CN104060269A

CN104060269A - 退锡剂、其制备方法及退锡的方法

Info

Publication number: CN104060269A
Application number: CN201410235789.9A
Authority: CN
Inventors: 欧爱良; 王英锋; 陈彩霞; 樊应县; 刘季超; 王智会; 邵琴
Original assignee: Shenzhen Zhenhua Ferrite and Ceramic Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Zhenhua Ferrite and Ceramic Electronics Co Ltd
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2034-05-29
Also published as: CN104060269B

Abstract

本发明涉及一种退锡剂、其制备方法及退锡的方法。该退锡剂包括水及溶解于所述水中的间硝基苯磺酸钠、强碱和柠檬酸盐，其中，所述间硝基苯磺酸钠的浓度为80～120g/L，所述强碱的浓度为150～200g/L，所述柠檬酸盐的浓度为10～20g/L。上述退锡剂以水为溶剂，不含有氟化物、硝酸等挥发性物质。经实验表明，在使用过程中也不会产生挥发性有害物质，较为环保。并且，该退锡剂呈碱性，只对锡层有作用，对其它基体金属及陶瓷体不腐蚀，并且作为化学退锡剂，能够避免电解法对工件形状有要求的缺陷，适用性好。

Description

退锡剂、其制备方法及退锡的方法

技术领域

本发明涉及锡镀层退除技术领域，特别是涉及一种退锡剂、其制备方法及退锡的方法。

背景技术

随着现代科学技术及信息产业的飞速发展，电镀锡及锡合金已经作为一项工艺技术被广泛应用于航空、航天、机械、电子及食品等领域。特别是电子工业，为适应焊接贴装需要，三大基础元件电容、电阻及电感均采用三层端头电极技术。三层端头电极由三层电极组成，为基底电极层(银层或铜层)、中间电极层(镍层)和外部电极层(锡层或锡铅合金层)。最外层电镀锡对产品焊接性能、电性能及外观有重要影响。在镀锡过程中不可避免会产生一些不合格品，如端头锡层焊接失效、锡层发黑、斑点、产品外观爬镀不良、锡镀层偏厚引起的产品尺寸公差不合格等。如将这些不合格品直接报废，不但是一种浪费，而且会大大增加生产成本。为降低成本，有必要将不合格产品表面的锡层合理退除，然后重新施镀，返修为正品使用。

常规的锡层退除的方法主要有化学法和电解法。化学退锡剂基本为强酸型。一类为氟化物型，一般由氢氟酸、氟盐(氟化氢铵)、过氧化物(双氧水)等组成，该类退锡剂腐蚀性极强，对基体金属腐蚀严重，电子元件退锡时，连同底层镍和银也会被全部退除，产品退镀后，需重新涂银，镀镍，镀锡，大大增加了生产成本。同时氟化物挥发性极强，污染极重，该类退锡剂型已开始逐渐淘汰；另一类为硝酸型退锡剂，由硝酸、硝酸铁、缓蚀剂、表面活性剂、氮氧化物抑制剂、络合剂等组成，硝酸的浓度一般为20～25％，该型退镀剂成分复杂，配制麻烦，高浓度的硝酸溶液不稳定，容易腐蚀基体，在使用过程中冒烟现象明显，过高的温度还会使硝酸分解产生大量NO_X气体，对员工操作伤害大，对设备及厂房也有极大的腐蚀作用，同时硝酸的大量分解也大大降低硝酸溶液退锡速率。电解法虽然退镀速度较快，但需要专用电源，一次性投入大，并且由于工件形状各异，电力线分布不均匀，使工件各部位镀层退镀速度差异较大，容易导致局部基体腐蚀，同时该方法不适用如片式元件，如PCB板，因此该方法的使用具有较大局限性。因此对于片式元件端头锡层的退除一直是困扰表面处理行业的一个难题。

发明内容

基于此，有必要提供一种较为环保、只腐蚀锡层、且适用性好的退锡剂。

进一步，提供一种退锡剂的制备方法及退锡的方法。

一种退锡剂，包括水及溶解于所述水中的间硝基苯磺酸钠、强碱和柠檬酸盐，其中，所述间硝基苯磺酸钠的浓度为80～120g/L，所述强碱的浓度为150～200g/L，所述柠檬酸盐的浓度为10～20g/L。

