CN101220472A

CN101220472A - 一种化学镀锡溶液

Info

Publication number: CN101220472A
Application number: CNA2008100544842A
Authority: CN
Inventors: 任跃红; 冯美荣; 张耀文; 李文娟
Original assignee: Taiyuan Normal University
Current assignee: Taiyuan Normal University
Priority date: 2008-01-25
Filing date: 2008-01-25
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2028-01-25
Also published as: CN100547111C

Abstract

本发明提供了一种化学镀锡溶液，组分包括硫酸亚锡或氯化亚锡、浓硫酸、次亚磷酸钠、盐酸吡硫醇、4，4′－(2－吡啶亚甲基)二苯酚、Schiff碱、聚乙二醇6000、脒基硫脲等。该镀锡溶液用在钢铁、铜或铜合金材料表面置换镀锡，其工作温度为20～65℃，施镀时间为30～90秒，镀层厚度0.45～1.42μm，常温下镀液可稳定保存90天以上。

Description

一种化学镀锡溶液

技术领域

本发明涉及对金属材料表面的化学镀覆，具体是一种在钢铁、铜或铜合金基材表面进行化学置换镀锡的溶液。

背景技术

镀锡是一种可焊性良好并具有一定耐蚀能力的涂层，在电子工业中广泛应用。然而从Sn电镀液中获得的镀层往往伴随着粗颗粒的沉淀和锡须的生长，而这种锡须是导致电器短路的主要危害之一，要避免这种状况，5μm的镀层厚度是必须的。而化学镀锡不同，不会产生应力，沉积的颗粒都十分细小致密，而且不会产生针孔，0.45～1.2μm的镀层厚度就可以达到多数用户要求。所以，化学镀锡特别适用于高密度、高精度、细导线、窄焊盘和小间距的印制电路板的表面处理，具有一定的发展潜力。

关于化学镀锡，其化学反应类型有置换反应和还原反应。以置换反应镀锡则取决于电对ф(M²⁺/M)的标准电极电位的相对数值。ф(Fe²⁺/Fe)＝-0.4402V，ф(Sn²⁺/Sn)＝-0.136V，ф(Cu²⁺/Cu)＝+0.337V，ф(Cu⁺/Cu)＝+0.521V。因此，在钢材镀锡是可行的，在铜材上镀锡，则必须在溶液中加入能与Cu强力配位的配位剂，能有效降低铜电极电位，当铜电极电位降低到锡电极电位以下时，Sn²⁺与铜发生置换反应而生成置换镀锡层，在热力学上是可行的。例如，溶液中含有硫脲时，便可发生下述反应而使置换镀锡能够进行。

具有实用价值的化学镀锡溶液中除含有络合剂外，还应含有使Sn²⁺稳定的稳定剂，使镀层光亮的光亮剂。

国内有人研究化学镀锡(孙武等化学镀锡液添加剂的研究材料保护2007年第1期)，提供了包括硫酸亚锡、浓硫酸、配位剂、次亚磷酸钠等的镀锡液配方，该镀锡液稳定时间较短，得到的镀层厚度0.5μm左右，不能满足多数用户要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种化学镀锡溶液，该镀锡溶液稳定性好，所得到的镀层厚度能够满足多数用户要求。

本发明提供的一种化学镀锡溶液，其组分及配比为：

硫酸亚锡 10～40g/L

浓硫酸(含量98％) 20～70mL/L

Schiff碱 0.1～3g/L

聚乙二醇6000 0.005～0.015g/L

次亚磷酸钠(含1个结晶水) 0～80g/L

脒基硫脲 0.02～0.08g/L

盐酸吡硫醇 0.01～0.06g/L

4，4′-(2-吡啶亚甲基)二苯酚 0.01-0.05gL

葡萄糖醛酸 0.05～0.6g/L

其余为去离子水或蒸馏水。

所述的Schiff碱为水杨醛缩氨基硫脲。

所述的硫酸亚锡可以用氯化亚锡替代。

本发明化学镀锡溶液的制备方法：首先将浓硫酸缓慢加入去离子水中(总水量的50％-70％)，然后依次将硫酸亚锡、Schiff碱、聚乙二醇6000、次亚磷酸钠、脒基硫脲、盐酸吡硫醇、4，4′-(2-吡啶亚甲基)二苯酚和葡萄糖醛酸加入，充分溶解后将溶液过滤并用去离子水配至规定体积。

本发明化学镀锡溶液用在钢铁、铜或铜合金材料表面置换镀锡，其工作温度为20～65℃，施镀时间为30～90秒，镀层厚度0.45～1.42μm，常温下镀液可稳定保存90天以上。

与现有技术相比本发明的优点和效果：镀锡溶液中含有络合剂Schiff碱和脒基硫脲，可有效降低铜的电极电位，使置换反应能够进行；盐酸吡硫醇使镀层光亮度增强；4，4′-(2-吡啶亚甲基)二苯酚和葡萄糖醛酸的使用使镀液更稳定，常温下镀液可稳定保存90天以上。该镀锡溶液工艺过程易于控制，既可在钢材上，也能在铜或铜合金材料表面置换镀锡。使用该镀锡溶液得到的镀层厚度范围宽，能够满足多数用户要求。

