抑制锡晶须生长的后处理剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抑制锡晶须生长的后处理剂其制备方法，其特征在于，包括如下按质量百分数计的各组分：0.1

【技术实现步骤摘要】
抑制锡晶须生长的后处理剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属表面处理
，尤其涉及一种抑制镀锡、锡合金中锡晶 须生长的后处理剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]晶须是由高纯度单晶生长而成的微纳米级的短纤维。微观形态呈类头发状， 能从固体表面自然的生长出来，也称为“固有晶须”。
[0003]晶须在很多金属上生长，最常见的是在锡、镉、锌、锑、铟等金属上生长； 甚至有时锡铅合金上也会生长晶须，但发生概率较小。一般来说，晶须现象容易 出现在相当软和延展性好的材料上，特别是低熔点金属。
[0004]锡须(Tin whisker)，是电子产品及设备中一种常见的现象。
[0005]锡须的形状不规则，部分呈中控状，且锡须外表面呈现沟槽。锡须直径可 以达到10微米，长度可达9毫米以上，其传输电流的能力可达10mA，当传输 电流较大时，锡须可能会因高温被烧掉。
[0006]锡须的存在会在电子组件中会引起两个严重的问题：会导致电子短路，并 且它们会破坏来自其底层的释放，引起机械破坏。对于一些需要高可靠性系统， 如卫星系统，锡须的存在会严重影响线路及电镀物质的稳定性及可靠性。
[0007]锡须生长的速率一般在0.03
‑
0.9mm/year。在一定条件下，生长速率可能增 加100倍或者100倍以上。其生长速率由镀层的电镀反应条件、镀层厚度、基体 材料、晶粒结构以及存储环境条件等因素决定。
[0008]锡须的生长主要是由电镀层上开始的，具有较长的潜伏期，从几天到几个 月甚至几年，一般很难准确预测锡须所带来的危害。
[0009]对于电镀镀锡或锡合金，锡须的产生原因如下：
[0010]1、锡与铜之间相互扩散，形成金属互化物，致使锡层内压应力的迅速增大， 从而使得锡原子沿晶体边界进行扩散，形成锡须；
[0011]2、电镀后镀层的残余应力，导致锡须的生长。

