CN113088973B - 一种退锡水及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及PCB板领域，具体公开了一种退锡水及其生产工艺。一种退锡水包括重量份的组分：纯度为70%的硝酸溶液280‑700份、硝酸铁130‑160份、金属离子络合剂5‑20份、护铜剂10‑30份以及可溶性氯盐1‑5份；其生产工艺为：加入氯盐、护铜剂、金属离子络合剂、硝酸铁，搅拌后加入硝酸，搅拌，静置至室温。本申请的退锡水可用于PCB板的退锡过程中，其具有提高退锡效率，保护铜板，提高铜板光亮度的优点。

Description

一种退锡水及其生产工艺

技术领域

本申请涉及印刷线路板的技术领域，更具体地说，它涉及一种退锡水及其生产工艺。

背景技术

退锡水，又称剥锡液，常用于电子元件（IC），印刷线路板（PCB）制造过程中铜表面的锡/铅锡合金层的退除，可用浸泡或机械喷淋方法进行操作。

目前，退锡水按主要成分可分类为三类：①由氢氟酸、氟盐和过氧化物等组成的氟化型退锡水；②由硝酸、硝酸铁及可选添加剂等组成的硝酸型退锡水；③由硝酸和烷基磺酸等组成的硝酸-烷基磺酸型退锡水。其中，硝酸型退锡水是目前业内最常用的退锡水。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在的缺陷存在于：目前印刷线路板在使用硝酸形退锡水进行退锡后，铜板上附着有杂质，使得铜板非常暗淡，对此，有待进一步改进。

发明内容

为了提高铜板的亮度，本申请提供一种退锡水以及生产工艺。

第一方面，本申请提供的一种退锡水，采用如下的技术方案：

一种退锡水，包括如下重量份的组分：纯度为70%的硝酸溶液280-700份、硝酸铁130-160份、金属离子络合剂5-20份、护铜剂10-30份以及可溶性氯盐1-5份。

通过采用上述技术方案，硝酸可以利用氧化反应溶解锡及锡合金层，形成水溶性硝酸盐，达到退除锡及锡合金层的目的；加入硝酸铁可以在硝酸的被消耗导致浓度降低时，代替部分硝酸参与反应，使得退锡速率变得平稳；加入金属离子络合剂可以使得游离的锡离子转变为稳定存在的配合物，减少Sn（OH）₂沉淀的生成，影响后续退锡效果；加入护铜剂可以保护铜面，减少退锡液腐蚀铜面的情况出现；加入氯盐，可以减少铜板表面的附着物的生成，提高铜板的光亮度。

优选的，包括如下重量份的组分：纯度为70%的硝酸溶液280-700份、硝酸铁130-160份、金属离子络合剂5-20份、护铜剂12-26份以及可溶性氯盐1-3份。

通过采用上述技术方案，调节护铜剂与可溶性氯盐在退锡水中的重量份，当可溶性氯盐与护铜剂的重量份位于特定的范围内时，可以使得可溶性氯盐与护铜剂之间的协同作用达到较好效果，使得护铜剂可以在铜表面形成聚合物，减少附着物在铜的表面生成以至于影响铜板的光亮度从而使得铜板变得暗淡的情况出现。

可选的，所述金属离子络合剂是尿素、聚乙二醇中的一种，优选的，所述金属离子络合剂为尿素。

通过采用上述技术方案，尿素价格便宜、安全性高，尿素可以与锡离子反应形成牢固配体的内界，阻止二价锡离子与氧气反应形成四价锡离子沉淀，沉淀会附着在锡合金上，从而会影响到退锡水后续的退锡效果。

可选的，所述护铜剂是苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑以及乌托品中的一种，优选的，所述护铜剂为苯并三氮唑。

通过采用上述技术方案，其中苯并三氮唑可以与PCB板上铜原子形成共价键和配位键，相互多替成链状聚合物，在铜表面组成多层保护膜，使铜的表面不起氧化还原反应，起防蚀作用。

可选的，所述氯盐为氯化钠与氯化钾中的一种，优选的，所述可溶性氯盐为氯化钠。

通过采用上述技术方案，氯离子具有较好的配位能力，可以和二价锡离子之间发生配位反应，使得退锡水可以提高退锡速度，氯化钠溶液还可以提高苯并三氮唑的缓蚀效果，减少附着物在铜面上生成，从而可以提高铜板的光亮度，其中氯化钠更适合用于退锡水的生产过程中，可以降低退锡水的生产成本，提高经济效益。

优选的，组分还包括羟基乙叉二膦酸四钠，所述羟基乙叉二膦酸四钠的重量份为15-37份。

通过采用上述技术方案，发明人发现，退锡水中尿素的含量过多时，铜板表面会生成附着物，影响铜板的光亮度，尿素含量过少时，锡离子会被氧化生成锡沉淀，附着在锡合金上，影响退锡水后期的退锡效果；在退锡水中加入羟基乙叉二膦酸四钠，不仅可以与二价锡发生配合反应，减少锡沉淀的生成，还可以减少铜板表面附着物的生成，提高铜板的光亮度。