具体实施方式

实施例1：每升化学镀锡溶液组分配比

硫酸亚锡(或氯化亚锡) 10g/L

浓硫酸(含量98％) 20mL/L

Schiff碱 0.1g/L

聚乙二醇6000 0.005g/L

次亚磷酸钠 0g/L

脒基硫脲 0.02g/L

盐酸吡硫醇 0.01g/L

4，4′-(2-吡啶亚甲基)二苯酚 0.01g/L

葡萄糖醛酸 0.2g/L

其余为去离子水。

该镀锡溶液在铜材表面镀锡，工作温度为65℃，施镀时间为90秒，镀层厚度1.01μm，常温下镀液可稳定保存90天以上。

实施例2：每升化学镀锡溶液组分配比

硫酸亚锡(或氯化亚锡) 40g/L

浓硫酸(含量98％) 70mL/L

Schiff碱 3g/L

聚乙二醇6000 0.015g/L

次亚磷酸钠 80g/L

脒基硫脲 0.08g/L

盐酸吡硫醇 0.06g/L

4，4′-(2-吡啶亚甲基)二苯酚 0.05g/L

葡萄糖醛酸 0.05g/L

其余为去离子水。

该镀锡溶液在铜材表面镀锡，工作温度为20℃，施镀时间为30秒，镀层厚度0.45μm，常温下镀液可稳定保存90天以上。

实施例3：每升化学镀锡溶液组分配比

硫酸亚锡(或氯化亚锡) 25g/L

浓硫酸(含量98％) 35mL/L

Schiff碱 2g/L

聚乙二醇6000 0.01g/L

次亚磷酸钠 30g/L

脒基硫脲 0.05g/L

盐酸吡硫醇 0.04g/L

4，4′-(2-吡啶亚甲基)二苯酚 0.03g/L

葡萄糖醛酸 0.3g/L

其余为蒸馏水。

该镀锡溶液在铜材表面镀锡，工作温度为60℃，施镀时间为85秒，镀层厚度1.42μm，常温下镀液可稳定保存90天以上。

实施例4：每升化学镀锡溶液组分配比

硫酸亚锡(或氯化亚锡) 30g/L

浓硫酸(含量98％) 55mL/L

Schiff碱 2.5g/L

聚乙二醇6000 0.012g/L

次亚磷酸钠 45g/L

脒基硫脲 0.07g/L

盐酸吡硫醇 0.05g/L

4，4′-(2-吡啶亚甲基)二苯酚 0.04g/L

葡萄糖醛酸 0.6g/L

其余为蒸馏水。

该镀锡溶液在铜材表面镀锡，工作温度为25℃，施镀时间为75秒，镀层厚度0.92μm，常温下镀液可稳定保存90天以上。

实施例5：每升化学镀锡溶液组分配比

硫酸亚锡(或氯化亚锡) 35g/L

浓硫酸(含量98％) 60mL/L

Schiff碱 3g/L

聚乙二醇6000 0.013g/L

次亚磷酸钠 50g/L

脒基硫脲 0.08g/L，

盐酸吡硫醇 0.02g/L，

4，4′-(2-吡啶亚甲基)二苯酚 0.05g/L，

葡萄糖醛酸 0.4g/L

其余为去离子水。

该镀锡溶液在钢材表面镀锡，工作温度为20℃，施镀时间为70秒，镀层厚度0.86μm，常温下镀液可稳定保存90天以上。

Claims

1.一种化学镀锡溶液，其特征在于，它的组分及配比为：

硫酸亚锡 10～40g/L

浓硫酸 20～70mL/L

Schiff碱 0.1～3g/L

聚乙二醇6000 0.005～0.015g/L

次亚磷酸钠 0～80g/L

脒基硫脲 0.02～0.08g/L，

盐酸吡硫醇 0.01～0.06g/L，

4，4′-(2-吡啶亚甲基)二苯酚 0.01-0.05g/L，

葡萄糖醛酸 0.05～0.6g/L

其余为去离子水或蒸馏水。

2.如权利要求1所述的化学镀锡溶液，其特征在于，所述的Schiff碱为水杨醛缩氨基硫脲。

3.如权利要求1所述的化学镀锡溶液，其特征在于，所述的硫酸亚锡可以用氯化亚锡替代。

4.如权利要求1所述的化学镀锡溶液的制备方法，其特征在于包括如下步骤：首先将浓硫酸缓慢加入部分去离子水或蒸馏水中，然后依次将硫酸亚锡、Schiff碱、聚乙二醇6000、次亚磷酸钠、脒基硫脲、盐酸吡硫醇、4，4′-(2-吡啶亚甲基)二苯酚和葡萄糖醛酸加入，充分溶解后将溶液过滤并用去离子水或蒸馏水配至规定体积。