一种减少铜基材损耗的退镍液及退镍方法
阅读说明：本技术 一种减少铜基材损耗的退镍液及退镍方法 (Nickel removing liquid and method for reducing copper substrate loss ) 是由 邓继扬 全晖 李道吉 兰凌 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种减少铜基材损耗的退镍液及退镍方法,使用强酸、强氧化剂、铜缓蚀剂、以及有机络合剂、增溶剂配置退镍液；退镍过程中,将预处理的待退镍工件置入其中,退镍过程中,强氧化剂与有机络合剂有效促进镍层的退除,铜缓蚀剂有效减少铜基材在退镍过程中的损耗,在保证退镀效果的情况下又能最大限度地保护退镀过程中不伤害铜层或铜基材。(The invention provides a nickel-removing solution and a nickel-removing method for reducing the loss of a copper substrate, wherein the nickel-removing solution is prepared by using strong acid, a strong oxidant, a copper corrosion inhibitor, an organic complexing agent and a solubilizer; in the nickel removing process, a nickel workpiece to be pretreated is placed in the nickel removing device, in the nickel removing process, the strong oxidant and the organic complexing agent effectively promote the removal of the nickel layer, the copper corrosion inhibitor effectively reduces the loss of the copper base material in the nickel removing process, and the copper layer or the copper base material can be protected from being damaged in the plating removing process to the maximum extent under the condition of ensuring the plating removing effect.)
技术领域
本发明涉及电镀技术领域，尤其涉及一种减少铜基材损耗的退镍液及退镍方法。
背景技术
目前通讯行业5G产品基材为PPS+40％玻纤材料，所采用的工艺是先化镀镍再镭雕，再进行选择性电镀铜+锡，尽管在先进的控制手段通过操作工艺严格控制质量，也会由于种种原因而出现不良品，比如漏镀、渗镀、镀层厚度不符合设计要求，在这种情况下大多数厂家都会将元件报废，不仅之前多道工序的积累会前功尽弃，增加了额外成本。另外，为了使不良品进行返工处理，减少生产厂家的损失，同时又不降低产品的物理性能，通常会在针对无需镀层部分进行退镍处理。
常规的铜上退镍方法分为酸性和碱性，酸性退镍法是采用硝酸、双氧水等强氧化性的酸对镍层进行溶解。硝酸烟雾大，对人体伤害大，对镍和铜的溶解力强，不易控制。双氧水稳定性不好，易挥发，退镀不稳定，对基材铜的表面伤害也很大，尤其是对于线路很细，基材铜又很薄的线路板来说，根本不适用，往往镍退尽了，线路上的细铜线也断了。而对于碱性退镀液往往是碱浓度大，使用温度高，线路板的油墨和阻焊膜无法经受其侵蚀。用高浓度的强酸性和强碱性退镍方法还会带来环境污染的问题
现有工艺普遍存在溶液中含氮量高，废水难处理；清洗过程中产生的大量一氧化氮、二氧化氮等氮氧化合物会对人体造成危害，污染工作环境，使操作具有一定的危险性；硝酸溶液不同程度会腐蚀基体材料，影响材料使用寿命等问题。
发明内容
针对目前退镍工艺中，退镍操作容易对铜基材产生腐蚀的缺陷，本发明提出一种减少铜基材损耗的退镍液及退镍方法。
采用如下具体技术方案：
一种减少铜基材损耗的退镍液，其特征在于，所述退镀液由下列浓度的原料制成：
强酸 50-500ml/L；
