CN113308716A - 一种镀锡添加剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种镀锡添加剂及其制备方法和应用 Download PDF

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    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
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    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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Abstract

本发明提供一种镀锡添加剂，按各组分质量比计，包含以下组分：甲基磺酸2％～6％；丙二醇10％～20％；表面活性剂10％～20％；余量为纯水。将所述甲基磺酸、所述丙二醇加入到容器中，之后加入表面活性剂以及所述纯水，加热到一定温度后使用搅拌器充分搅拌溶解并混合均匀，最后使用过滤机过滤，定容至所需体积，即可得到所述镀锡添加剂。本发明工艺简单，反应稳定，生产效率高，且避免了镀锡使用过程中分解的对人体有害的气体，达到环保要求。

Description

一种镀锡添加剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及印刷电路板制备技术领域，具体涉及一种镀锡添加剂及其制备方法和应用。
背景技术
镀锡技术广泛应用于PCB板(印制电路板)、IC集成电路电镀、LED电镀中，与普通镀锡技术相比，新型超高速镀锡技术无毒、腐蚀性低，废水处理简单、最重要是生产速度快、高效等特点，是当前世界各国致力于推广及使用的绿色环保电镀锡体系；普通镀锡技术应用于精度不高的IC电镀方面，而普通电镀锡对设备有腐蚀现象，在生产过程中会分解为有毒气体，对操作人员身体有伤害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镀锡添加剂及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种镀锡添加剂，按各组分质量比计，包含以下组分：
甲基磺酸 2％～6％；
丙二醇 10％～20％；
表面活性剂 10％～20％；
余量为纯水。
作为本发明的优选实施例，所述表面活性剂为乙二醇单异丙基醚。
上述的镀锡液制备方法，包括以下步骤：将所述甲基磺酸、所述丙二醇加入到容器中，之后加入表面活性剂以及所述纯水，加热到一定温度后使用搅拌器充分搅拌溶解并混合均匀，最后使用过滤机过滤，定容至所需体积，即可得到所述镀锡添加剂。
在本发明优选的实施例中，所述表面活性剂为乙二醇单异丙基醚。
在本发明优选的实施例中，所述加热温度为10°～30°。
在本发明优选的实施例中，搅拌时间为3～5小时。
在本发明优选的实施例中，所述过滤机滤芯精度为1um～10um。
上述镀锡添加剂在制备电子器件中的应用。
一种电子器件，包括采用上述镀锡添加剂制备而成的锡层。
在本发明的一些实施例中，所述的电子器件为电路板、电阻器、电容器、电感器和滤波器。
一种制备电子器件的步骤，包括采用上述镀锡液进行电镀的步骤。
本发明的有益效果为：
1.在电镀过程中不会分解出有害气体，保护人体，达到环保要求。
2.本添加剂使用生产速度快，可在电流密度35～45A/dm2正常电镀，普通的添加剂只能在10～20A/dm2下使用。
3.工艺简单，反应稳定，生产效率高，配完电镀液就可以进行电镀。
4.采用本发明电镀出的制品在空气中不发生氧化。
5.采用本发明电镀电镀出的制品在空气中长期存放不会长晶须。
附图说明
图1是采用实施例1制作的镀锡液进行电镀后工件表面外观；
图2为采用一般镀锡液进行电镀的工件表面外观。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种镀锡添加剂，按各组分质量比计，包含以下组分：甲基磺酸2％～6％；丙二醇10％～20％；表面活性剂10％～20％；余量为纯水。特别地，表面活性剂为乙二醇单异丙基醚。
上述的镀锡液制备方法，包括以下步骤：将甲基磺酸、丙二醇加入到容器中，之后加入表面活性剂以及纯水，加热到一定温度后使用搅拌器充分搅拌溶解并混合均匀，最后使用过滤机过滤，定容至所需体积，即可得到所述镀锡添加剂。特别地，所述表面活性剂为乙二醇单异丙基醚；加热温度为10°～30°；搅拌时间优选为3～5小时；过滤机滤芯精度为1um～10um。
上述镀锡添加剂应用于电子器件中的制备，具体来说，包括但不限于电路板、电阻器、电容器、电感器和滤波器，更进一步地，是在上述的电子器件表面采用上述镀锡添加剂进行电镀而在电子器件表面制备出锡层。
本发明通过以下实施例进一步说明，其中用到德国Fischer公司生产的 X-Ray测量仪器，型号：XULM-XYM，标准样片型号：603-001。
实施例1
称取纯度70％的甲基磺酸质量28.6克、丙二醇质量100克加入到烧杯中，按质量比例加入纯水771.4克与100克质量表面活性剂，将烧杯中的溶液加热到 10℃，用搅拌器充分搅拌3小时，将搅拌好的溶液用1um滤纸进行过滤，得到 1000克镀锡添加剂。
采用得到的镀锡添加剂进行电镀，取50条未电镀的制品(封装外形： TSOP48)根据下列工艺条件生产：
