CN107254694A - 一种镀锡液及基于该镀锡液的高效镀锡工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种镀锡液及基于该镀锡液的高效镀锡工艺,镀锡液包括以下质量份数的原料:甲基磺酸23‑27份,甲基磺酸锡24‑29份,雾锡添加剂1‑3份,纯水44‑48份,所述雾锡添加剂的原料成分包括硫酸亚锡和硫酸,基于该镀锡液的高效镀锡工艺包括步骤:超声除尘,酸洗,微蚀,镀锡,封孔和干燥。本发明能将裸铜清洗彻底,镀锡效率高,所形成的锡层厚度均匀、不开裂、且不易氧化。
Description
技术领域
本发明涉及FFC生产中裸铜镀锡技术领域,具体涉及一种镀锡液及基于该镀锡液的高效镀锡工艺。
背景技术
锡具有抗腐蚀、耐变色、无毒、易钎焊、柔软、熔点低和延展性好等优点,近年来,镀锡层作为抗氧化保护层已广泛应用于以铜和铜合金为基体的电子元器件和半导体封装等行业,且通常通过电镀方式形成。电镀是利用电解原理在某些金属表面上镀上一层其它金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其它材料底材的表面附着一层金属膜的工艺。FFC(Flexible Flat Cable,柔性扁平电缆)可用作数据传输线缆,应用十分广泛。FFC结构中的导线基材为裸铜,为提高裸铜的耐腐蚀性、抗氧化性和导电性能,通常需要在裸铜的表面电镀锡层。但是现有的镀锡配方多以镀亮锡为主,锡层金属中含有有机物较多,晶粒间易有裂纹;现有的镀锡工艺对裸铜基材清洗不干净会出现镀层不均匀、镀层薄的问题。
发明专利电镀液、其制备方法及应用此电镀液的镀锡工艺(申请号为201310023594.3)公开了一种电镀液,为包括以下物质的水溶液:二价锡离子、自由酸、湿润剂和光亮剂。该发明利用稳定的添加剂体系制备了金属工件用的电镀液,该电镀液在电镀过程中不易产生四价锡,同时表现出较少的变色,具有操作范围广、添加剂的消耗少、可以抑制锡须生长、不易产生四价锡、维护费用低等优点。该发明还公开了上述电镀液的制备方法以及应用改电镀液的镀锡工艺,但是其锡层中含有有机物异物,容易产生锡层开裂,电镀不均匀的问题。
因此急需一种裸铜清洗彻底,镀锡效率高,锡层厚度均匀、不开裂、且不易氧化的镀锡液及基于该镀锡液的高效镀锡工艺。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种裸铜清洗彻底,镀锡效率高,锡层厚度均匀、不开裂、且不易氧化的镀锡液及基于该镀锡液的高效镀锡工艺。
本发明提供了如下的技术方案:
一种镀锡液,原料成分包括:甲基磺酸、甲基磺酸锡、雾锡添加剂和纯水,所述原料的质量份数如下:
甲基磺酸:23-27份;
甲基磺酸锡:24-29份;
雾锡添加剂:1-3份;
纯水:44-48份;
所述雾锡添加剂的原料成分包括硫酸亚锡和硫酸。
优选的,所述雾锡添加剂中原料的质量份数为:硫酸亚锡2-3.5份,硫酸15-20份。
优选的,所述纯水由专业纯水机制作,导电率小于50μS/cm。
一种该镀锡液的高效镀锡工艺,包括以下步骤:
S1:超声除尘,将裸铜线材置于含清洗剂的水中进行超声清洗50-70秒,除去表面灰尘,然后再经自来水冲洗;
