CN105018984A - 一种新型非水体系电化学镀铅锡的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种简单、成本低、无污染、化学稳定性好的利用非水体系电化学镀铅锡的方法。该方法包括：（1）将氯化胆碱和乙二醇加入到250mL的烧杯中，在60～90℃的温度下磁力搅拌1～1.5小时；（2）将氯化亚锡、乙酸铅和抗坏血酸加入其中，继续搅拌0.5～2小时；（3）将上述溶液在真空环境中，30～45℃下除水18-24小时；（4）将铜片和铅锡合金在抛光液中抛光25～45秒，清洗，吹干；（5）将铜片和铅锡合金分别作为阴极和阳极，浸泡在上述溶液中,保温60～120℃；（6）连接直流电源，设定电流密度为10～40mA·cm^-2,电沉积1～2小时，得到铅锡镀层。本发明可用于电路板印制领域。

Description

一种新型非水体系电化学镀铅锡的方法

技术领域

本发明涉及化学镀方法，尤其涉及一种非水体系电化学镀铅锡的方法。

背景技术

锡镀层具有无毒、柔软和延展性好等优点，但易受卤素、强碱性溶液以及矿物酸的腐蚀。将少量的铅与锡共沉积，以提高电子产品的可靠性。铅锡镀层具有较好的结晶性。铅锡共沉积的优越性是其他合金所不能比拟的。由于具有耐蚀性、可焊性和润滑性，铅锡镀层被广泛应用于线材、板材和接插件等部件中。其中，铅锡镀层在电子元器件上的应用受到了广大研究者关注。锡铅镀层除了在电气设备接头上以防止氧化和保证可焊性，也能够用在印制电路板制造工艺上。

在印制电路板（PCB）中，铅锡镀层不仅用来作为的金属抗蚀层，也可以用来作为之后工艺中要焊接元器件的可焊性基体。因为这种电化学镀的合金近于锡/铅的最低共熔点186.11℃（Sn：Pb=63%：37%）。因此铅锡镀层在较低温度时是易热熔的，这就使得铅锡镀层具有可焊性。另外，大多数PCB制造厂商要电镀金属化孔，并且为了保证焊接一致而要求合金成分不变时，就采用铅锡镀层。据文献报道，Ostrow B.D.等人采用氟硼酸盐铅锡合金镀液，电沉积了铅锡合金。该镀液的成分简单、稳定性较好，但仍然存在一些缺点，如镀液中的氟硼酸具有较强的腐蚀性，废液和废水处理难。

发明内容

本发明旨在改善上述问题，提出了一种简单、成本低、无污染、化学稳定性好的利用非水体系电化学镀铅锡的方法。

本发明所述方法所采用的技术方案是：该方法包括以下步骤：

（1）将氯化胆碱（C₅H₁₄ClNO）和乙二醇((CH₂OH)₂)加入到250 mL的烧杯中，在60～90℃的温度下磁力搅拌1～1.5小时；

（2）将氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)、乙酸铅(Pb(AC)₂·3H₂O)和抗坏血酸加入其中，继续搅拌0.5～2小时；

（3）将上述溶液在真空环境中，30～45℃下除水18-24小时；

（4）将铜片和铅锡合金在抛光液中抛光25～45秒，清洗，吹干；

（5）将铜片和铅锡合金分别作为阴极和阳极，浸泡在上述溶液中,保温60～120℃；

（6）连接直流电源，设定电流密度为10～40 mA cm^-2,电沉积1～2小时，得到铅锡镀层。

更进一步地，所述铅锡合金中的锡为氟硼酸锡，甲基磺酸锡，氨基磺酸锡，氯化亚锡，其浓度为10 g L^-1；铅为氟硼酸铅，甲基磺酸铅，氨基磺酸铅，醋酸铅，其浓度为60 g L^-1。

本发明的有益效果是：本发明选用非水体系的电镀液，与传统的方式中的水溶液电沉积相比，非水体系镀液具有很多优势。许多很难在水溶液中通过电沉积方法得到的活泼金属镀层可以在非水体系中通过电沉积得到。在特定情况下，在非水体系中得到的电沉积层比溶液中的沉积层具有更加优良的物理和化学性能，而且通过非水体系电沉积方法更容易获得新型合金材料，并且有效避免有毒有害化学添加剂的使用。非水体系电沉积的工艺流程相比于水体系，具有着较好的导电性能和电流效率。非水体系电沉积反应过后金属离子易产生聚沉，与水体系相比，在废液处理与金属回收方面要容易很多。本发明在氯化胆碱/乙二醇体系中利用氯化锡和乙酸铅进行铅锡的电化学沉积，该方法制备的铅锡镀层具有较强的抗腐蚀性，可焊性强，镀层外观好且废液易处理回收。