强氧化剂 20-60g/L；
铜缓蚀剂 2-15g/L。
优选地，所述退镀液由下列浓度的原料制成：
强酸 150-400ml/L；
强氧化剂 30-50g/L；
铜缓蚀剂 5-10g/L。
优选地，所述强酸为硫酸、盐酸中的一种或硫酸、盐酸的混合物。
优选地，所述强氧化剂为过硫酸盐、双氧水、氯酸盐、高锰酸盐中的一种或多种。
优选地，所述铜缓蚀剂为苯骈三氮唑、硫脲、巯基苯骈噻唑中的一种或多种。
优选地，所述镀液的原料中还包括有机络合剂，有机络合剂为正丁胺、异丁胺、仲丁胺、叔丁胺中的一种或多种，有机络合剂浓度为70-120g/L。
优选地，所述镀液的原料中还包括增溶剂，增溶剂为氯化钠，增溶剂的浓度为10-15g/L。
一种减少铜基材损耗的退镍方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，退镍液的制备：根据槽体大小，添加纯净水至槽体大小的一半，将配方量的强酸缓慢加入水中，并不停搅拌，冷却得到强酸溶液；在将配方量的强氧化剂、铜缓蚀剂、有机络合剂、增溶剂加入强酸溶液中搅拌均匀，加入余量的水，在温度10～30℃下超声分散搅拌1-1.5小时，制得退镀液；所述配方量为强酸50-500ml/L、强氧化剂20-60g/L、铜缓蚀剂2-15g/L、有机络合剂70-120g/L、增溶剂10-15g/L，余量为水；
步骤二，镍工件的预处理：将退镍工件放入丙酮溶液中浸泡1-2分钟，再将丙酮溶液浸泡后的退镍工件放入质量分数为5％的硫酸溶液中浸泡10-20秒，取出硫酸溶液浸泡后的退镍工件采用蒸馏水冲洗，得到预处理的退镍工件；
步骤三，使用加温管将退镍液加温至40-55℃；
步骤四，将预处理的退镍工件至于退镍液中进行退镍；
步骤五，搅拌退镍液，持续2-20分钟，每0.5-1分钟确认一次，直至镍层完全退除；
步骤六，将退镍后的工件取出，进行水洗，脱水烘干。
优选地，步骤一所述强酸为硫酸、盐酸中的一种或硫酸、盐酸的混合物，所述强氧化剂为过硫酸盐、双氧水、氯酸盐、高锰酸盐中的一种或多种，所述铜缓蚀剂为苯骈三氮唑、硫脲、巯基苯骈噻唑中的一种或多种，所述有机络合剂为正丁胺、异丁胺、仲丁胺、叔丁胺中的一种或多种，有机络合剂浓度为70-120g/L，所述增溶剂为氯化钠。
优选地，步骤三中所述加温管为铁氟龙加温管。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.银镍液中的有机络合剂能够协同强氧化剂制得性能优异且容易操作的化学退镍液，制得的退镍液的退除效率快，退除干净彻底，操作条件简单，最终得到的基材不被腐蚀。
2.银镍液为无氰配方，消除了氰化物潜在人身安全事故的危险，大大降低对环境的污染。并且本退镍液的工作温度不高，且加入铜缓蚀液的保护，对于基材不会被腐蚀，退镍后的工件表面平整未被腐蚀。
3.加入增溶剂，使得退镍过程中的不溶性盐和饱和盐将陆续沉降出来，提高退镍液使用寿命。
具体实施方式
通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
一种减少铜基材损耗的退镍方法，包括以下步骤：
步骤一，退镍液的制备：根据槽体大小，添加纯净水至槽体大小的一半，将配方量为500ml/L的硫酸缓慢加入水中，并不停搅拌，冷却得到强酸溶液；再依次加入60ml/L氯酸钠、2g/L苯骈三氮唑、80g/L正丁胺、10g/L氯化钠加入强酸溶液中搅拌均匀，加入余量的水，在温度30℃下超声分散搅拌1小时，制得退镀液；
步骤二，镍工件的预处理：将退镍工件放入丙酮溶液中浸泡2分钟，再将丙酮溶液浸泡后的退镍工件放入质量分数为5％的硫酸溶液中浸泡15秒，取出硫酸溶液浸泡后的退镍工件采用蒸馏水冲洗，得到预处理的退镍工件；
步骤三，使用铁氟龙加温管将退镍液加温至45℃；
步骤四，将预处理的退镍工件至于退镍液中进行退镍；
步骤五，搅拌退镍液，持续45秒，每0.5分钟确认一次，直至镍层完全退除；
步骤六，将退镍后的工件取出，进行水洗，脱水烘干。
实施例2
一种减少铜基材损耗的退镍方法，包括以下步骤：
步骤一，退镍液的制备：根据槽体大小，添加纯净水至槽体大小的一半，将配方量为500ml/L的盐酸缓慢加入水中，并不停搅拌，冷却得到强酸溶液；再依次加入60g/L过硫酸钠、2g/L苯骈三氮唑与巯基苯骈噻唑混合物，80g/L叔丁胺、11g/L氯化钠加入强酸溶液中搅拌均匀，加入余量的水，在温度30℃下超声分散搅拌1小时，制得退镀液；