S2:酸洗,将S1中的裸铜线材置于酸洗液中将其表面的氧化物和脏污彻底清除,然后用纯水再次冲洗干净;
S3:微蚀,将S2中彻底清洁干净的裸铜置于微蚀液中进行轻微腐蚀,使其表面变为粗糙雾面,然后用纯水冲洗干净;
S4:镀锡,将S3中获得的粗糙雾面裸铜置于镀锡液中进行电镀,在裸铜表面形成锡层,然后以纯水冲洗干净;
S5:封孔,将镀锡后的铜线材引至封孔液中,在锡层表面形成抗氧化保护层,然后经纯水冲洗干净;
S6:干燥,最后将S5中的线材进行烘干,去除线材表面的水分。
优选的,所述S2中酸洗液为14-17%的稀硫酸,酸洗温度为23-27℃,该浓度和温度的酸洗液能够将裸铜表面的油污和氧化物彻底清除。
优选的,所述S4中镀锡的温度为23-28℃,电流控制在3-5A/dm2,在该条件下镀锡效率高。
优选的,所述S5中封孔液为7-9%的CT-3,封孔的温度为40-50℃。
优选的,实施S1至S6所使用的设备为包括超声槽、酸洗槽、微蚀槽、镀锡槽、封孔槽和干燥箱的连续电镀生产线,生产效率高。
本发明的有益效果是:
(1)本发明的镀锡液配方简单,不需添加亮光剂等成分,电镀效率高,能够在裸铜线材的表面形成一层雾化锡层,镀锡金属中不含有有机物异物,镀锡层不易开裂。
(2)本发明采用连续电镀生产线,裸铜线依次经过超声除尘和酸洗完成裸铜表面的油污、异物等的清除,利于形成均匀锡层;再经微蚀在裸铜表面形成雾面,便于雾化锡层的形成;再经镀锡步骤获得镀锡层;随后的封孔步骤能够在锡层表面形成一层氧化膜,防止氧化;最后干燥获得均匀性良好的镀锡铜线。
(3)本发明提供的镀锡工艺简单,易于操作,易于用于流水线生产。
具体实施方式
实施例1
一种镀锡液,包括以下质量份数的原料:甲基磺酸:23份,甲基磺酸锡:24份,雾锡添加剂:1份,纯水:44份;其中雾锡添加剂的原料成分包括硫酸亚锡2份和硫酸15份。
本实施例中纯水由专业纯水机制作,导电率小于50μS/cm。
一种基于上述镀锡液的高效镀锡工艺,包括以下步骤:
S1:超声除尘,将裸铜线材置于含清洗剂的水中进行超声清洗50秒,除去表面灰尘,然后再经自来水冲洗;
S2:酸洗,将S1中的裸铜线材置于酸洗液中将其表面的氧化物和脏污彻底清除,然后用纯水再次冲洗干净,其酸洗液为14%的稀硫酸,酸洗温度为23-27℃;
S3:微蚀,将S2中彻底清洁干净的裸铜置于微蚀液中进行轻微腐蚀,使其表面变为粗糙雾面,然后用纯水冲洗干净;
S4:镀锡,将S3中获得的粗糙雾面裸铜置于镀锡液中进行电镀,在裸铜表面形成锡层,然后以纯水冲洗干净,其中镀锡的温度为23-28℃,电流控制在3A/dm2;
S5:封孔,将镀锡后的铜线材引至封孔液中,在锡层表面形成抗氧化保护层,然后经纯水冲洗干净,其封孔液为7%的CT-3,封孔的温度为40℃;
S6:干燥,最后将S5中的线材进行烘干,去除线材表面的水分。
本实施例中S1至S6所使用的设备为包括超声槽、酸洗槽、微蚀槽、镀锡槽、封孔槽和干燥箱的连续电镀生产线。
本实施例提供的镀锡液及基于该镀锡液的高效镀锡工艺能够将裸铜清洗彻底,镀锡效率高,所形成的锡层厚度均匀、不开裂、且不易氧化。
实施例2
一种镀锡液,包括以下质量份数的原料:甲基磺酸:27份,甲基磺酸锡:29份,雾锡添加剂:3份,纯水:48份;其中雾锡添加剂的原料成分包括硫酸亚锡3.5份和硫酸20份。