具体实施方式

下面根据发明方法通过具体实施例来详细说明。以下实施实例只是为了更好地将本发明技术原理阐释清楚，并不代表本发明只限制使用该实施实例。

实施例一：

将氯化亚锡、乙酸铅和抗坏血酸加入250 mL氯化胆碱和乙二醇的混合溶液中，使氯化亚锡和乙酸铅的浓度分别为10 g L^-1和60 g L^-1。磁力搅拌1-1.5小时；，上述溶液在真空环境中，35℃下除水18-24小时。将铜片和铅锡合金在抛光液中抛光25-45秒，清洗，吹干；将铜片和铅锡合金分别作为阴极和阳极，浸泡在上述溶液中,保温80℃；连接直流电源，设定电流密度为40 mA cm^-2,电沉积2小时。

实施例二：

将氯化亚锡、乙酸铅和抗坏血酸加入250 mL氯化胆碱和乙二醇的混合溶液中，使氯化亚锡和乙酸铅的浓度分别为10 g L^-1和60 g L^-1。磁力搅拌1-1.5小时；，上述溶液在真空环境中，35℃下除水18-24小时。将铜片和铅锡合金在抛光液中抛光25-45秒，清洗，吹干；将铜片和铅锡合金分别作为阴极和阳极，浸泡在上述溶液中,保温80℃；连接直流电源，设定电流密度为10 mA cm^-2,电沉积2小时。

实施例三：

将氯化亚锡、乙酸铅和抗坏血酸加入250 mL氯化胆碱和乙二醇的混合溶液中，使氯化亚锡和乙酸铅的浓度分别为10 g L^-1和60 g L^-1。磁力搅拌1-1.5小时；，上述溶液在真空环境中，35℃下除水18-24小时。将铜片和铅锡合金在抛光液中抛光25-45秒，清洗，吹干；将铜片和铅锡合金分别作为阴极和阳极，浸泡在上述溶液中,保温100℃；连接直流电源，设定电流密度为40 mA cm^-2,电沉积1小时。

经过实验，上述实施例获得的测试性能指标如表1所示。

表1

由表1可知，本发明采用非水体系作为化学镀铅锡的溶液，其化学镀时间短，无挥发性气味产生，溶液体系和镀铅锡后的印制板体系均具有稳定的性能表现，在后续的溶液处理中，其极易降解，不会对环境造成任何的污染，也保证了人体免受伤害，其是一种全新的镀铅锡方法。

上述实例对本发明做了详细的说明，但并不意味着本发明仅仅局限于这四种实例。在不脱离本发明技术原理的情况下，对其进行改进和变形在本发明权利要求和技术之内，也应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种新型非水体系化学镀铅锡的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）将氯化胆碱（C₅H₁₄ClNO）和乙二醇((CH₂OH)₂)加入到250 mL的烧杯中，在60～90℃的温度下磁力搅拌1～1.5小时；

（2）将氯化亚锡(SnCl₂·2H₂O)、乙酸铅(Pb(AC)₂·3H₂O)和抗坏血酸加入其中，继续搅拌0.5～2小时；

（3）将上述溶液在真空环境中，30～45℃下除水18-24小时；

（4）将铜片和铅锡合金在抛光液中抛光25～45秒，清洗，吹干；

（5）将铜片和铅锡合金分别作为阴极和阳极，浸泡在上述溶液中,保温60～120℃；

（6）连接直流电源，设定电流密度为10～40 mA cm^-2,电沉积1～2小时，得到铅锡镀层。

2.根据权利要求1所述的一种新型非水体系化学镀铅锡的方法，其特征在于，所述铅锡合金中的锡为氟硼酸锡，甲基磺酸锡，氨基磺酸锡，氯化亚锡，其浓度为10 g L^-1；铅为氟硼酸铅，甲基磺酸铅，氨基磺酸铅，醋酸铅，其浓度为60 g L^-1。