CN114561633A - 镀锡液及其制备方法和用于印制线路板的镀锡方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种镀锡液及其制备方法和用于印制线路板的镀锡方法。上述的镀锡液，包括如下各组分：锡盐、甲基磺酸、含硫脲化合物、配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂和改良剂。上述的镀锡液，本申请通过将配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂及改良剂进行联合使用，使四者能起到很好的协同增效作用，从而形成稳定性好的络合体系，能够更有效地络合Sn²⁺，更加有效抑制Sn²⁺氧化或水解成Sn⁴⁺的问题，更好地提高了镀锡的化学稳定性，确保了浸锡后印刷线路板的锡层表面平整度好、无裂痕、表面光亮均匀、致密、无阻焊防护膜发白及无脱落的现象，可以有效避免抗氧气剂的添加，进而保证锡层具有良好的表观性、钎焊性及稳定性。

Description

镀锡液及其制备方法和用于印制线路板的镀锡方法

技术领域

本发明涉及镀锡液技术领域，特别是涉及镀锡液及其制备方法和用于印制线路板的镀锡方法。

背景技术

印制线路板又称印刷线路板，可以缩写成PCB(Printed circuit board)或写PWB(Printed wire board)，是电子元器件电气连接的提供者。随着科学不断地进步，印刷线路板也慢慢地从单层线路板发展为多层线路板，并不断地向高精度、高密度及高可靠性的趋势发展，以更好地适应现代的发展趋势。

目前，在印刷线路板的生产过程中，通常需将印刷线路板放入镀锡液中进行浸泡操作，以使印刷线路板表面的铜可以与镀锡液中的锡离子发生置换反应，从而使印刷线路板铜的表面可以镀上一层锡层，这样，锡层不仅能够有效阻止印刷线路板表面的铜与空气发生氧化反应，有效地避免了印刷线路板表面出现铜绿等不良现象，从而提高了印刷线路板的抗腐蚀性，且附着在印刷线路板表面的锡层还能提高印刷线路板的钎焊性。

然而，传统用于印刷线路板的镀锡液中，由于镀锡液中锡离子易发生氧化反应即镀锡液中的Sn²⁺生成Sn⁴⁺，如此，生成Sn⁴⁺不仅会导致镀锡液溶液变浑浊，从而降低镀锡液稳定性，且生成Sn⁴⁺会影响镀锡液中Sn²⁺与铜的沉积速率，从而影响印刷线路板表面的锡层整体性能，即印刷线路板的锡层容易出现结晶粗、锡须长、表面粗糙、发黑及平整度较差等问题，从而大大降低了印刷线路板的钎焊性，同时使印刷线路板容易出现虚焊、漏焊等问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种稳定性较好的镀锡液及其制备方法和用于印制线路板的镀锡方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种镀锡液，包括如下各组分：

锡盐、甲基磺酸、含硫脲化合物、配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂和改良剂。

在其中一个实施例中，所述镀锡液包括如下质量浓度的各组分：

在其中一个实施例中，所述改良剂包括硅、锗、碲和砷中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述配位剂包括柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸和EDTA中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述表面活性剂包括聚乙二醇、聚丙二醇、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、4-枯基苯酚基氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧丙烯醚、壬基酚聚氧丙烯醚、辛基酚聚氧丙烯醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯和双酚中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述金属盐稳定剂包括甲磺酸银、2-羟基乙磺酸银、2-羟基丙磺酸银、对甲酚磺酸银、醋酸银、乙磺酸银和亚磺酸银中至少一种。

在其中一个实施例中，所述含硫脲化合物包括硫脲、氨基硫脲、乙烯基硫脲和二乙烯硫脲中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述镀锡液还包括促进剂。

一种镀锡液的制备方法，用于制备上述任一实施例中所述镀锡液，所述镀锡液的制备方法包括如下步骤：

将甲基磺酸、锡盐依次加入部分水中进行混合操作，得到第一混合液；

将含硫脲化合物、配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂和改良剂进行混合操作，得到第二混合液；

将第一混合液与第二混合液进行混合操作，并用水定容至所需体积，得到所述镀锡液。

一种用于印制线路板的镀锡方法，所述用于印制线路板的镀锡方法包括如下步骤：

对镀件进行除油处理，得到洁净镀件；

对所述洁净镀件进行微蚀处理，得到一级基板；

对所述一级基板进行加热操作，得到二级基板；

将所述二级基板置于上述任一实施例中所述镀锡液中进行浸泡操作，得到三级基板。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