技术实现思路

[0012]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种抑制锡晶须生长的后处理 剂及其制备方法，工艺简单，制备成本低，可有效抑制晶须生长速率。
[0013]本专利技术的技术方案如下：
[0014]一种抑制晶须生长的后处理剂，包括如下按质量百分数计的各组分：
[0015]0.1
‑
20wt％长链烷烃基亚磷酸；优选为N
‑
十八烷基亚磷酸。
[0016]0.1
‑
20wt％长链烷烃基亚磷酸酯；优选为三(N
‑
十八烷基)亚磷酸酯。
[0017]余量为余量为高沸点烷烃溶剂；优选为高沸点的ISOPAR G(异构烷烃)；。
[0018]进一步的，所述N
‑
十八烷基亚磷酸与三(N
‑
十八烷基)亚磷酸酯的质量为 比为(1
‑
1.5)：(2
‑
2.5)。
[0019]上述后处理剂的制备方法如下：
[0020]S1、将N
‑
十八烷基亚磷酸按照一定质量比加入ISOPAR G并混合搅拌均匀；
[0021]S2、在S1中的溶液中，按质量比加入一定量的三(n
‑
18烷基)亚磷酸酯， 控制温度并充分搅拌；
[0022]S3、将S2中的溶液过滤；
[0023]S4、对S3中的组合物成品进行包装。
[0024]进一步的，S2中搅拌温度控制在10
‑
30℃，搅拌时间为2
‑
4h。
[0025]进一步的，S3中溶液过滤精度为1
‑
10μm。
[0026]进一步的，所述后处理剂的使用温度为10
‑
30℃。
[0027]主要机理：利用亚磷酸和锡或锡合金表面上的亚锡离子反应形成以长链烷基 亚磷酸亚锡的分子膜，再和长链烷基的亚磷酸酯吸附在一起，最后在锡和锡合金 表面形成厚度在0.5
‑
2微米的高度疏水膜。
[0028]本专利技术中的有益效果：该后处理工艺可以在锡和锡合金的表面形成0.5
‑
2微 米的金属有机锡的保护层，该有机锡层具有：
[0029]1、优良的抗高温性，
[0030]经过这个后处理工艺后，锡和锡合金的镀层表面生成的有机锡合金层可以经 受高温在线烘烤，从而可以大大释放电镀过程产生的压缩应力，可以大大减慢锡 晶须的生长。
[0031]2、优良的焊接性
[0032]焊接性是镀锡和锡合金的最基本的目的，经过这后处理生成的金属有机锡层 对焊接性有明显的提高。
[0033]3、优良的防腐蚀性
[0034]有机锡层可以大大提高防盐雾性能。
附图说明
[0035]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术 的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0036]图1为锡须电镜示意图；
[0037]图2为实施例一中两种反应条件下的锡须电镜图；
[0038]图3为实施例一中温度扫描条件下的锡须电镜图；
[0039]图4为实施例二中两种反应条件下的锡须电镜图；
[0040]图5为实施例二中温度扫描条件下的锡须电镜图；
[0041]图6为对比例中两种反应条件下的锡须电镜图；
[0042]图7为对比例中温度扫描条件下的锡须电镜图。
具体实施方式
[0043]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步解说。
[0044]实施例一
[0045]称取N
‑
十八烷基亚磷酸10g、三(N
‑
十八烷基)亚磷酸酯25g加入到烧杯 中，按质量比例加入高沸点烷烃溶剂965克，将烧杯中的溶液加热到10℃，用 搅拌器充分搅拌2h，将搅拌好的溶液用1μm滤纸进行过滤，得到后处理剂。
[0046]实施例二
[0047]称取N
‑
十八烷基亚磷酸20g、三(N
‑
十八烷基)亚磷酸酯45g加入到烧杯 中，按质量比例加入高沸点烷烃溶剂965克，将烧杯中的溶液加热到10℃，用 搅拌器充分搅拌4h，将搅拌好的溶液用1μm滤纸进行过滤，得到后处理剂。
[0048]性能测定
[0049]将得到的后处理剂应用在如下镀锡处理工艺中：
[0050]1、具体电镀工艺流程
[0051]除油
→
酸洗
→
活化
→
预浸
→
电镀
→
后处理(100％原液使用)
[0052]采用150
‑
250g/L(标定分析含量为208g/L)的KOH溶液除油后，采用H2SO4进行酸洗(浓硫酸添加量为40
‑
60mL/L，标定添加量为50mL)；采用200
‑
400mL/L (标定添本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制锡晶须生长的后处理剂，其特征在于，包括如下按质量百分数计的各组分：0.1
‑
20wt％长链烷烃基亚磷酸，其碳原子数不少于4；0.1
‑
20wt％长链烷烃基亚磷酸酯，其碳原子数不少于4；余量为高沸点烷烃溶剂。2.根据权利要求1所述的抑制锡晶须生长的后处理剂，其特征在于，所述长链烷烃基亚磷酸为N
‑
十八烷基亚磷酸。3.根据权利要求2所述的抑制锡晶须生长的后处理剂，其特征在于，所述长链烷烃基亚磷酸酯为三(N
‑
十八烷基)亚磷酸酯。4.根据权利要求3所述的抑制锡晶须生长的后处理剂，其特征在于，所述N
‑
十八烷基亚磷酸与三(N
‑
十八烷基)亚磷酸酯的质量为比为(1
‑
1.5):(2
‑
2.5)。5.根据权利要求4所述的抑制锡晶须生长的后处理剂，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙沈良，黄海宾，
申请(专利权)人：海宁市科泰克金属表面技术有限公司，
类型：发明
国别省市：