优选的，包括如下重量份的组分：纯度为70%的硝酸溶液280-700份、硝酸铁130-160份、金属离子络合剂5-20份、护铜剂12-26份、可溶性氯盐1-3份以及羟基乙叉二膦酸四钠20-35份。

通过采用上述技术方案，调整尿素在退锡水中的含量，可以进一步减少铜板上的附着物使得铜板变得暗淡，光亮度降低的情况出现，当退锡水中尿素被消耗导致含量较低时，羟基乙叉二膦酸四钠可以与二级锡离子反应，进一步减少四价锡离子沉淀的产生以免影响PCB板后续的退锡效果。

优选的，包括如下重量份的组分：纯度为70%的硝酸溶液428-642份、硝酸铁130-160份、金属离子络合剂5-20份、护铜剂12-26份、可溶性氯盐1-3份以及羟基乙叉二膦酸四钠20-35份。

通过采用上述技术方案，当硝酸在退锡水中的浓度位于预定范围内，不仅可以加速溶解PCB板上的锡合金，提高退锡速度，还可以减少退锡过程中的有害气体的产生，达到保护环境的效果。

第二方面，本申请提供一种退锡水的生产工艺，采用如下的技术方案：

一种退锡水的生产工艺，按照重量份计算，加入氯盐、护铜剂、金属离子络合剂、硝酸铁，搅拌，加入硝酸，定容，静置至室温，制得退锡水。

通过采用上述技术方案，最后加入硝酸，可以方便工作人员调节退锡水内硝酸的浓度，减少硝酸浓度过高而产生大量有害气体的情况大声，也可以减少硝酸浓度过低而造成的退锡不彻底的情况出现。

优选的，所述退锡水在添加硝酸前，还添加有羟基乙叉二膦酸四钠。

通过采用上述技术方案，羟基乙叉二膦酸四钠可以减少铜板出现暗淡的情况，减少铜板表面附着物的生成，提高铜板光亮度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、由于本申请采用护铜剂、金属络合剂、硝酸铁与氯盐相混合，再添加硝酸，由于硝酸与硝酸铁可以对锡合金进行反应，使得固态锡转变成游离的锡离子，金属络合剂可以将游离的锡离子转变成稳定的配合物，减少锡沉淀生成，氯盐与护铜剂可以产生协同作用，不仅可以保护铜面被腐蚀的情况，还可以减少附着物在铜面上生成，提高铜板的亮度的效果。

2、本申请中优选采用苯并三氮唑与氯化钠配合使用，不仅可以提高苯并三氮唑的减缓铜板腐蚀作用，还可以减少附着物在铜板表面生成，提高铜板的光亮度的效果。

3、本申请的方法，通过混合护铜剂、金属络合剂、硝酸铁与氯盐，最后在加入硝酸溶液，可以方便工作人员调节退锡水中的硝酸浓度，减少硝酸浓度过低或过高的情况出现。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

硝酸购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司的N116242；硝酸铁购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司的F301950；尿素购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司的U111898；苯并三氮唑购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司的B101002；羟基乙叉二膦酸四钠购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司的E107455。