在其中一个实施例中，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

在其中一个实施例中，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠或柠檬酸钾。

在其中一个实施例中，所述间硝基苯磺酸钠的浓度为100～110g/L，所述强碱的浓度为170～180g/L，所述柠檬酸盐的浓度为15～18g/L。

在其中一个实施例中，所述间硝基苯磺酸钠的浓度为100g/L，所述强碱的浓度为160g/L，所述柠檬酸盐的浓度为12g/L。

在其中一个实施例中，所述间硝基苯磺酸钠的浓度为100g/L，所述强碱的浓度为180g/L，所述柠檬酸盐的浓度为15g/L。

在其中一个实施例中，所述间硝基苯磺酸钠的浓度为110g/L，所述强碱的浓度为180g/L，所述柠檬酸盐的浓度为17g/L。

在其中一个实施例中，所述间硝基苯磺酸钠的浓度为120g/L，所述强碱的浓度为170g/L，所述柠檬酸盐的浓度为16g/L。

一种退锡剂的制备方法，包括如下步骤：

将强碱溶于水中，然后加入间硝基苯磺酸钠和柠檬酸盐，定容，得到所述退锡剂，其中，所述间硝基苯磺酸钠的浓度为80～120g/L，所述强碱的浓度为150～200g/L，所述柠檬酸盐的浓度为10～20g/L。

一种退锡的方法，包括如下步骤：

将上述退锡剂加热至80℃～90℃并维持在80℃～90℃，将待退锡的样品放入所述退锡剂中浸泡，所述样品的锡层被除去后取出所述样品。

上述退锡剂以水为溶剂，不含有氟化物、硝酸等挥发性物质。经实验表明，在使用过程中也不会产生挥发性有害物质，较为环保。并且，该退锡剂呈碱性，只对锡层有作用，对其它基体金属及陶瓷体不腐蚀，并且作为化学退锡剂，能够避免电解法对工件形状有要求的缺陷，适用性好。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

一实施方式的退锡剂，包括水及溶解于水中的间硝基苯磺酸钠、强碱和柠檬酸盐。其中，间硝基苯磺酸钠的浓度为80～120g/L，强碱的浓度为150～200g/L，柠檬酸盐的浓度为10～20g/L。

采用水作为溶剂，经济环保。间硝基苯磺酸钠、强碱和柠檬酸盐均不具有挥发性，退锡过程不会有挥发性有害物质产生，不会像传统的退锡剂中因含有氟化物或硝酸等挥发性物质而腐蚀设备及厂房，并对操作员产生伤害。因此，该退锡剂较为环保。

间硝基苯磺酸钠为锡溶解促进剂及弱氧化剂，能够加快退锡反应但对基体金属及陶瓷层不产生腐蚀作用。

强碱为锡氧化剂。优选地，强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。氢氧化钠或氢氧化钾价廉，且易溶于水，配制方便。

柠檬酸盐作为锡的络合剂。络合剂的作用是与被氧化的镀层金属离子形成稳定的络合物，使溶液中镀层金属离子活度下降，平衡电位负移，加速氧化，能进一步促进锡的溶解。优选地，柠檬酸盐为柠檬酸钠或柠檬酸钾。

优选地，间硝基苯磺酸钠的浓度为100～110g/L，强碱的浓度为170～180g/L，柠檬酸盐的浓度为15～18g/L。

上述退锡剂的除锡的反应机理为：根据锡为两性金属的特点，在强碱性条件下，锡被氧化生成锡酸钠，但此反应锡的溶解速率相对较慢，添加间硝基苯磺酸钠后，反应速率大大加快，使退锡效率较高。间硝基苯磺酸钠的硝基(NO₂)被还原为氨基(NH₂)。其反应式为：

6NaOH+2(C₆H₄SO₃Na)-NO₂+3Sn＝3Na₂SnO₃+2(C₆H₄SO₃Na)-NH₂+H₂O。

上述退锡剂呈碱性，只对锡层有作用，对其它基体金属及陶瓷体不腐蚀，并且该退锡剂作为化学退锡剂，能够避免电解法对工件形状有要求的缺陷，适用性好。其中，锡层是指材质为锡或锡合金的膜层。

并且，间硝基苯磺酸钠、强碱和柠檬酸盐价廉易得，使得该退锡剂的价格较低。

按合适的配比将间硝基苯磺酸钠、强碱和柠檬酸盐溶于水中得到上述退锡剂，锡溶解促进剂及弱氧化剂、锡氧化剂和锡络合剂相互配合，使得该退锡剂能够高效环保地将工件上的锡层除去。

