CN113862733B

CN113862733B - 一种滚镀中性镀锡工艺

Info

Publication number: CN113862733B
Application number: CN202111283082.1A
Authority: CN
Inventors: 陈春; 张兵; 向文胜; 赵建龙
Original assignee: Jiangsu Aisen Semiconductor Material Co ltd
Current assignee: Jiangsu Aisen Semiconductor Material Co ltd
Priority date: 2021-11-01
Filing date: 2021-11-01
Publication date: 2022-10-25
Anticipated expiration: 2041-11-01
Also published as: CN113862733A

Abstract

本发明提供了一种滚镀中性镀锡工艺，所述滚镀中性镀锡工艺中包括如下步骤：使用含有添加剂的中性镀锡液进行通电电镀；所述添加剂包括芳香族氨基酸，所述芳香族氨基酸包括酪氨酸、苯丙氨酸或色氨酸中任意一种或至少两种的组合。本发明提供的镀锡工艺连片少、渗镀情况少、锡层硬度高。

Description

一种滚镀中性镀锡工艺

技术领域

本发明属于电镀领域，具体涉及一种滚镀中性镀锡工艺，尤其涉及一种连片少的滚镀中性镀锡工艺。

背景技术

由于锡具有抗腐蚀、耐变色、无毒、易钎焊、柔软、熔点低和延展性好等优点，所以一般作为镀层材料镀在电子元器件的表面。由于电阻电容大多采用陶瓷等材料塑封，在电阻电容镀锡过程中，强酸会对陶瓷产生腐蚀，所以在电阻电容镀锡工艺中，一般采用pH在3-7范围内的镀锡液进行电镀。目前市场上中性镀液液种类繁多，但其一个通用的问题就是在电阻电容电镀的过程中，会产生连片的问题，即两片或者两片以上的工件在电镀后紧密的连接在一起，无法分开。这个问题给生产和质量带来极大的麻烦，严重影响了生产效率，增加了生产成本。

CN108866583B公开了一种应用于无引线电子元件多元络合物镀锡或锡铅合金的镀液及其制备方法和电镀方法，该电镀溶液包括多元络合剂、甲基磺酸锡、甲基磺酸铅、表面活性剂、半光亮添加剂、防氧化剂，镀液pH4～7，其中，镀液中络合剂含量为200～300g/L，金属锡的含量为10～25g/L，金属铅的含量为1.0～2.5g/L，表面活性剂含量为1～8g/L，半光亮添加剂含量为0.05～0.3g/L；防氧化剂的含量为0.4～2g/L，水为余量。该发明与现有技术相比主要优点是采用了多元络合物，对锡和铅进行有效的络合，较好的防止了“爬镀”的产生，同时镀液稳定，长期使用不易浑浊，镀液对人体和环境无害。但其并未涉及对于连片情况的克服。

CN200510122245.2公开了一种涉及到电镀锡及锡镍合金用添加剂。所述的添加剂是：单羟基羧酸或单羟基多羧酸或多羟基羧酸或多羟基多羧酸或它们的碱土金属盐类，羧酸或多元羧酸或其碱土金属盐类，不含硫氨基酸或其碱土金属盐类，多氨基羧酸或其碱土金属盐类，添加剂的使用量为每升镀液添加5-100克。该发明提供可用于镀锡以及镀锡镍合金的溶液中的添加剂，主要用于提高改良镀液性质，提高镀液的稳定性，并且实现合金组分的大范围控制，通过这一途径来提高电镀溶液的使用效率，并且扩大了镀层金属的应用范围。但其同样未解决电镀过程中出现的连片问题。

由于目前电阻电容电镀过程中会出现连片的问题，严重影响产品质量。因此，如何提供一种连片少的电镀方法，成为了亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种滚镀中性镀锡工艺，尤其提供一种连片少的滚镀中性镀锡工艺。本发明提供的镀锡工艺连片少、渗镀情况少、锡层硬度高。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种滚镀中性镀锡工艺，所述滚镀中性镀锡工艺中包括如下步骤：使用含有添加剂的中性镀锡液进行通电电镀；所述添加剂包括芳香族氨基酸，所述芳香族氨基酸包括酪氨酸、苯丙氨酸或色氨酸中任意一种或至少两种的组合，例如酪氨酸和苯丙氨酸的组合、苯丙氨酸和色氨酸的组合或酪氨酸和色氨酸的组合等，但不限于以上所列举的组合，上述组合范围内其他未列举的组合同样适用。

上述镀锡工艺通过向镀锡液中添加特定芳香族氨基酸，能够显著提高锡层硬度，减少渗镀和连片情况。

优选地，所述芳香族氨基酸包为酪氨酸、苯丙氨酸或色氨酸中至少两种的组合。

优选地，所述芳香族氨基酸为酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸的组合。

上述特定芳香族氨基酸的组合通过酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸三者复配，协同作用，进一步提高了锡层的硬度，减少了渗镀和连片情况。