本实施例中纯水由专业纯水机制作,导电率小于50μS/cm。
一种基于上述镀锡液的高效镀锡工艺,包括以下步骤:
S1:超声除尘,将裸铜线材置于含清洗剂的水中进行超声清洗70秒,除去表面灰尘,然后再经自来水冲洗;
S2:酸洗,将S1中的裸铜线材置于酸洗液中将其表面的氧化物和脏污彻底清除,然后用纯水再次冲洗干净,其酸洗液为17%的稀硫酸,酸洗温度为23-27℃;
S3:微蚀,将S2中彻底清洁干净的裸铜置于微蚀液中进行轻微腐蚀,使其表面变为粗糙雾面,然后用纯水冲洗干净;
S4:镀锡,将S3中获得的粗糙雾面裸铜置于镀锡液中进行电镀,在裸铜表面形成锡层,然后以纯水冲洗干净,其中镀锡的温度为23-28℃,电流控制在5A/dm2;
S5:封孔,将镀锡后的铜线材引至封孔液中,在锡层表面形成抗氧化保护层,然后经纯水冲洗干净,其封孔液为9%的CT-3,封孔的温度为50℃;
S6:干燥,最后将S5中的线材进行烘干,去除线材表面的水分。
本实施例中S1至S6所使用的设备为包括超声槽、酸洗槽、微蚀槽、镀锡槽、封孔槽和干燥箱的连续电镀生产线。
本实施例提供的镀锡液及基于该镀锡液的高效镀锡工艺能够将裸铜清洗彻底,镀锡效率高,所形成的锡层厚度均匀、不开裂、且不易氧化。
实施例3
一种镀锡液,包括以下质量份数的原料:甲基磺酸:25份,甲基磺酸锡:27份,雾锡添加剂:2份,纯水:46份;其中雾锡添加剂的原料成分包括硫酸亚锡3份和硫酸17份。
本实施例中纯水由专业纯水机制作,导电率小于50μS/cm。
一种基于上述镀锡液的高效镀锡工艺,包括以下步骤:
S1:超声除尘,将裸铜线材置于含清洗剂的水中进行超声清洗60秒,除去表面灰尘,然后再经自来水冲洗;
S2:酸洗,将S1中的裸铜线材置于酸洗液中将其表面的氧化物和脏污彻底清除,然后用纯水再次冲洗干净,其酸洗液为15%的稀硫酸,酸洗温度为23-27℃;
S3:微蚀,将S2中彻底清洁干净的裸铜置于微蚀液中进行轻微腐蚀,使其表面变为粗糙雾面,然后用纯水冲洗干净;
S4:镀锡,将S3中获得的粗糙雾面裸铜置于镀锡液中进行电镀,在裸铜表面形成锡层,然后以纯水冲洗干净,其中镀锡的温度为23-28℃,电流控制在4A/dm2;
S5:封孔,将镀锡后的铜线材引至封孔液中,在锡层表面形成抗氧化保护层,然后经纯水冲洗干净,其封孔液为8%的CT-3,封孔的温度为45℃;
S6:干燥,最后将S5中的线材进行烘干,去除线材表面的水分。
本实施例中S1至S6所使用的设备为包括超声槽、酸洗槽、微蚀槽、镀锡槽、封孔槽和干燥箱的连续电镀生产线。
本实施例提供的镀锡液及基于该镀锡液的高效镀锡工艺能够将裸铜清洗彻底,镀锡效率高,所形成的锡层厚度均匀、不开裂、且不易氧化。
实施例4
一种镀锡液,包括以下质量份数的原料:甲基磺酸:26份,甲基磺酸锡:27份,雾锡添加剂:2.5份,纯水:47份;其中雾锡添加剂的原料成分包括硫酸亚锡3份和硫酸17份。
本实施例中纯水由专业纯水机制作,导电率小于50μS/cm。
一种基于上述镀锡液的高效镀锡工艺,包括以下步骤:
S1:超声除尘,将裸铜线材置于含清洗剂的水中进行超声清洗60秒,除去表面灰尘,然后再经自来水冲洗;