步骤二，镍工件的预处理：将退镍工件放入丙酮溶液中浸泡2分钟，再将丙酮溶液浸泡后的退镍工件放入质量分数为5％的硫酸溶液中浸泡15秒，取出硫酸溶液浸泡后的退镍工件采用蒸馏水冲洗，得到预处理的退镍工件；
步骤三，使用铁氟龙加温管将退镍液加温至45℃；
步骤四，将预处理的退镍工件至于退镍液中进行退镍；
步骤五，搅拌退镍液，持续0.5分钟，每0.5分钟确认一次，直至镍层完全退除；
步骤六，将退镍后的工件取出，进行水洗，脱水烘干。
实施例3
一种减少铜基材损耗的退镍方法，包括以下步骤：
步骤一，退镍液的制备：根据槽体大小，添加纯净水至槽体大小的一半，将配方量为50ml/L的硫酸缓慢加入水中，并不停搅拌，冷却得到强酸溶液；再依次加入5g/L高锰酸钾、2g/L苯骈三氮唑、70g/L正丁胺、10g/L氯化钠加入强酸溶液中搅拌均匀，加入余量的水，在温度25℃下超声分散搅拌1小时，制得退镀液；
步骤二，镍工件的预处理：将退镍工件放入丙酮溶液中浸泡2分钟，再将丙酮溶液浸泡后的退镍工件放入质量分数为5％的硫酸溶液中浸泡15秒，取出硫酸溶液浸泡后的退镍工件采用蒸馏水冲洗，得到预处理的退镍工件；
步骤三，使用铁氟龙加温管将退镍液加温至45℃；
步骤四，将预处理的退镍工件至于退镍液中进行退镍；
步骤五，搅拌退镍液，持续7.5分钟，每0.5分钟确认一次，直至镍层完全退除；
步骤六，将退镍后的工件取出，进行水洗，脱水烘干。
实施例4
一种减少铜基材损耗的退镍方法，包括以下步骤：
步骤一，退镍液的制备：根据槽体大小，添加纯净水至槽体大小的一半，将配方量为500ml/L的盐酸缓慢加入水中，并不停搅拌，冷却得到强酸溶液；再依次加入60ml/双氧水、2g/L苯骈三氮唑、硫脲混合物、100g/L仲丁胺、10g/L氯化钠加入强酸溶液中搅拌均匀，加入余量的水，在温度25℃下超声分散搅拌1.5小时，制得退镀液；
步骤二，镍工件的预处理：将退镍工件放入丙酮溶液中浸泡2分钟，再将丙酮溶液浸泡后的退镍工件放入质量分数为5％的硫酸溶液中浸泡20秒，取出硫酸溶液浸泡后的退镍工件采用蒸馏水冲洗，得到预处理的退镍工件；
步骤三，使用铁氟龙加温管将退镍液加温至50℃；
步骤四，将预处理的退镍工件至于退镍液中进行退镍；
步骤五，搅拌退镍液，持续1分钟，每0.5分钟确认一次，直至镍层完全退除；
步骤六，将退镍后的工件取出，进行水洗，脱水烘干。
对比例1
一种减少铜基材损耗的退镍方法，包括以下步骤：
步骤一，退镍液的制备：根据槽体大小，添加纯净水至槽体大小的一半，将配方量为500ml/L的硫酸缓慢加入水中，并不停搅拌，冷却得到强酸溶液；再依次加入60g/L过硫酸钠、100g/L正丁胺、10g/L氯化钠加入强酸溶液中搅拌均匀，加入余量的水，在温度30℃下超声分散搅拌1.5小时，制得退镀液；
步骤二，镍工件的预处理：将退镍工件放入丙酮溶液中浸泡2分钟，再将丙酮溶液浸泡后的退镍工件放入质量分数为5％的硫酸溶液中浸泡20秒，取出硫酸溶液浸泡后的退镍工件采用蒸馏水冲洗，得到预处理的退镍工件；
步骤三，使用铁氟龙加温管将退镍液加温至45℃；
步骤四，将预处理的退镍工件至于退镍液中进行退镍；
步骤五，搅拌退镍液，持续2分钟，每0.5分钟确认一次，直至镍层完全退除；
步骤六，将退镍后的工件取出，进行水洗，脱水烘干。
对比例2
一种减少铜基材损耗的退镍方法，包括以下步骤：
步骤一，退镍液的制备：根据槽体大小，添加纯净水至槽体大小的一半，将配方量为500ml/L的盐酸缓慢加入水中，并不停搅拌，冷却得到强酸溶液；再依次加入60g/L过硫酸钠、2g/L苯骈三氮唑、10g/L氯化钠加入强酸溶液中搅拌均匀，加入余量的水，在温度30℃下超声分散搅拌1-1.5小时，制得退镀液；
步骤二，镍工件的预处理：将退镍工件放入丙酮溶液中浸泡2分钟，再将丙酮溶液浸泡后的退镍工件放入质量分数为5％的硫酸溶液中浸泡20秒，取出硫酸溶液浸泡后的退镍工件采用蒸馏水冲洗，得到预处理的退镍工件；
步骤三，使用铁氟龙加温管将退镍液加温至45℃；
步骤四，将预处理的退镍工件至于退镍液中进行退镍；
步骤五，搅拌退镍液，持续4分钟，每0.5分钟确认一次，直至镍层完全退除；
步骤六，将退镍后的工件取出，进行水洗，脱水烘干。
实验对比：
将本发明实施例1-4以及对比例1-2得到的退镍处理后的铜基材进行对比，记录如下：
测试结果表明：本发提供的一种减少铜基材损耗的退镍方法，由于有机络合剂能够协同强氧化剂制得性能优异且容易操作的化学退镍液，制得的退镍液的退除效率快，退除干净彻底，且加入铜缓蚀液对铜基材的保护，使基材不会被腐蚀，有效降低了退镍过程中铜基材的损耗。