在优选的实施方式中，间硝基苯磺酸钠的浓度为100～110g/L，强碱的浓度为170～180g/L，柠檬酸盐的浓度为15～18g/L。

在另一优选的实施方式中，间硝基苯磺酸钠的浓度为100g/L，强碱的浓度为160g/L，柠檬酸盐的浓度为12g/L。

在又一优选的实施方式中，间硝基苯磺酸钠的浓度为110g/L，所述强碱的浓度为180g/L，所述柠檬酸盐的浓度为17g/L。

在又一优选的实施方式中，间硝基苯磺酸钠的浓度为120g/L，强碱的浓度为170g/L，柠檬酸盐的浓度为16g/L。

在又一优选的实施方式中，间硝基苯磺酸钠的浓度为120g/L，强碱的浓度为190g/L，柠檬酸盐的浓度为18g/L。

一实施方式的退锡剂的制备方法，用于制备上述退锡剂。该退锡剂的制备方法包括如下步骤：

将强碱溶于水中，然后加入间硝基苯磺酸钠和柠檬酸盐，定容，得到退锡剂。其中，间硝基苯磺酸钠的浓度为80～120g/L，强碱的浓度为150～200g/L，柠檬酸盐的浓度为10～20g/L。

可以理解，为了准确定量，使用容量瓶进行配制。将强碱溶于水中，加入间硝基苯磺酸钠和柠檬酸盐，搅拌均匀后转移至容量瓶中，加水定容，得到退锡剂。

上述退锡剂的制备方法制备过程简单，制备成本低。

进一步，提供一种退锡的方法。该退锡的方法使用上述退锡剂对待退锡样品进行退锡。

上述退锡的方法包括如下步骤：将上述退锡剂加热至80℃～90℃并维持在80℃～90℃，将待退锡的样品放入该退锡剂中浸泡，该样品的锡层被除去后取出。

上述退锡的方法使用上述退锡剂对待退锡样品进行退锡，退锡过程中无有害气体产生，不产生任何腐蚀性气体或人体有伤害的气体，使用安全。并且，该退锡的方法效率较高，30分钟以内即可完全除锡，并且不会腐蚀其他需要保留的结构，适用性好，对待退锡样品的结构、形状无要求，均能选择性地腐蚀锡层。

以下通过具体实施例进一步阐述。

实施例1

1、将强碱溶于部分水中，加入间硝基苯磺酸钠和柠檬酸盐，搅拌均匀后转移至1L容量瓶中，加水定容，得到退锡剂。其中，强碱为氢氧化钠，柠檬酸盐为柠檬酸钠，间硝基苯磺酸钠的浓度为100g/L，氢氧化钠的浓度为160g/L，柠檬酸钠的浓度为12g/L。

2、在6厘米×6厘米在铜片上，镀覆厚度为10微米的锡铅合金层(95％锡，5％铅)作为待退锡样品。将上述退锡剂加热至80℃并维持在80℃，将待退锡样品放入200mL的上述退锡铅剂中，在80℃条件下，铜片上的锡铅合金层在1min内全部被溶解剥离，露出光亮，均一的铜面，铜片无腐蚀，过程中无有害气体产生。在同一工作溶液中重复试验直至失效，溶液中锡铅含量达9％。

实施例2

1、将强碱溶于部分水中，加入间硝基苯磺酸钠和柠檬酸盐，搅拌均匀后转移至1L容量瓶中，加水定容，得到退锡剂。其中，强碱为氢氧化钠，柠檬酸盐为柠檬酸钾，间硝基苯磺酸钠的浓度为100g/L，氢氧化钠的浓度为180g/L，柠檬酸钾的浓度为15g/L。

2、将上述退锡剂加热至80℃并维持在80℃，将型号为0402(英制)叠层片式铁氧体电感器(MLCI)镀锡不合产品10万只(产品体积约60mL)，平均锡层厚6.8微米(纯锡)，置于1L上述退锡剂中，在80℃条件，不停搅拌产品，过程中无有害气体产生，20min后，锡层全部退除干净，瓷体表面及端头底层镍无腐蚀现象，产品活化后，重新镀锡，性能全部合格。

