一种稳定锡类化学镀液及其应用制造技术

本发明专利技术涉及C23C18，更具体地，本发明专利技术涉及一种稳定锡类化学镀液及其应用。所述镀液的制备原料包括亚锡盐、有机酸、硫脲类促进剂和还原剂，所述有机酸包括C1～C5有机酸。本发明专利技术提供一种化学镀液，通过使用合适的硫脲促进剂和还原剂，在酸性条件下可实现连续镀锡，在较高厚度的锡层上实现较高光滑和光亮性。通过添加合适的分散剂，和有机酸等作用，可提高镀液稳定性的同时，减少对油墨的攻击性。通过本发明专利技术提供的镀液各组分共同作用，可实现较快镀速下的到致密的镀层，提高后续PCB板等电子元件的可焊性。可焊性。

【技术实现步骤摘要】
一种稳定锡类化学镀液及其应用


[0001]本专利技术涉及C23C18，更具体地，本专利技术涉及一种稳定锡类化学镀液及其应用。

技术介绍

[0002]随着电子元器件的焊接性能的要求的增加，在电子元器件线路上设置镀层，如锡层等的需求也增加，但是目前使用的锡铅焊料存在铅含量高，环境污染等问题，影响了焊锡的使用。
[0003]CN101705482A提供一种烷基磺酸化学镀锡液及基于该化学镀锡液的镀锡工艺，其包括有机磺酸锡盐、有机酸、络合剂、还原剂、表面活性剂、抗氧化剂、贵金属盐、光亮剂，本专利技术采用预浸、化学镀两步法在铜及其铜合金基体上沉积厚度达2.0μm的锡层，适用于印制电路板(PCB板)及集成电路等化学镀锡工艺过程，具有良好可焊性，较强的抗须晶生长能力，成本低，工艺稳定等优点。
[0004]但因为镀锡过程中锡存在氧化等问题，会影响镀锡后的光亮性和镀层的稳定，且镀锡过程中，因为锡较高的电位难以实现较厚的锡层，且附着力较低。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术第一个方面提供了一种稳定锡类化学镀液，所述镀液的制备原料包括亚锡盐、有机酸、硫脲类促进剂和还原剂。
[0006]作为本专利技术一种优选的技术方案，1L镀液中，亚锡盐的质量为20～30g。
[0007]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述亚锡盐选自硫酸亚锡、氟硼酸亚锡、卤化亚锡、甲基磺酸亚锡中的一种或多种。
[0008]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述有机酸和亚锡盐的重量比为(2.5～3)：1。
[0009]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述有机酸包括C1～C5有机酸，所述C1～C5有机酸选自甲基磺酸、柠檬酸、酒石酸中的一种或多种。优选为甲基磺酸和柠檬酸，重量比为1：(6～8)。
[0010]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述有机酸还包括C10～C20不饱和酸，所述C10～C20不饱和酸和C1～C5有机酸的重量比为1：(3～5)。
[0011]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述C10～C20不饱和酸选自油酸、9
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十八烯酸、2
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十六烯酸、2
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十四碳烯酸、9
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十六烯酸中的一种或多种。
[0012]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述还原剂选自水合肼、抗坏血酸、次磷酸钠、次磷酸铵中的一种或多种。优选为抗坏血酸和次磷酸钠，重量比为1：(4～6)。
[0013]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述还原剂和亚锡盐的重量比为(1.5～2)：1。
[0014]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述硫脲类促进剂选自氨基硫脲、苯基硫脲、乙烯基硫脲中的一种或多种。
[0015]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述硫脲类促进剂和亚锡盐的重量比为(2.5～3)：1。
[0016]在对PCB板镀锡过程中，因为锡具有高的电位，难以和铜发生置换，且当使用还原剂还原时，难以实现连续还原得到锡层，此外，因为亚锡易被氧化，使得电镀过程中可能出现发黑的问题，影响镀层的光亮平整性，专利技术人发现，通过在硫脲促进剂，以及小分子有机酸环境中，可促进铜电位的降低，从而促进亚锡的起镀，并通过使用合适的还原剂进行连续还原沉积，进行镀锡。
[0017]且专利技术人发现，为了避免镀锡过程中氧化发黑，需使用较高用量的小分子有机酸，提供较稳定的螯合位点，但小分子有机酸较高的用量也使得亚锡螯合配位稳定性增加，影响了和铜的进一步置换，影响锡层的增厚，而专利技术人发现，通过添加柠檬酸作为主要成分的小分子有机酸，并添加不饱和的中链有机酸，可在柠檬酸等稳定亚锡的同时，中链有机酸参与进来，利用不饱和中长链来调控柠檬酸和甲基磺酸等和亚锡螯合的数目，使得柠檬酸等倾向于和亚锡形成一配位、二配位的结构，减少更多配位结构的实现，促进连续镀锡，得到合适厚度的较光亮镀层。
[0018]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述镀液的制备原料还包括分散剂，所述分散剂和脂肪族醇胺的重量比为(0.2～0.6)：1。