实施例

实施例1：

一种退锡水，采用如下方法制备：

按重量份计算，1g氯化钾、10g乌托品、5g聚乙二醇400、130g硝酸铁，搅拌，继续加入280g浓度为70%的硝酸溶液，加水直至退锡水的容量为1L。

实施例2：

一种退锡水，采用如下方法制备：

按重量份计算，3g氯化钠、20g甲基苯并三氮唑、13g尿素、1405g硝酸铁，搅拌，继续加入490g浓度为70%的硝酸溶液，加水直至退锡水的容量为1L。

实施例3：

一种退锡水，采用如下方法制备：

按重量份计算，5g氯化钠、30g苯并三氮唑、20g尿素、160g硝酸铁，搅拌，继续加入700g浓度为70%的硝酸溶液，加水直至退锡水的容量为1L。

实施例4：

一种退锡水，与实施例3的区别之处在于：苯并三氮唑的重量为12g，氯化钠的重量为1g。

实施例5：

一种退锡水，与实施例3的区别之处在于：苯并三氮唑的重量为26g，氯化钠的重量为3g。

实施例6：

一种退锡水，与实施例5的区别之处在于：退锡水内还加入15g羟基乙叉二膦酸四钠。

实施例7：

一种退锡水，与实施例5的区别之处在于：退锡水内还加入37g羟基乙叉二膦酸四钠。

实施例8：

一种退锡水，与实施例7的区别之处在于：尿素的重量为8g，羟基乙叉二膦酸四钠的重量为20g。

实施例9：

一种退锡水，与实施例7的区别之处在于：尿素的重量为15g，羟基乙叉二膦酸四钠的重量为35g。

实施例10：

一种退锡水，与实施例9的区别之处在于：硝酸溶液的重量为428g。

实施例11：

一种退锡水，与实施例9的区别之处在于：硝酸溶液的重量为642g。

对比例

对比例1：

一种退锡水，与实施例3的区别之处在于：采用等重量的水替代氯化钠。

对比例2：

一种退锡水，与实施例3的区别之处在于：采用等重量的水替代尿素。

对比例3：

一种退锡水，与实施例3的区别之处在于：采用等重量的水替代苯并三氮唑。

性能检测试验

光亮度：将PCB板完全浸泡在退锡水中，在室温下静置15s后取出PCB板，采用目测的方法观察铜板的形貌是否均匀、光亮等情况进行打分，光亮为10分，亚光为8分，铜板暗淡没有金属光泽为5分,10人打分取平均值。

退锡速率：将大小为2cm*2.7cm的纯锡金属板进入200ml退锡水中，在室温下静置15s后取出锡板并干燥，称重锡板的前后质量差，除以时长算出退锡水的退锡速率。

是否有附着物：将PCB板完全浸泡在退锡水中，在室温下静置15s后取出PCB板并干燥，采用面积检测仪测量出附着物的面积，除以铜板的面积算出附着物占铜板表面的面积。

沉淀含量：将大小为2cm*2.7cm的纯锡金属板进入200ml退锡水中，在室温下静置15s后取出锡板，将使用过的退锡水倒入试管中静置5h，通过试管外侧的刻度检测出试管内沉淀高度，除以试管内溶液的高度算出退锡水内的沉淀含量。

检测结果如下表1所示：

表1 实施例1-11与对比例1的性能数据表

样品	是否有附着物	退锡速率（mg/min）	光亮度	沉淀含量
					实施例1	39.8%	19.5	7.9	15.1%
实施例2	38.6%	19.3	8.0	14.9%
					实施例3	38.1%	19.7	8.2	14.5%
实施例4	30.6%	20.0	8.4	13.7%
					实施例5	30.1%	20.3	8.6	13.3%
实施例6	24.7%	21.2	8.8	12.1%
					实施例7	23.9%	21.0	8.8	11.9%
实施例8	16.7%	21.8	9.6	10.1%
					实施例9	16.5%	22.0	9.8	10.2%
实施例10	15.1%	23.7	9.8	9.8%
					实施例11	15.7%	23.8	10.0	9.4%
对比例1	79.1%	17.2	5.3	23.7%
					对比例2	65.9%	15.9	5.0	28.3%
对比例3	51.3%	16.7	5.0	20.1%

结合实施例1-3并结合表1可以看出，本申请采用重量在特定范围内硝酸、硝酸铁、尿素、苯并三氮唑、氯化钠相互混合制得的退锡水可以减少附着物在铜板上生成，提高铜板的光亮度，还可以提高退锡效率。

结合实施例3与对比例1并结合表1可以看出，本申请添加少量的氯化钠，可以增强苯并三氮唑的护铜效果，明显提高铜板亮度，减少附着物在铜板上生成，还可以提高退锡水的退锡效率。

结合实施例3与对比例2并结合表1可以看出，本申请添加足量的尿素，可以减少锡沉淀的生成，从而可以提高退锡水的退锡速度。

结合实施例3与对比例2并结合表1可以看出，本申请添加足量的苯并三氮唑，可以保护铜板，减少铜板表面附着物的生成，进而可以提高铜板的光亮度。

结合实施例4-5并结合表1可以看出，调整氯化钠与苯并三氮唑的重量份，当氯化钠与苯并三氮唑的重量份位于特定的范围内时，使得氯化钠与苯并三氮唑之间的协同作用达到较好效果，使得苯并三氮唑可以在铜表面形成聚合物，减少杂质在铜的表面生成，以至于影响铜板的光亮度，使得铜板变得暗淡的情况出现。

结合实施例6-7并结合表1可以看出，羟基乙叉二磷酸二钠不仅减少沉淀生成，从而提高退锡水的退锡效率，还可以减少附着物在铜板上生成，提高铜板光亮度；结合实施例8-9并结合表1可以看出，当尿素与羟基乙叉二膦酸四钠在退锡水的含量位于特定范围内时，不仅可以减少沉淀生成，还可以减少附着物生成。

结合实施例10-11并结合表1可以看出，退锡水的硝酸重量份数位于特定范围内时，可以提高退锡水的退锡效率。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (2)

1.一种退锡水，其特征在于，包括如下重量份的组分：氯化钠3g、苯并三氮唑26g、尿素8g、硝酸铁160g、纯度为70%的硝酸溶液700g和羟基乙叉二膦酸四钠20g。

2.权利要求1任一所述的一种退锡水的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：按照重量份计算，加入氯化钠、苯并三氮唑、尿素、硝酸铁，搅拌，加入羟基乙叉二膦酸四钠，加入硝酸，搅拌，静置至室温，制得退锡水。