CN104060307B - 一种降低锡须生长的纯锡电镀液及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低锡须生长的纯锡电镀液及其应用，酸性镀液采用甲基磺酸与硫酸的混合溶液、锡盐采用烷基磺酸锡盐与过氧化氢的混合溶液、且添加了抗氧化剂、辅助剂、光亮剂、湿润剂、表面活性剂等成分，且在应用的过程中采用了独特的电镀液配制方法和使用注意事项，与传统电镀液的应用相比，对锡须的生长抑制效果明显，大大降低了锡须的生长速率，减少电镀件表面锡须的生长，且使用本发明进行电镀后镀层具有柔韧性和延展性好，对镀层裂纹的出现具有很好的缓解作用，对温度承受能力较灵活，具有很强的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及金属镀层电沉积制备领域，尤其涉及一种降低锡须生长的纯锡电镀液及其应用。
背景技术
在电子工业生产中，元器件引脚表面上通常电镀一层锡-铅(Sn-Pb)合金以提高其焊接的润湿性，但是铅元素是一种生物毒性很大的金属元素，对人体和环境都有着巨大的危害，自从欧洲委员会通过的电子器件弃物条令案规定在2004年后的废弃物中严禁有铅Pb、镉Cd、汞Hg和六价铬Cr(VI)等有害物质后，开发无铅焊接技术和相应的纯锡电镀技术已经成为替代镀Sn-Pb合金的主要手段。现有的无铅电镀合金，普遍存在着焊接温度较高，结晶较粗，容易长Sn须等问题。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术所存在的无铅纯锡电镀合金存在的焊接温度较高、结晶粗以及易长Sn须问题，本发明提供了一种镀层的柔韧性和延展性好、对Sn须的生长具有抑制作用的降低锡须生长的纯锡电镀液及其应用。
技术方案：为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种降低锡须生长的纯锡电镀液，由如下配方组成：20％-50％的体积比为3:1的甲基磺酸与硫酸的混合溶液、10％-40％的体积比为5:1-7:1的烷基磺酸锡盐与过氧化氢的混合溶液、1％-10％的抗氧化剂、1％-5％的辅助剂、1％-5％的光亮剂、1％-5％的湿润剂、1％-5％的表面活性剂，余量的水，其中上述百分比为质量百分比。
更进一步的，所述烷醇基磺酸锡盐为甲烷磺酸锡、乙烷磺酸锡、丙烷磺酸锡、2-丙烷磺酸锡中的一种或多种。
更进一步的，所述抗氧化剂为还原酸类化合物与络合金属离子质量比为2:1-4:1的混合物，其中还原酸类化合物为抗败血酸，柠檬酸，抗坏血酸和乳酸中的一种。
更进一步的，所述辅助剂5-氯尿嘧啶、4-乙酰胞嘧啶、2-氨基腺嘌呤或次黄嘌呤中的一种或多种。
更进一步的，所述光亮剂为15g/L的苹果酸、8mL/L的乳酸、8g/L的聚乙二醇、硼酸、苄二丙酮的混合物，其质量比为1:1:2:2:1。
更进一步的，所述湿润剂为阴离子型湿润剂。
更进一步的，所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂。
一种上述降低锡须生长的纯锡电镀液的应用，具体如下：往电镀槽内加入所需量一半的水，加入烷基磺酸锡盐与过氧化氢的混合溶液、甲基磺酸和硫酸的混合溶液、混合均匀静置20-40min后，按所需量先加入抗氧化剂、辅助剂以及表面活性剂，混合均匀后再加入湿润剂和光亮剂以及余量的水，混合均匀。
更进一步的，所述电镀液的使用温度为30-55℃。
更进一步的，所述电镀液使用过程中每半个小时向电镀槽中加入吸附剂进行吸附10-15min。