[0019]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述分散剂选自聚醚、磺酸盐、聚乙烯酰胺中的一种或多种。优选为聚醚和磺酸盐，重量比为1：(2～3)。
[0020]作为聚醚的实例，可列举的有，聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。所述聚醚的重均分子量为2000～4000，HLB值为12～18。可列举的有，海石花的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物，如L45(重均分子量为2400，HLB值为15)、L65(重均分子量为3500，HLB值为15)、L64(重均分子量为2900，HLB值为13)。
[0021]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述磺酸盐选自2
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磺基琥珀酸4
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十八烯醇酯二钠、二(2
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乙基己基)琥珀酸酯磺酸钙、二(2
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乙基己基)琥珀酸酯磺酸镁、2
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磺基琥珀酸4
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异癸酯二钠中的一种或多种，优选为二(2
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乙基己基)琥珀酸酯磺酸钙、二(2
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乙基己基)琥珀酸酯磺酸镁。
[0022]此外，专利技术人发现，在PCB板浸锡过程中，容易出现铜面开窗部位的蚀刻等问题，故需要在PCB板上加上油墨，减少对开窗部分的影响，但这也造成了镀液，尤其是酸性镀液对油墨的攻击，而专利技术人通过添加聚醚和磺酸盐，可有效减少对油墨攻击的同时，进一步提高油墨的稳定性。
[0023]这可能是因为在镀锡过程中，通过使用合适分子量和HLB值的聚醚，在提高聚醚在镀液水中的溶解和PCB油墨部分和铜面铺展性的同时，利用磺酸盐，尤其是含有镁、钙等二价离子的磺酸盐和有机酸等的作用，可减少镀液对油墨层的攻击的同时，促进镀液的稳定，且专利技术人发现，通过添加二支链的磺酸盐，和含有多氧和多支链的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物时，可进一步减少镀液对油墨层的攻击，提高镀液的放置稳定性。
[0024]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述镀液的制备原料还包括脂肪族醇胺，所述硫脲促进剂和脂肪族醇胺的重量比为1：(0.1～0.2)。
[0025]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述脂肪族醇胺选自脂肪族单醇胺和/或脂肪族二醇胺。
[0026]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述脂肪族单醇胺选自月桂酸单乙醇酰胺、硬脂酸单乙醇酰胺、豆蔻酸单乙醇酰胺、油酸单乙醇酰胺中的一种或多种。
[0027]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述脂肪族二醇胺选自月桂酸二乙醇酰胺、硬脂酸二乙醇酰胺、豆蔻酸二乙醇酰胺、油酸二乙醇酰胺中的一种或多种。
[0028]专利技术人发现，当添加聚醚长链作用时，会影响锡层沉积的致密性和附着性，影响镀锡层和PCB板的附着力，而专利技术人发现，通过添加合适的脂肪族醇胺，尤其是脂肪族单醇胺，可提高镀层的附着力的同时，进一步得到全光亮的镀层。
[0029]这可能是因为通过添加脂肪族单醇胺，因为脂肪链和聚醚长链的相互作用和竞争吸附，以及单醇胺的NHROH键的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稳定锡类化学镀液，其特征在于，所述镀液的制备原料包括亚锡盐、有机酸、硫脲类促进剂和还原剂，所述有机酸包括C1～C5有机酸。2.根据权利要求1所述的稳定锡类化学镀液，其特征在于，所述有机酸还包括C10～C20不饱和酸，所述C10～C20不饱和酸和C1～C5有机酸的重量比为1：(3～5)。3.根据权利要求1所述的稳定锡类化学镀液，其特征在于，所述有机酸和亚锡盐的重量比为(2.5～3)：1。4.根据权利要求1所述的稳定锡类化学镀液，其特征在于，所述硫脲类促进剂选自氨基硫脲、苯基硫脲、乙烯基硫脲中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的稳定锡类化学镀液，其特征在于，所述硫脲类促进剂和亚锡盐的重量比为(2.5～3)：1。6.根据权利要求1～5任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：张元正，
申请(专利权)人：深圳市正天伟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：