1、本发明的镀锡液中，以锡盐、甲基磺酸和含硫脲化合物为主剂，其中，锡盐中的锡离子是锡层的主要来源，即为锡层提供直接的Sn2+，甲基磺酸可以为镀锡液提供酸性条件，从而使锡盐可以更好地溶解在甲基磺酸中，有效地抑制Sn2+水解生成Sn4+，得到稳定性好的Sn2+的镀锡液，进而提高了镀锡液的化学稳定性；含硫脲化合物，能够有效地降低锡离子的电位差，确保Sn²⁺能够很好地沉积附着在印刷线路板铜的表面形成锡层。

2、本发明的镀锡液中，并通过加入配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂及改良剂为辅助剂，其中，配位剂能够有效络合Sn²⁺，有效避免了Sn²⁺氧化成Sn⁴⁺的问题，进一步提高了镀锡液的化学稳定性，从而使配位剂能有效提高化学镀锡的沉积速率、锡层硬度及致密性；加入的表面活性剂，可以很好地附着在印刷线路板，从而能够有效阻碍锡离子在铜表面的沉积，延长锡离子与铜的置换反应的时间，进而有效地抑制锡层中锡晶核长大，使印刷线路板表面可以得到更均匀平整的锡层；金属盐稳定剂一方面能够有效络合Sn²⁺并生成络合物，有效避免了Sn²⁺氧化或水解成Sn⁴⁺的问题，另一方面金属盐稳定剂还能与镀锡液中的氧气进行反应，从而降低了镀锡液中的氧气的浓度，确保印刷线路板表面的铜能够更好地与镀锡液中锡离子发生置换反应；加入的改良剂一方面能够提高镀锡液的化学稳定性，另一方面能够与锡共同沉积在印刷线路板铜的表面，从而解决了锡层存在的焊接温度较高、锡须长、表面粗糙、发黑及平整度较差等问题。

3、进一步地，本申请通过将配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂及改良剂进行联合使用，使四者能起到很好的协同增效作用，从而形成稳定性好的络合体系，能够更有效地络合Sn²⁺，更加有效抑制Sn²⁺氧化或水解成Sn⁴⁺的问题，更好地提高了镀锡的化学稳定性，确保了浸锡后印刷线路板的锡层表面平整度好、无裂痕、表面光亮均匀、致密、无阻焊防护膜发白及无脱落的现象，进而提高了印刷线路板在后续的使用中安全性和稳定性。此外，配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂及改良剂形成的络合体系能够与含硫脲化合物更进一步地增强锡盐中Sn²⁺的稳定性，可以有效避免抗氧气剂的添加，进而保证锡层具有良好的表观性、钎焊性及稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施方式的镀锡液的制备方法的流程图；

图2为本发明一实施方式的用于印制线路板的镀锡方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请提供一种镀锡液，包括如下各组分：锡盐、甲基磺酸、含硫脲化合物、配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂和改良剂。

上述的镀锡液中，以锡盐、甲基磺酸和含硫脲化合物为主剂，其中，锡盐中的锡离子是锡层的主要来源，即为锡层提供直接的Sn²⁺，甲基磺酸可以为镀锡液提供酸性条件，从而使锡盐可以更好地溶解在甲基磺酸中，有效地抑制Sn²⁺水解生成Sn⁴⁺，得到稳定性好的Sn^{2 +}的镀锡液，进而提高了镀锡液的化学稳定性；含硫脲化合物，能够有效地降低锡离子的电位差，确保Sn²⁺能够很好地沉积附着在印刷线路板铜的表面形成锡层。

本发明的镀锡液中，并通过加入配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂及改良剂为辅助剂，其中，配位剂能够有效络合Sn²⁺，有效避免了Sn²⁺氧化成Sn⁴⁺的问题，进一步提高了镀锡液的化学稳定性，从而使配位剂能有效提高化学镀锡的沉积速率、锡层硬度及致密性；加入的表面活性剂，可以很好地附着在印刷线路板，从而能够有效阻碍锡离子在铜表面的沉积，延长锡离子与铜的置换反应的时间，进而有效地抑制锡层中锡晶核长大，使印刷线路板表面可以得到更均匀平整的锡层；金属盐稳定剂一方面能够有效络合Sn²⁺并生成络合物，有效避免了Sn²⁺氧化或水解成Sn⁴⁺的问题，另一方面金属盐稳定剂还能与镀锡液中的氧气进行反应，从而降低了镀锡液中的氧气的浓度，确保印刷线路板表面的铜能够更好地与镀锡液中锡离子发生置换反应；加入的改良剂一方面能够提高镀锡液的化学稳定性，另一方面能够与锡共同沉积在印刷线路板铜的表面，从而解决了锡层存在的焊接温度较高、锡须长、表面粗糙、发黑及平整度较差等问题。