优选地，所述芳香族氨基酸的添加量为0.8-1.2g/L，例如0.8g/L、0.9g/L、1g/L、1.1g/L或1.2g/L等，但不限于以上所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述添加剂还包括表面活性剂。

优选地，所述表面活性剂包括烷基糖苷APG1214、BNO12(萘酚聚氧乙烯醚)或TX-10中任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述表面活性剂的添加量为0.2-0.5g/L。

优选地，所述添加剂还包括增稠剂。

优选地，所述增稠剂包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、明胶或可溶性淀粉中任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述增稠剂的添加量为0.1-0.2g/L。

其中，表面活性剂可以是烷基糖苷APG1214和BNO12的组合、BNO12和TX-10的组合或烷基糖苷APG1214和TX-10的组合等，表面活性剂的添加量可以是0.2g/L、0.3g/L、0.4g/L或0.5g/L等，增稠剂可以是聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的组合、聚乙烯醇和明胶的组合或明胶和聚乙烯吡咯烷酮的组合等，增稠剂的添加量可以是0.1g/L、0.12g/L、0.14g/L、0.16g/L、0.18g/L或0.2g/L等，但不限于以上所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

上述特定添加剂的种类及其添加量能够进一步提高锡层的硬度，减少渗镀和连片情况。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供了一种滚镀中性镀锡工艺，通过向镀锡液中添加特定芳香族氨基酸，能够显著提高锡层硬度，减少渗镀和连片情况，维氏硬度达到11.3HV以上，连片率低至0.3％以下；并且通过选择酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸三者复配，协同作用，进一步提高了锡层的硬度，减少了渗镀和连片情况。

附图说明

图1是实施例1得到的电镀片电阻之间缝隙处的渗镀情况图；

图2是对比例1得到的电镀片电阻之间缝隙处的渗镀情况图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

以下实施例中，聚乙烯醇购自于上海凯茵化工有限公司；

聚乙烯吡咯烷酮购自于巴斯夫，型号为K30；

萘酚聚氧乙烯醚购自于巴斯夫，型号为BNO12。

实施例1

本实施例提供了一种滚镀中性镀锡工艺，具体步骤如下：

中性锡镀液成分：甲基磺酸锡15g/L、柠檬酸铵80g/L、硫酸铵50g/L、萘酚聚氧乙烯醚0.5g/L。

按上述配比将中性锡镀液各成分混合，调整镀液pH至3.4左右，之后向其中加入酪氨酸(0.3g/L)、苯丙氨酸(0.3g/L)、色氨酸(0.4g/L)、烷基糖苷APG1214(0.3g/L)和聚乙烯醇(0.15g/L)，之后称取5kg的电阻产品放入滚筒中，恒流48A电镀2h，取出产品，使用筛子分离出连片的产品，烘干，称量重量，计算连片率：

连片率＝连片产品质量/总产品质量×100％。

实施例2

本实施例提供了一种滚镀中性镀锡工艺，具体步骤如下：

按上述配比将中性锡镀液各成分混合，调整镀液pH至3.4左右，之后向其中加入酪氨酸(0.4g/L)、苯丙氨酸(0.4g/L)和BNO12(0.2g/L)，之后称取5kg的电阻产品放入滚筒中，恒流48A电镀2h，取出产品，使用筛子分离出连片的产品，烘干，称量重量，计算连片率。

实施例3

本实施例提供了一种滚镀中性镀锡工艺，具体步骤如下：

按上述配比将中性锡镀液各成分混合，调整镀液pH至3.4左右，之后向其中加入色氨酸(1.2g/L)和聚乙烯吡咯烷酮(0.1g/L)，之后称取5kg的电阻产品放入滚筒中，恒流48A电镀2h，取出产品，使用筛子分离出连片的产品，烘干，称量重量，计算连片率。

实施例4

本实施例提供了一种滚镀中性镀锡工艺，具体步骤中除不添加酪氨酸，减少部分按比例分配给苯丙氨酸和色氨酸外，其余与实施例1一致。

实施例5

本实施例提供了一种滚镀中性镀锡工艺，具体步骤中除不添加苯丙氨酸，减少部分按比例分配给酪氨酸和色氨酸外，其余与实施例1一致。

实施例6

本实施例提供了一种滚镀中性镀锡工艺，具体步骤中除不添加色氨酸，减少部分按比例分配给苯丙氨酸和酪氨酸外，其余与实施例1一致。

实施例7

本实施例提供了一种滚镀中性镀锡工艺，具体步骤中除不添加酪氨酸和色氨酸，减少部分分配给苯丙氨酸外，其余与实施例1一致。

实施例8

本实施例提供了一种滚镀中性镀锡工艺，具体步骤中除不添加苯丙氨酸和色氨酸，减少部分分配给酪氨酸外，其余与实施例1一致。

实施例9

本实施例提供了一种滚镀中性镀锡工艺，具体步骤中除不添加苯丙氨酸和酪氨酸，减少部分分配给色氨酸外，其余与实施例1一致。

实施例10

本实施例提供了一种滚镀中性镀锡工艺，具体步骤中除不添加烷基糖苷APG1214，减少部分按比例分配给酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸外，其余与实施例1一致。