S2:酸洗,将S1中的裸铜线材置于酸洗液中将其表面的氧化物和脏污彻底清除,然后用纯水再次冲洗干净,其酸洗液为16%的稀硫酸,酸洗温度为23-27℃;
S3:微蚀,将S2中彻底清洁干净的裸铜置于微蚀液中进行轻微腐蚀,使其表面变为粗糙雾面,然后用纯水冲洗干净;
S4:镀锡,将S3中获得的粗糙雾面裸铜置于镀锡液中进行电镀,在裸铜表面形成锡层,然后以纯水冲洗干净,其中镀锡的温度为23-28℃,电流控制在4.5A/dm2;
S5:封孔,将镀锡后的铜线材引至封孔液中,在锡层表面形成抗氧化保护层,然后经纯水冲洗干净,其封孔液为8.5%的CT-3,封孔的温度为40-50℃;
S6:干燥,最后将S5中的线材进行烘干,去除线材表面的水分。
本实施例中S1至S6所使用的设备为包括超声槽、酸洗槽、微蚀槽、镀锡槽、封孔槽和干燥箱的连续电镀生产线。
本实施例提供的镀锡液及基于该镀锡液的高效镀锡工艺能够将裸铜清洗彻底,镀锡效率高,所形成的锡层厚度均匀、不开裂、且不易氧化。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种镀锡液,其特征在于,原料成分包括:甲基磺酸、甲基磺酸锡、雾锡添加剂和纯水,所述原料的质量份数如下:
甲基磺酸:23-27份;
甲基磺酸锡:24-29份;
雾锡添加剂:1-3份;
纯水:44-48份;
所述雾锡添加剂的原料成分包括硫酸亚锡和硫酸。
2.根据权利要求1所述的一种镀锡液,其特征在于,所述雾锡添加剂中原料的质量份数为:硫酸亚锡2-3.5份,硫酸15-20份。
3.根据权利要求1所述的一种镀锡液,其特征在于,所述纯水的导电率小于50μS/cm。
4.一种基于权利要求1所述的镀锡液的高效镀锡工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S1:超声除尘,将裸铜线材置于含清洗剂的水中进行超声清洗50-70秒,除去表面灰尘,然后再经自来水冲洗;
S2:酸洗,将S1中的裸铜线材置于酸洗液中将其表面的氧化物和脏污彻底清除,然后用纯水再次冲洗干净;
S3:微蚀,将S2中彻底清洁干净的裸铜置于微蚀液中进行轻微腐蚀,使其表面变为粗糙雾面,然后用纯水冲洗干净;
S4:镀锡,将S3中获得的粗糙雾面裸铜置于镀锡液中进行电镀,在裸铜表面形成锡层,然后以纯水冲洗干净;
S5:封孔,将镀锡后的铜线材引至封孔液中,在锡层表面形成抗氧化保护层,然后经纯水冲洗干净;
S6:干燥,最后将S5中的线材进行烘干,去除线材表面的水分。
5.根据权利要求4所述的一种高效镀锡工艺,其特征在于,所述S2中酸洗液为14-17%的稀硫酸,酸洗温度为23-27℃。
6.根据权利要求4所述的一种高效镀锡工艺,其特征在于,所述S4中镀锡的温度为23-28℃,电流控制在3-5A/dm2。
7.根据权利要求4所述的一种高效镀锡工艺,其特征在于,所述S5中封孔液为7-9%的CT-3,封孔的温度为40-50℃。
8.根据权利要求4所述的一种高效镀锡工艺,其特征在于,实施S1至S6所使用的设备为包括超声槽、酸洗槽、微蚀槽、镀锡槽、封孔槽和干燥箱的连续电镀生产线。
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