进一步地，镀锡液中通过将配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂及改良剂进行联合使用，使四者能起到很好的协同增效作用，从而形成稳定性好的络合体系，能够更有效地络合Sn²⁺，更加有效抑制Sn²⁺氧化或水解成Sn⁴⁺的问题，更好地提高了镀锡的化学稳定性，确保了浸锡后印刷线路板的锡层表面平整度好、无裂痕、表面光亮均匀、致密、无阻焊防护膜发白及无脱落的现象，进而提高了印刷线路板在后续的使用中安全性和稳定性。此外，配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂及改良剂形成的络合体系能够与含硫脲化合物更进一步地增强锡盐中Sn²⁺的稳定性，可以有效避免抗氧气剂的添加，进而保证锡层具有良好的表观性、钎焊性及稳定性。

在其中一个实施例中，所述镀锡液包括如下质量浓度的各组分：锡盐40-80g/L；甲基磺酸30-70g/L；含硫脲化合物50-100g/L；配位剂30-60g/L；表面活性剂1-3g/L；金属盐稳定剂10-100mg/L；改良剂1-50ppm；

可以理解，通过将40-80g/L锡盐和30-70g/L甲基磺酸进行联合使用，使甲基磺酸能够为锡盐提供酸性条件，从而确保锡盐能够在甲基磺酸能够水解生成饱和的Sn²⁺的镀锡液，进而有效降低了镀盐中Sn²⁺发生氧化和水解，确保了镀锡液的化学稳定性；且加入50-100g/L含硫脲化合物能够较全面地降低镀锡液中Sn²⁺的电位差，确保了镀锡液中Sn²⁺能够很好地沉积附着在印刷线路板铜的表面，从而确保了印刷线路板镀锡的正常进行，且确保了锡层在印刷线路板的厚度。

还可以理解的是，通过加入30-60g/L配位剂、1-3g/L表面活性剂、10-100mg/L金属盐稳定剂和1-50ppm改良剂，使得四者中的各组分能够发挥更好的协同增效作用，并在镀锡液中形成以配位剂为第一络合剂，金属盐稳定剂作为第二络合剂稳定的络合体系，即配位剂和金属盐稳定剂可以同时络合镀锡液中的Sn²⁺形成较稳定的络合物，同时，加入金属盐稳定剂还可以有效地吸收镀锡液中的氧气，以避免空气中氧气进入镀锡液中加快Sn²⁺在镀锡液发生氧化和水解反应，从而确保了镀锡液的化学稳定性；且加入的一定量的表面活性剂，可以很好地降低锡在铜表面的张力，从而有效阻碍了锡在铜表面的沉积，延长锡离子与铜置换反应的时间，进而有效地抑制镀锡液中锡晶的长大，确保在印刷线路板铜的表面生成晶粒小、且均一致密的锡层；且加入微量的改良剂，可以进一步提高镀锡液中Sn²⁺的稳定性，同时改良剂还可以与锡共同沉积在印刷线路板铜的表面，进一步提高了印刷线路板的锡层表面平整度好、无裂痕、表面光亮均匀、致密、无阻焊防护膜发白及无脱落的现象。

需要说明的是，若加入甲基磺酸的含量较少时，则镀锡液中PH值大于1，从而加快了Sn²⁺的水解反应，使镀锡液中生成较多的Sn⁴⁺，锡层厚度出现迅速下降，且当镀锡液温度的较高时，PH值大于1的镀锡液更容易出现浑浊的现象，进而影响镀锡液中的稳定性，即镀锡液中PH值大于1时，Sn²⁺的水解反应则得达不到较好抑制作用，若加入甲基磺酸的含量较大时，则镀锡液中的H⁺的含量较多，则镀锡液中的含硫脲化合物出现大量析出的现象，从而导致锡层表面出现粗糙、发黑等表观质量差的现象，这可能是由于锡晶核成长速度太快所引起的；而控制甲基磺酸的用量在30-70g/L时，可以有效地控制镀锡液的PH值，有利于抑制Sn²⁺离子的水解，增加镀锡液的稳定性，且有利于铜的溶解而促进Sn²⁺离子在铜表面的置换反应。

还需要说明的是，若加入的配位剂和金属盐稳定剂的含量较低时，则不能全面地络合镀锡液中的Sn²⁺，使镀锡液中游离的Sn²⁺仍存在发生氧化和水解的现象，从而降低镀锡液的化学稳定性，若加入的配位剂和金属盐稳定剂的含量较高时，镀锡液中的络合效果并没有随着配位剂和金属盐稳定剂的添加量的增多而出现上升的趋势，从而造成原材料的浪费。