实施例11

本实施例提供了一种滚镀中性镀锡工艺，具体步骤中除不添加聚乙烯醇，减少部分按比例分配给酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸外，其余与实施例1一致。

对比例1

本对比例提供了一种滚镀中性镀锡工艺，具体步骤中除不添加酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、烷基糖苷APG1214和聚乙烯醇外，其余与实施例1一致。

硬度测试：

将实施例1-11和对比例1电镀后得到的锡层采用显微硬度计(AKASHI公司，MVK-1C)进行硬度测试(负荷：5g，保持时间：20秒)，结果如下：

组别	维氏硬度(HV)	组别	维氏硬度(HV)
				实施例1	13.7	实施例7	11.9
实施例2	13.2	实施例8	12,1
				实施例3	12.8	实施例9	11.3
实施例4	12.8	实施例10	12.9
				实施例5	12.5	实施例11	12.1
实施例6	12.6	对比例1	10.8

从以上结果可以发现，本发明提供的镀锡工艺能够有效提高锡层的硬度，进而减少连片情况；比较实施例4-9可以发现，本发明通过特定芳香氨基酸两两复配，相比单一芳香氨基酸提高了锡层的硬度；比较实施例1、4-9可以发现，本发明通过采用酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸三者复配，协同作用，进一步提高了锡层的硬度；比较实施例1、10和11可以发现，本发明通过将芳香族氨基酸分别和表面活性剂、增稠剂复配，协同作用，提高了锡层的硬度。

渗镀情况观察：

观察比较实施例1和对比例1得到的电镀片电阻之间缝隙处的渗镀情况，结果分别如图1(实施例1)和图2(对比例1)所示。

从图中可以明显发现，本发明通过采用特定添加剂显著减少了渗镀情况，电阻之间镀锡面积显著降低。

连片率情况：

计算实施例1-9和对比例1电镀后的连片率，汇总如下：

组别	连片率(％)	组别	连片率(％)
				实施例1	0	实施例7	0.2
实施例2	0.1	实施例8	0.23
				实施例3	0.1	实施例9	0.3
实施例4	0.1	实施例10	0.1
				实施例5	0.08	实施例11	0.13
实施例6	0.1	对比例1	0.5

以上数据显示，本发明提供的镀锡工艺能够有效减少连片率；比较实施例4-9可以发现，本发明通过特定芳香氨基酸两两复配，相比单一芳香氨基酸减少了连片率；比较实施例1、4-9可以发现，本发明通过采用酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸三者复配，协同作用，进一步减少了连片率，提高了产品质量；比较实施例1、10和11可以发现，本发明通过将芳香族氨基酸分别和表面活性剂、增稠剂复配，协同作用，减少了连片率。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的滚镀中性镀锡工艺，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims

1.一种滚镀酸性镀锡工艺，其特征在于，所述滚镀酸性镀锡工艺中包括如下步骤：使用含有添加剂的酸性镀锡液进行通电电镀；

所述酸性镀锡液在加入添加剂前的pH为3.4；

所述添加剂包括芳香族氨基酸，所述芳香族氨基酸包括酪氨酸、苯丙氨酸或色氨酸中任意一种或至少两种的组合。

2.根据权利要求1所述的滚镀酸性镀锡工艺，其特征在于，所述芳香族氨基酸为酪氨酸、苯丙氨酸或色氨酸中至少两种的组合。

3.根据权利要求2所述的滚镀酸性镀锡工艺，其特征在于，所述芳香族氨基酸为酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸的组合。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的滚镀酸性镀锡工艺，其特征在于，所述芳香族氨基酸的添加量为0.8-1.2 g/L。

5.根据权利要求1所述的滚镀酸性镀锡工艺，其特征在于，所述添加剂还包括表面活性剂。

6.根据权利要求5所述的滚镀酸性镀锡工艺，其特征在于，所述表面活性剂包括烷基糖苷APG1214、BNO12或TX-10中任意一种或至少两种的组合。

7.根据权利要求5所述的滚镀酸性镀锡工艺，其特征在于，所述表面活性剂的添加量为0.2-0.5 g/L。

8.根据权利要求1所述的滚镀酸性镀锡工艺，其特征在于，所述添加剂还包括增稠剂。

9.根据权利要求8所述的滚镀酸性镀锡工艺，其特征在于，所述增稠剂包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、明胶或可溶性淀粉中任意一种或至少两种的组合。

10.根据权利要求8所述的滚镀酸性镀锡工艺，其特征在于，所述增稠剂的添加量为0.1-0.2 g/L。