有益效果：本发明所提供的一种降低锡须生长的纯锡电镀液及其应用，酸性镀液采用甲基磺酸与硫酸的混合溶液、锡盐采用烷基磺酸锡盐与过氧化氢的混合溶液、且添加了抗氧化剂、辅助剂、光亮剂、湿润剂、表面活性剂等成分，且在应用的过程中采用了独特的电镀液配制方法和使用注意事项，与传统电镀液的应用相比，对锡须的生长抑制效果明显，大大降低了锡须的生长速率，减少电镀件表面锡须的生长，且使用本发明进行电镀后镀层具有柔韧性和延展性好，对镀层裂纹的出现具有很好的缓解作用，对温度承受能力较灵活，具有很强的实用价值。
具体实施方式
下面结合实施方式对本发明作进一步详细说明：
实施例1：
一种降低锡须生长的纯锡电镀液，具体配方如下，其中百分比为质量百分比：
20％的体积比为3:1的甲基磺酸与硫酸的混合溶液；
40％的体积比为5:1的甲烷磺酸锡与过氧化氢的混合溶液；
10％的抗败血酸与络合金属离子质量比为2:1的混合物；
1％的5-氯尿嘧啶；
5％的光亮剂，质量比为1:1:2:2:1的15g/L的苹果酸、8mL/L的乳酸、8g/L的聚乙二醇、硼酸、苄二丙酮的混合物，其中聚乙二醇、硼酸、苄二丙酮的质量比为1:2:1；
5％的阴离子型湿润剂；
5％的烷基芳基磺酸钠；
水余量。
一种上述降低锡须生长的纯锡电镀液的应用，具体如下：往电镀槽内加入所需量一半的水，加入烷基磺酸锡盐与过氧化氢的混合溶液、甲基磺酸和硫酸的混合溶液、混合均匀静置20min后，按所需量先加入抗氧化剂、辅助剂以及表面活性剂，混合均匀后再加入湿润剂和光亮剂以及余量的水，混合均匀；在使用过程中，所述电镀液的使用温度为30℃，且每半个小时向电镀槽中加入吸附剂进行吸附10min。
实施例2：
一种降低锡须生长的纯锡电镀液，具体配方如下，其中百分比为质量百分比：
50％的体积比为3:1的甲基磺酸与硫酸的混合溶液；
10％的体积比为7:1的乙烷磺酸锡与过氧化氢的混合溶液；
10％的柠檬酸与络合金属离子质量比为4:1的混合物；
5％的4-乙酰胞嘧啶；
1％的光亮剂，质量比为1:1:2:2:1的15g/L的苹果酸、8mL/L的乳酸、8g/L的聚乙二醇、硼酸、苄二丙酮的混合物，其中聚乙二醇、硼酸、苄二丙酮的质量比为1:2:1；
1％的阴离子型湿润剂；
1％的仲烷基硫酸钠；
水余量。
一种上述降低锡须生长的纯锡电镀液的应用，具体如下：往电镀槽内加入所需量一半的水，加入烷基磺酸锡盐与过氧化氢的混合溶液、甲基磺酸和硫酸的混合溶液、混合均匀静置40min后，按所需量先加入抗氧化剂、辅助剂以及表面活性剂，混合均匀后再加入湿润剂和光亮剂以及余量的水，混合均匀；在使用过程中，所述电镀液的使用温度为55℃，且每半个小时向电镀槽中加入吸附剂进行吸附15min。
实施例3：
一种降低锡须生长的纯锡电镀液，具体配方如下，其中百分比为质量百分比：
35％的体积比为3:1的甲基磺酸与硫酸的混合溶液；
25％的2-丙烷磺酸锡与过氧化氢的混合溶液；
5％的乳酸与络合金属离子质量比为3:1的混合物；
3％的2-氨基腺嘌呤；
3％的光亮剂，质量比为1:1:2:2:1的15g/L的苹果酸、8mL/L的乳酸、8g/L的聚乙二醇、硼酸、苄二丙酮的混合物，其中聚乙二醇、硼酸、苄二丙酮的质量比为1:2:1；
3％的阴离子型湿润剂；
3％的烷基硫酸钠；
水余量。
一种上述降低锡须生长的纯锡电镀液的应用，具体如下：往电镀槽内加入所需量一半的水，加入烷基磺酸锡盐与过氧化氢的混合溶液、甲基磺酸和硫酸的混合溶液、混合均匀静置30min后，按所需量先加入抗氧化剂、辅助剂以及表面活性剂，混合均匀后再加入湿润剂和光亮剂以及余量的水，混合均匀；在使用过程中，所述电镀液的使用温度为45℃，且每半个小时向电镀槽中加入吸附剂进行吸附13min。
实施例4：
采用标准的工业电镀纯锡工艺进行样品的准备：电镀基材为C19210的Cu引线框架，电镀液温度为30～55℃，电镀效率为600条/h，电镀无搅拌，然后进行150℃、1h的高温退火处理；试验分为四组，采用上述实施例1-3的配方以及传统纯锡电镀液配方的电镀液分别进行电镀，电镀后X射线荧光仪测量的镀层平均厚度为10～12微米，温度循环条件下的锡须生长实验采用了JEDEC201的加速测试方法，其参数为：－55℃(+0/－10℃)～+85℃(+10/－0℃)，大气环境，3次循环/h.实验过程中，每经历500次循环后就观测锡须的生长；共计进行了1500次循环，观测了三次锡须的生长状态。