还需要说明的是，将表面活性剂控制在1-3g/L和改良剂控制在1-50ppm时，如此，使加入表面活性剂可以更全面地降低锡和改良剂在铜表面的张力，使改良剂能够较完全与锡共同沉积在铜的表面，从而更好地解决了锡层存在的焊接温度较高、结晶粗以及易长锡须问题，有效消减沉锡后印刷线路板的锡须，使锡层表面平整度好、无裂痕，从而提高了锡层的化学稳定性。

值得一提的是，通过将锡盐、甲基磺酸、含硫脲化合物、配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂及改良剂按照上述的配方进行复配使用，使配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂及改良剂形成稳定性好络合体系，且形成的络合体系能够与含硫脲化合物更进一步发生协同增效作用，从而进一步增强锡盐中Sn2+的稳定性，确保得到稳定性好的镀锡液，保证了镀锡液能够在较长的使用时间达到很好的稳定性，一方面可以有效避免抗氧气剂的添加，降低了生产成本，另一方面可以使印刷线路板在浸锡后可以得到(2±1)μm的锡层，且锡层表面光亮均匀、细致紧密、无阻焊防护膜发白及脱落的现象，且具有优良的钎焊性。

在其中一个实施例中，所述锡盐包括甲基磺酸锡、氨基磺酸亚锡、硫酸亚锡或氯化亚锡中的至少一种，可以有效地为镀锡液提供Sn²⁺的直接来源。

在一个较优的实施例中，所述锡盐为甲基磺酸锡，所述甲基磺酸为甲基磺酸，由于甲基磺酸锡和甲基磺酸在镀锡液中能够水解生成相同的阴离子，可以更好地抑制Sn²⁺水解与氧化反应，从而进一步提高了镀锡液的化学稳定性。

在其中一个实施例中，所述改良剂包括硅、锗、碲和砷中的至少一种。可以理解，硅、锗与锡在元素周期表中是同一族，碲、砷与锡是相邻族的，从而使硅、锗、碲和砷与锡能够较均匀地分散在镀锡液中，得到更加稳定的镀锡液。

需要进一步说明的是，硅和锗不仅与锡是同一族，且硅、碲和锗的原子半径均比锡的原子半径要小，通过将硅、锗和碲三者进行联合使用，从而使硅、锗、碲与锡共同沉积铜面能够形成更细致紧密的锡层，进一步提高了锡层的平整度，且提高了印刷线路板的表观性能。此外，加入碲还能促进硅、锗、锡和碲在镀锡液中的沉积速度，可以更快速地镀上锡层。

在其中一个实施例中，所述配位剂包括柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸和EDTA中的至少一种，可以更好地络合镀锡液中的Sn²⁺，并与金属盐稳定剂形成更稳定的络合体系，从而确保镀锡液可以长时间的化学稳定性，需要说明的是，柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、葡萄糖酸都为有机酸，相对较环保，从而对环境的影响较小，进而对环境起到较好的保护作用。为了使配位剂更好地络合锡盐中的Sn²⁺。

在其中一个实施例中，所述表面活性剂包括聚乙二醇、聚丙二醇、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、4-枯基苯酚基氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧丙烯醚、壬基酚聚氧丙烯醚、辛基酚聚氧丙烯醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯和双酚中的至少一种。可以理解，聚乙二醇、聚丙二醇、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、4-枯基苯酚基氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧丙烯醚、壬基酚聚氧丙烯醚、辛基酚聚氧丙烯醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯和双酚都属于非离子表面活性剂，非离子表面活性剂能够吸附在铜的表面，可以有效地降低锡在铜表面的张力，阻碍了锡在铜表面的沉积，从而可延长置换反应进行的时间。

可以理解，可以通过进一步控制表面活性剂的分子量或EO数以达到更好润湿效果，例如，在其中一个实施例中，所述聚乙二醇的分子量400-2000，由于分子量在400-2000的聚乙二醇的相对分子量较小，具有较好的润湿性和调节剂，从而能够对铜表面起到润湿效果，更好地降低锡在铜表面的张力，同时可以进一步调节镀锡液的稠度，降低镀锡液的粘性。

又如，在其中一个实施例中，所述聚丙二醇的分子量400-5000；还如，在其他一些实施例中，所述壬基酚聚氧乙烯醚的EO数为5-15；所述辛基酚聚氧乙烯醚的EO数5-12；所述脂肪醇聚氧乙烯醚的EO数为3-20；所述4-枯基苯酚基氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧丙烯醚的PO均为3-20；所述壬基酚聚氧丙烯醚的PO数为5-15；所述辛基酚聚氧丙烯醚的的PO数5-12；所述聚氧乙烯-聚氧丙烯的EO：PO为1-5：3，均可以更好地润湿铜表面,降低锡在铜表面的张力，改变锡镀层的结晶形态，提高锡层细致程度。

