氯化铁并搅拌溶解，再加入润湿剂并搅拌溶解，继续加入缓释剂，搅拌溶解后加入柠檬酸，搅拌均匀，用余量水定容，即得环保型退镀剂。
69.实施例6
70.本实施例公开了一种环保型退镀剂，每升环保型退镀剂中含有：过硫酸钠50g、浓硫酸200ml、六水合氯化铁5g、润湿剂0.01g、咪唑类缓释剂5g、柠檬酸5g，溶剂为水。
71.本实施例中的浓硫酸的质量分数为98％。
72.本实施例中的润湿剂为peg200。
73.本实施例中的咪唑类缓释剂为2-硫基苯并咪唑。
74.本实施例中的溶剂为自来水。
75.本实施例中的环保型退镀剂的制备方法，包括以下步骤：
76.s1、称取配方量的过硫酸钠、浓硫酸、六水合氯化铁、润湿剂、咪唑类缓释剂、柠檬酸、水；
77.s2、取一半体积的水，然后向其中加入浓硫酸，搅拌降温至室温，加入过硫酸钠并搅拌溶解后，然后加入六水合氯化铁并搅拌溶解，再加入润湿剂并搅拌溶解，继续加入缓释剂，搅拌溶解后加入柠檬酸，搅拌均匀，用余量水定容，即得环保型退镀剂。
78.对比例
79.本对比例公开了一种硫酸-双氧水体系退镀剂，每升该硫酸-双氧水体系退镀剂中含有：硫酸98％100ml(硫酸的质量分数为98％)、双氧水30％100ml(双氧水的质量分数为30％)，溶剂为纯水。对比例中的溶剂只能为纯水，因为如果溶剂为自来水时，在酸性条件下，自来水的氯离子会抑制双氧水的氧化作用，影响双氧水的退镍效果。
80.试验例
81.采用实施例1-6和对比例中的退镀剂，对塑料天线振子制备过程的镍层和钯层进行退除，进而测试实施例1-6和对比例中的退镀液退除镍镀层的效果。
82.塑料天线振子的制备工艺如下：
83.(1)、成型：聚苯硫醚通过注塑成型得到具有预定结构的塑料天线振子本体；
84.(2)、清洗：在除油润湿剂中对塑料天线振子本体进行清洗，清除塑料天线振子本体表面的粉尘、油污，增加塑料天线振子本体表面的润湿性(清洗时间为3min，清洗温度为50℃，出油润湿剂的质量分数为5％)；
85.(3)、喷砂表面粗化：增加塑料天线振子本体表面的粗糙度；
86.(4)、预浸：室温下，将塑料天线振子浸泡于质量分数为20％的盐酸中1min，去除塑料天线振子本体表面的碱性物质；
87.(5)、钯活化：30℃下，将预浸后的塑料天线振子本体浸泡于钯含量为50ppm的钯水中3min；
88.(6)、解胶：室温下，将经过钯活化的塑料天线振子本体浸泡于质量分数为1％的硫酸中2min中；
89.(7)、镀镍：将解胶后的塑料天线振子本体进行化学镀镍处理，在振子本体表面形成镍镀层；化学镀镍时间为3min，厚度为0.3-0.5μm；
90.(8)、在镍镀层上通过激光镭雕形成分隔线，划出预设电路图案层区域；
91.(9)、镀铜：在预设电路图案层区域镀上铜层(铜层厚度为8μm)；
92.(10)、退镍：退除预设电路图案层区域外的镍层。
93.取7件分别完成镀铜的塑料天线振子本体，分别采用实施例1-6和对比例中的退镀剂进行步骤(10)中的退镀操作。
94.采用实施例1-6中的退镀液进行退镍处理时，将完成镀铜的塑料天线振子产品放置于退镍剂中，在搅拌条件下进行退镍；其中，所述退镀剂的温度为35℃。
95.采用对比例1中的退镀也进行退镍处理时，完成镀铜的塑料天线振子产品放置于退镀剂中，在搅拌条件下进行退镍；其中，所述退镀剂的温度为常温。
96.试验过程中，镍层退除完成后继续搅拌，进行退钯。塑料天线振子本体上的镍层是灰色的、钯层为黑色的，基材层是白色的，通过肉眼或显微镜能够快速、准确的观察镍层或钯层有无退除干净。
97.其中，实施例5与实施例6的区别仅在于，实施例5中的溶剂为纯水，实施例6中的溶剂为自来水。
98.退镍过程中记录镍镀层完全退除所需时间即为退镍时间；
99.进行步骤(10)操作前先通过x射线镀层分析仪对铜层厚度进行测量，完成退镀操作后，再通过x射线镀层分析仪对铜层厚度进行测量，并对蚀铜速度进行计算，蚀铜速度＝腐蚀铜厚度/退镍时间。
100.本试验例中采用实施例1-6和对比例中的退镀剂进行步骤(10)中的退镀操作时的具体工艺参数及退镍、退钯结果如表1所示。
101.其中，退镍干净程度评价标准：观察塑料天线振子本体表面镍镀层是否退除完全，镍镀层有无残留，退镍完成后，继续搅拌进行退钯，观察塑料天线振子本体上的钯层有无退除。
102.表1
[0103][0104]
由表1可知，本发明中的环保型退镀剂，安全环保，使用温度低(30～40℃)，具有退镍干净、不腐蚀基体及退镍速度快的特点；采用过硫酸钠和六水合氯化铁作为溶解镍层的主要物质，再添加咪唑类缓释剂和柠檬酸，保证了退镍效果，退镍速度达0.3μm/3min～0.5μm/3min，同时，也保证了铜或铜合金不会被退镀液腐蚀，蚀铜速度小于0.33μm/min，即每分钟腐蚀铜厚度小于0.33μm。此外，本发明中的环保型退镀剂中的六水合氯化铁具有退除钯层的作用。
[0105]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。