结果如下表所示：
从上表可看出，使用本发明实施例1-3的一种降低锡须生长的纯锡电镀液及其应用，与传统电镀液的应用相比，对锡须的生长抑制效果明显，大大降低了锡须的生长速率，减少电镀件表面锡须的生长，且使用本发明进行电镀后镀层具有柔韧性和延展性好，对镀层裂纹的出现具有很好的缓解作用，对温度承受能力较灵活，具有很强的实用价值。
应当指出，以上具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
Claims (7)
1.一种降低锡须生长的纯锡电镀液，其特征在于由如下配方组成：20%-50%的体积比为3:1的甲基磺酸与硫酸的混合溶液、10%-40%的体积比为5:1-7:1的烷基磺酸锡盐与过氧化氢的混合溶液、1%-10%的抗氧化剂、1%-5%的辅助剂、1%-5%的光亮剂、1%-5%的湿润剂、1%-5%的表面活性剂，余量的水，其中上述百分比为质量百分比；所述辅助剂为5-氯尿嘧啶、4-乙酰胞嘧啶、2-氨基腺嘌呤或次黄嘌呤中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的降低锡须生长的纯锡电镀液，其特征在于：所述烷基磺酸锡盐为甲烷磺酸锡、乙烷磺酸锡、丙烷磺酸锡、2-丙烷磺酸锡中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的降低锡须生长的纯锡电镀液，其特征在于：所述湿润剂为阴离子型湿润剂。
4.根据权利要求1所述的降低锡须生长的纯锡电镀液，其特征在于：所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂。
5.一种权利要求1所述的降低锡须生长的纯锡电镀液的应用，其特征在于：往电镀槽内加入所需量一半的水，加入烷基磺酸锡盐与过氧化氢的混合溶液、甲基磺酸和硫酸的混合溶液、混合均匀静置20-40min后，按所需量先加入抗氧化剂、辅助剂以及表面活性剂，混合均匀后再加入湿润剂和光亮剂以及余量的水，混合均匀。
6.根据权利要求5所述的降低锡须生长的纯锡电镀液的应用，其特征在于：所述电镀液的使用温度为30-55℃。
7.根据权利要求5所述的降低锡须生长的纯锡电镀液的应用，其特征在于：所述电镀液使用过程中每半个小时向电镀槽中加入吸附剂进行吸附10-15min。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102162110A (zh) * | 2011-01-31 | 2011-08-24 | 张家港市新港星科技有限公司 | 一种甲基磺酸盐镀锡电解液及钢带或钢板的镀锡方法 |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102162110A (zh) * | 2011-01-31 | 2011-08-24 | 张家港市新港星科技有限公司 | 一种甲基磺酸盐镀锡电解液及钢带或钢板的镀锡方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 电镀锡工艺产生露铜的原因分析及解决方法;范德发;《电线电缆》;20041025(第05期);第3.1节 * |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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