在其中一个实施例中，所述金属盐稳定剂包括甲磺酸银、2-羟基乙磺酸银、2-羟基丙磺酸银、对甲酚磺酸银、醋酸银、乙磺酸银和亚磺酸银中至少一种。可以理解，甲磺酸银、2-羟基乙磺酸银、2-羟基丙磺酸银、对甲酚磺酸银、醋酸银、乙磺酸银和亚磺酸银为有机银盐，可以在镀锡液中水解出银离子，使得银离子能够和锡共沉积在铜表面形成锡银合金镀层，有效防止纯锡层出现锡须的现象及降低锡层的焊接温度，且在进行浸锡的过程中，有机酸银能够有效地防止金属锡在镀液中或杯壁上产生析出的现象；同时有机银盐还可以吸收镀锡液中的氧气，有效阻止镀锡液中的Sn2+发生氧化反应，且有机银盐还可以络合镀锡液中的Sn2+，进一步阻止Sn2+发生氧化反应和水解反应，进而提高镀锡液的化学稳定性。值得一提的是，在一个较优的实施例中，所述金属盐稳定剂为2-羟基丙磺酸银时，镀锡液的稳定性较好、焊接温度较低及锡层的各项表观性能更佳。

在其中一个实施例中，所述含硫脲化合物包括硫脲、氨基硫脲、乙烯基硫脲和二乙烯硫脲中的至少一种，可以有效地降低锡离子的电位差，以确保Sn²⁺能够与铜发生置换反应，确保了锡层的形成。

在其中一个实施例中，所述镀锡液还包括促进剂。可以理解的，加入一定的促进剂，可以有效地促进Sn²⁺与铜发生置换反应，从而可以更快速地在印刷线路板的铜表面上生成一定厚度的锡层。

为了使促进剂能够Sn²⁺与铜发生置换反应，在本实施例中，所述促进剂包括次磷酸钠，使加入的次磷酸钠能够很好地促进Sn²⁺与铜发生置换反应。在本实施例中，所述次磷酸钠的添加量为50-100g/L，可以确保加入的次磷酸钠能够较全面地促进Sn2+与铜发生置换反应，从而使印刷线路板铜的表面可以更快地生成的(2±1)μm锡层，进而保证了锡层的厚度及优良的钎焊性。

本申请还提供一种镀锡液的制备方法，用于制备上述任一实施例中所述镀锡液，所述镀锡液的制备方法包括如下步骤的部分或全部：将甲基磺酸、锡盐依次加入部分水中进行混合操作，得到第一混合液；将含硫脲化合物、配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂和改良剂进行混合操作，得到第二混合液；将第一混合液与第二混合液进行混合操作，并用水定容至所需体积，得到所述镀锡液。

上述的镀锡液的制备方法，将甲基磺酸、锡盐依次加入部分水中进行混合操作，使甲基磺酸能够为锡盐在水中溶解生成Sn²⁺提供良好保障，避免了Sn²⁺发生水解和氧化反应，从而得到稳定性较好的第一混合液，再将含硫脲化合物、配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂和改良剂进行混合操作，从而得到具有稳定性较好、均一性的络合体系，然后再将第一混合液和第二混合液进行混合操作，使稳定性较好、且均一性好的络合体系，能够更好地络合锡盐中的Sn²⁺，从而有效地避免了Sn²⁺氧化或水解成Sn⁴⁺，进一步确保制备得到稳定性好的镀锡液，保了浸锡后印刷线路板的锡层表面平整度好、无裂痕、表面光亮均匀、致密、无阻焊防护膜发白及无脱落的现象，从而提高了印刷线路板在后续的使用中安全性和稳定性。

请参阅图1，为了更好地理解本申请的镀锡液的制备方法，以下对本申请的镀锡液的制备方法作进一步的解释说明：

一实施方式的镀锡液的制备方法包括如下步骤：

S110、将甲基磺酸、锡盐依次加入部分去水中进行混合操作，得到第一混合液。

在本实施例中，将甲基磺酸、锡盐依次加入部分水中进行混合操作，得到第一混合液。可以理解，先将甲基磺酸加入部分水，从而为锡盐营造一个酸性的环境，可以有效抑制锡盐中Sn²⁺氧化或水解成Sn⁴⁺，进而确保了大量的Sn²⁺能够沉积在铜的表面，得到具有一定厚度的锡层。