实施例3

1、将强碱溶于部分水中，加入间硝基苯磺酸钠和柠檬酸盐，搅拌均匀后转移至1L容量瓶中，加水定容，得到退锡剂。其中，强碱为氢氧化钾，柠檬酸盐为柠檬酸钾，间硝基苯磺酸钠的浓度为110g/L，氢氧化钾的浓度为180g/L，柠檬酸钾的浓度为17g/L。

2、将上述退锡剂加热至85℃并维持在85℃，将型号为0603(英制)叠层片式高频电感器(MLCH)镀锡不合产品6万只(产品体积约70mL)，平均锡层厚6.5微米(纯锡)，置于1L上述退锡剂中，在85℃条件，不停搅拌产品，过程中无有害气体产生，23min后，锡层全部退除干净，瓷体表面及端头底层镍无腐蚀现象，产品活化后，重新镀锡，性能全部合格。

实施例4

1、将强碱溶于部分水中，加入间硝基苯磺酸钠和柠檬酸盐，搅拌均匀后转移至1L容量瓶中，加水定容，得到退锡剂。其中，强碱为氢氧化钾，柠檬酸盐为柠檬酸钠，间硝基苯磺酸钠的浓度为120g/L，氢氧化钾的浓度为170g/L，柠檬酸钠的浓度为16g/L。

2、将上述退锡剂加热至90℃并维持在90℃，将型号为0402(英制)叠层片式电容器(MLCC)镀锡不合产品10万只(产品体积约60mL)，平均锡层厚7.2微米(锡95％，铅5％)，置于1L上述退锡剂中，在90℃条件，不停搅拌产品，过程中无有害气体产生，15min后，锡层全部退除干净，瓷体表面及端头底层镍无腐蚀现象，产品活化后，重新镀锡，性能全部合格。

实施例5

1、将强碱溶于部分水中，加入间硝基苯磺酸钠和柠檬酸盐，搅拌均匀后转移至1L容量瓶中，加水定容，得到退锡剂。其中，强碱为氢氧化钾，柠檬酸盐为柠檬酸钠，间硝基苯磺酸钠的浓度为120g/L，氢氧化钾的浓度为190g/L，柠檬酸钠的浓度为18g/L。

2、将上述退锡剂加热至90℃并维持在90℃，将10厘米×6厘米的PCB电路板，焊点约200个，平均锡层厚8.0微米，置于1L上述退锡剂中，在90℃条件，不停晃动PCB板，过程中无有害气体产生，5min后，锡层全部退除干净，底层铜及PCB板基体无腐蚀现象。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种退锡剂，其特征在于，包括水及溶解于所述水中的间硝基苯磺酸钠、强碱和柠檬酸盐，其中，所述间硝基苯磺酸钠的浓度为80～120g/L，所述强碱的浓度为150～200g/L，所述柠檬酸盐的浓度为10～20g/L。

2.根据权利要求1所述的退锡剂，其特征在于，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

3.根据权利要求1所述的退锡剂，其特征在于，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠或柠檬酸钾。

4.根据权利要求1所述的退锡剂，其特征在于，所述间硝基苯磺酸钠的浓度为100～110g/L，所述强碱的浓度为170～180g/L，所述柠檬酸盐的浓度为15～18g/L。

5.根据权利要求1所述的退锡剂，其特征在于，所述间硝基苯磺酸钠的浓度为100g/L，所述强碱的浓度为160g/L，所述柠檬酸盐的浓度为12g/L。

6.根据权利要求1所述的退锡剂，其特征在于，所述间硝基苯磺酸钠的浓度为100g/L，所述强碱的浓度为180g/L，所述柠檬酸盐的浓度为15g/L。

7.根据权利要求1所述的退锡剂，其特征在于，所述间硝基苯磺酸钠的浓度为110g/L，所述强碱的浓度为180g/L，所述柠檬酸盐的浓度为17g/L。

8.根据权利要求1所述的退锡剂，其特征在于，所述间硝基苯磺酸钠的浓度为120g/L，所述强碱的浓度为170g/L，所述柠檬酸盐的浓度为16g/L。

9.一种退锡剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.一种退锡的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将如权利要求1～8任一项所述的退锡剂加热至80℃～90℃并维持在80℃～90℃，将待退锡的样品放入所述退锡剂中浸泡，所述样品的锡层被除去后取出所述样品。