钢带速度：10.0m/min
Figure RE-GDA0003174949620000041
经过上面工艺流程电镀出的产品镀层均匀性良好，产品进行厚度测量数据如下：(取中间10条产品测厚度，每条测3个点，共30个点)
Figure RE-GDA0003174949620000042
Figure RE-GDA0003174949620000051
实施例2
称取70％甲基磺酸质量57.1克、丙二醇质量150克加入到烧杯中，按质量比例加入纯水642.9克与150克表面活性剂，将烧杯中的溶液加热到20℃，用搅拌器充分搅拌4小时，将搅拌好的溶液用5um滤纸进行过滤，得到1000克镀锡添加剂。
将得到的添加剂进行电镀，取50条未电镀的制品(封装外形：TSOP48)根据下列工艺条件生产：
钢带速度：10m/min
Figure RE-GDA0003174949620000052
经过上面工艺流程电镀出的产品镀层均匀性良好，产品进行厚度测量数据如下：(取中间10条产品测厚度，每条测3个点，共30个点)。
Figure RE-GDA0003174949620000053
Figure RE-GDA0003174949620000061
实施例3
称取70％甲基磺酸质量85.7克、丙二醇质量200克加入到烧杯中，按质量比例加入纯水514.3克与200克表面活性剂，将烧杯中的溶液加热到30℃，用搅拌器充分搅拌5小时，将搅拌好的溶液用10um滤纸进行过滤，得到1000克镀锡添加剂。
将得到的镀锡添加剂进行电镀，取50条未电镀的制品(封装外形：TSOP48) 根据下列工艺条件生产：
钢带速度：10.0m/min
Figure RE-GDA0003174949620000062
经过上面工艺流程电镀出的产品镀层均匀性良好，产品进行厚度测量数据如下：(取中间10条产品测厚度，每条测3个点，共30个点)。
Figure RE-GDA0003174949620000071
在采用实施例1～3制备的镀锡液进行电镀的同时，采用气体检测设备对其电镀过程中产生的气体进行检测，未检出有害气体。
镀层质量考察
1、镀层外观质量和可焊性考察：将各实施例得到的各工件置于SEM电子显微镜下观察，综合判断镀层外观的颜色、均匀性、粗糙度和连续性，结果发现，采用实施例1～3镀锡液得到的镀件锡镀层颜色均匀，镀层均一，平滑，且具有较好的表面光泽度，未发现气泡、孔隙、裂纹或无镀层现象，表明综合外观性能以及可焊性较好。
与此同时，我们采用市面上能够购买到的一般镀锡液作为对比，在电流密度35～45A/dm2的条件下进行电镀。如图1所示为采用实施例1制作的镀锡液进行电镀后工件表面外观，图2为采用一般镀锡液进行电镀的工件表面外观，结果表明，在在电流密度35～45A/dm2的条件下，图2表面明显出现发黑的情况，而采用实施例1制作的镀锡液则表面颜色更加均匀且未发现明显发黑的情况。
2、附着力测试方法及结果
①在试样上用刀尖刻划互相平行或交错并深达基底的划痕(形成1mm×1mm 方格)，再用3M胶带纸粘贴后撕去，镀层不起泡脱落为合格。
②采用锉刀锉削铝合金镀件的边缘，若锉削时镀件边缘不起泡或者只在边缘1mm2的范围内起皮，为合格；
③采用热震试验，将镀件在260℃条件下保温1h，取出后在冷水中急冷，反复10次未见镀层起皮脱落为合格。检测结果如下表2所示。
表2附着力测试结果
Figure RE-GDA0003174949620000081
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。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权利要求范围。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种镀锡添加剂，其特征在于，按各组分质量比计，包含以下组分：
甲基磺酸2％～6％；
丙二醇10％～20％；
表面活性剂10％～20％；
余量为纯水。
2.如权利要求1所述的镀锡添加剂，其特征在于，所述表面活性剂为乙二醇单异丙基醚。
3.如权利要求1所述的镀锡添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述甲基磺酸、所述丙二醇加入到容器中，之后加入表面活性剂以及所述纯水，加热到一定温度后使用搅拌器充分搅拌溶解并混合均匀，最后使用过滤机过滤，定容至所需体积，即可得到所述镀锡添加剂。
4.如权利要求3所述的镀锡添加剂的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为乙二醇单异丙基醚。
5.如权利要求3所述的镀锡添加剂的制备方法，其特征在于，所述加热温度为10°～30°。
6.如权利要求3所述的镀锡添加剂的制备方法，其特征在于，搅拌时间为3～5小时。
7.如权利要求3所述的镀锡添加剂的制备方法，其特征在于，所述过滤机滤芯精度为1um～10um。
8.权利要求1～2任一项所述镀锡添加剂在制备电子器件中的应用。
9.一种电子器件，其特征在于，包括采用权利要求1～2任一项所述的镀锡添加剂制备而成的锡层。
10.如权利要求9所述的电子器件，其特征在于，所述的电子器件为电路板、电阻器、电容器、电感器和滤波器。
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