在其中一个实施例中，所述第一混合液的PH值＜1，通过控制第一混合液的PH值的范围，更利于抑制Sn2+离子的水解，增加镀锡液的稳定性，且有利于铜的溶解而促进Sn²⁺离子在铜表面的置换反应。

S120、将含硫脲化合物、配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂和改良剂进行混合操作，得到第二混合液。

在本实施例中，将含硫脲化合物、配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂和改良剂进行混合操作，得到第二混合液。可以理解的，由于第二混合液中含有多种不同的络合物，即配位剂和金属盐稳定剂，由于配位剂和金属盐稳定剂与第一混合液中Sn²⁺与络合能力的强弱不一样，如果配位剂和金属盐稳定剂分别加入锡盐中，使镀锡液的络合效果会受到两者添加的先后顺序的影响，即如果先加络合能力较弱的金属盐稳定剂再加络合能力强的配位剂或先加络合能力强的配位剂加再络合能力较弱的金属盐稳定剂均出现镀镀液中生成络合物较不稳定现象，而将配位剂、金属盐稳定剂与硫脲化合物、配位剂及剩余的去离子水进行混合操作，可以得到稳定性较好、且均一性好的络合体系，以便第二混合液与第一混合液能够更好地进行混合操作。

在其中一个实施例中，在将含硫脲化合物、配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂、改良剂和剩余的去离子水中进行混合操作，得到第二混合液的步骤中，还将促进剂一并和所述硫脲化合物、所述配位剂、所述表面活性剂、所述金属盐稳定剂、所述改良剂和所述剩余的去离子水进行混合操作。可以理解的，加入的促进剂能够有效地促进Sn²⁺与铜发生置换反应，从而可以更快速地在印刷线路板的铜表面上生成一定厚度的锡层。

S130、将第一混合液与第二混合液进行混合操作，并用水定容至所需体积，即得到所述镀锡液。

在本实施例中，将第一混合液与第二混合液进行混合操作，并用水定容至所需体积，得到所述镀锡液。可以理解，使均一性好的第二混合液能够均匀地分散在第一混合液接触的界面上，从而确保第二混合液与第一混合液可以混合地更加均匀，以得到更加稳定的镀锡液。

值得一提的是，在实际运用中，可以将第一混合液与第二混合液进行单独包装销售，以使用户可以根据实际生产需求进行单独购买，从而提高镀锡液的适用性。

在其中一个实施例中，所述水为去离子水，通过在整个制备过程中使用去离子水，可以有效避免其他杂质进入，得到无杂质的镀锡液。

本申请还提供上述镀锡液用于在印制线路板的镀锡方法，所述用于在印制线路板的镀锡方法具体包括如下步骤的部分或全部：对镀件进行除油处理，得到洁净镀件；对所述洁净镀件进行微蚀处理，得到一级基板；对所述一级基板进行加热操作，得到二级基板；将所述一级基板置于所述镀锡液中进行浸泡操作，得到三级基板。

请参阅图2，为了更好地理解本申请的用于印制线路板的镀锡方法，以下对本申请的用于印制线路板的镀锡方法作进一步的解释说明：

一实施方式的用于印制线路板的镀锡方法包括如下步骤：

S210、对镀件进行除油处理，得到洁净镀件。

在本实施例中，对镀件进行除油处理，得到洁净镀件。可以理解，采用除油剂对镀件表面进行除油处理，不仅可以有效地清除镀件表面的杂质及油污，而且可以达到粗化镀件表面，如此可以增大镀件与镀锡液的接触面积。

S220、对所述洁净镀件进行微蚀处理，得到一级基板。

在本实施例中，对所述洁净镀件进行微蚀处理，得到一级基板。可以理解，采用微蚀液对洁净镀件进行微蚀处理，可以有效地粗化镀件的表面的粗糙度，从而得到一级基板，增大一级基板表面与后工序中的镀锡液的结合力。

S230、对所述一级基板进行加热操作，得到二级基板。

在本实施例中，对所述一级基板进行加热操作。可以理解，通过将一级基板进行加热操作，一方面能够进一步去除残留在一级基板上的除油剂及微蚀液，以免附着在一级基板表面的除油剂及微蚀液进入镀锡液中，影响锡在印刷线路板沉积速度及表面的平整度，另一方面，通过对一级基板进行加热操作，使一级基板表面的铜层在受热时表面会发生膨胀，如此，在浸锡时，可以增大铜与镀锡液的接触面积，以提高锡在铜表面的沉积的速率，进一步地，通过对一级基板进行加热后得到的二级基板在浸泡时，可以保证一级基板能够与镀锡液较快地进入反应阶段，可以更快得到表面平整度好，细致紧密无锡丝的锡层。

在其中一实施例中，在对所述一级基板进行加热操作的步骤中，所述加热操作的条件为加热温度120℃-170℃，加热时间为1min-2min。可以理解的是，通过将一级基板放置于120℃-170℃烘箱中加热1min-2min，如此，使得二级基板的表面的铜能够发生膨胀，又由于加热的时间在1min-2min，使得二级基板中间的树脂层的热量较少，且不会发生形变，从而确保了二级基板整体稳定的骨架。若温度太高和时间太长，则容易造成二级基板中间的树脂层发生变形，造成产品报废。若温度太低和时间太短，则不得保证二级基板的铜表面发生膨胀的效果。

S240、将所述二级基板置于所述镀锡液中进行浸泡操作，得到三级基板。

在本实施例中，将所述二级基板置于所述镀锡液中进行浸泡操作，得到三级基板。可以理解的是，将二级基板放置于镀锡液，从而使二级基板表面能够镀上一层锡层。

在其中一个实施例中，在所述将所述二级基板置于所述镀锡液进行浸泡操作中的具体步骤包括：将所述镀锡液加热至50℃-80℃时，再将所述二级基板放置于所述镀锡液浸泡浸泡时间为10min-15min。可以理解的是，通过先将镀锡液加热至50℃-80℃，可以加快镀锡液的中H⁺的溶解速度，以使镀锡液的PH能够保持在<1，然后再将二级基板置镀锡液，由于二级基板表面的温度具有一定的温度，从而避免了加入时的二级基板表面铜的温度太低影响二级基板表面铜与镀锡液的反应速度，而经过加热后的二级基板一方面能够加快铜与锡之间的置换反应，即可以加快镀锡液的中H⁺的电解速度，且确保镀锡液中的PH能够维持在<1，从而有效地抑制Sn²⁺转化成Sn⁴⁺，进而确保了镀锡液的络合体系的稳定性，保证了锡层的厚度、平整性及无锡丝的现象，从而使锡层具有优良的钎焊性，另一面，由于将加热后的二级基板表面的铜面获得膨胀后，不仅增大了二级基板铜面在与镀锡液的接触面，如此可以增大了锡和改良剂在二级基板的沉积面积，确保了锡和改良剂能够更加紧密地沉积在铜的表面，且在二级基板上形成更为牢固的锡层，得到表面平整度好、无裂痕、表面光亮均匀、致密、无阻焊防护膜发白及无脱落的三级基板，可以更好地满足现代印刷线路板的生产需求。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

1、本发明的镀锡液中，以锡盐、甲基磺酸和含硫脲化合物为主剂，其中，锡盐中的锡离子是锡层的主要来源，即为锡层提供直接的Sn²⁺，甲基磺酸可以为镀锡液提供酸性条件，从而使锡盐可以更好地溶解在甲基磺酸中，有效地抑制Sn²⁺水解生成Sn⁴⁺，得到稳定性好的Sn²⁺的镀锡液，进而提高了镀锡液的化学稳定性；含硫脲化合物，能够有效地降低锡离子的电位差，确保Sn²⁺能够很好地沉积附着在印刷线路板铜的表面形成锡层。

2、本发明的镀锡液中，并通过加入配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂及改良剂为辅助剂，其中，配位剂能够有效络合Sn²⁺，有效避免了Sn²⁺氧化成Sn⁴⁺的问题，进一步提高了镀锡液的化学稳定性，从而使配位剂能有效提高化学镀锡的沉积速率、锡层硬度及致密性；加入的表面活性剂，可以很好地附着在印刷线路板，从而能够有效阻碍锡离子在铜表面的沉积，延长锡离子与铜的置换反应的时间，进而有效地抑制锡层中锡晶核长大，使印刷线路板表面可以得到更均匀平整的锡层；金属盐稳定剂一方面能够有效络合Sn²⁺并生成络合物，有效避免了Sn²⁺氧化或水解成Sn⁴⁺的问题，另一方面金属盐稳定剂还能与镀锡液中的氧气进行反应，从而降低了镀锡液中的氧气的浓度，确保印刷线路板表面的铜能够更好地与镀锡液中锡离子发生置换反应；加入的改良剂一方面能够提高镀锡液的化学稳定性，另一方面能够与锡共同沉积在印刷线路板铜的表面，从而解决了锡层存在的焊接温度较高、锡须长、表面粗糙、发黑及平整度较差等问题。

3、进一步地，本申请通过将配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂及改良剂进行联合使用，使四者能起到很好的协同增效作用，从而形成稳定性好的络合体系，能够更有效地络合Sn²⁺，更加有效抑制Sn²⁺氧化或水解成Sn⁴⁺的问题，更好地提高了镀锡的化学稳定性，确保了浸锡后印刷线路板的锡层表面平整度好、无裂痕、表面光亮均匀、致密、无阻焊防护膜发白及无脱落的现象，进而提高了印刷线路板在后续的使用中安全性和稳定性。此外，配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂及改良剂形成的络合体系能够与含硫脲化合物更进一步地增强锡盐中Sn²⁺的稳定性，可以有效避免抗氧气剂的添加，进而保证锡层具有良好的表观性、钎焊性及稳定性。

以下列举一些具体实施例，若提到％，均表示按重量百分比计。需注意的是，下列实施例并没有穷举所有可能的情况，并且下述实施例中所用的材料如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1-9耐高温隔热保温板，以质量浓度计，包括如表1所示组分。

表1实施例1-10镀锡液组分表

将表1中实施例1-3的配方按照以下步骤进行制备：

将甲基磺酸、甲基磺酸锡依次加入2L去离子水中进行混合操作，得到第一混合液；将硫脲、柠檬酸、聚乙二醇、2-羟基丙磺酸银、硅和次磷酸钠进行混合操作，得到第二混合液；将第一混合液与第二混合液进行混合操作，并用去离子水定容至10L，即得到所述镀锡液。其中，聚乙二醇的分子量为800。

其中，将上述实施例1-3制备得到的镀锡液用于印制线路板的镀锡方法包括如下步骤：

对镀件进行除油处理及冷水清洗操作，得到洁净镀件；对所述洁净镀件进行微蚀处理，得到一级基板；对所述一级基板进行加热操作，得到二级基板，所述加热操作的条件为加热温度为120℃，加热时间为1min，将所述二级基板置于所述镀锡液中进行浸泡操作，所述浸泡操作的条件为浸泡温度为50℃，浸泡时间为15min，得到三级基板。

将表1中实施例4的配方按照以下步骤进行制备：

将甲基磺酸、氨基磺酸亚锡依次加入2L去离子水中进行混合操作，得到第一混合液；将硫脲、柠檬酸、聚乙二醇、2-羟基丙磺酸银、锗和次磷酸钠进行混合操作，得到第二混合液；将第一混合液与第二混合液进行混合操作，并用去离子水定容至10L，即得到所述镀锡液；其中，聚丙二醇的分子量为1000。

其中，将上述实施例4制备得到的镀锡液用于印制线路板的镀锡方法包括如下步骤：对镀件进行除油处理及冷水清洗操作，得到洁净镀件；对所述洁净镀件进行微蚀处理，得到一级基板；对所述一级基板进行加热操作，得到二级基板，所述加热操作的条件为加热温度150℃，加热时间为1.5min，将所述二级基板置于所述镀锡液中进行浸泡操作，所述浸泡操作的条件为浸泡温度为70℃，浸泡时间为12min，得到三级基板。

将表1中实施例5的配方按照以下步骤进行制备：

将甲基磺酸、甲基磺酸锡依次加入2L去离子水中进行混合操作，得到第一混合液；将硫脲、柠檬酸、聚乙二醇、2-羟基丙磺酸银、碲和次磷酸钠进行混合操作，得到第二混合液；将第一混合液与第二混合液进行混合操作，并用去离子水定容至10L，即得到所述镀锡液。其中，聚乙二醇的分子量为2000。

其中，将上述实施例5制备得到的镀锡液用于印制线路板的镀锡方法包括如下步骤：对镀件进行除油处理及冷水清洗操作，得到洁净镀件；对所述洁净镀件进行微蚀处理，得到一级基板；对所述一级基板进行加热操作，得到二级基板，所述加热操作的条件为加热温度150℃，加热时间为1.5min，将所述二级基板置于所述镀锡液中进行浸泡操作，所述浸泡操作的条件为浸泡温度为70℃，浸泡时间为12min，得到三级基板。

将表1中实施例6-10的配方按照以下步骤进行制备：

将甲基磺酸、甲基磺酸锡、氨基磺酸亚锡依次加入2L去离子水中进行混合操作，得到第一混合液；将硫脲、氨基硫脲、柠檬酸、葡萄糖酸、聚乙二醇、聚丙二醇、甲磺酸银、2-羟基丙磺酸银、硅、锗、碲和次磷酸钠进行混合操作，得到第二混合液；将第一混合液与第二混合液进行混合操作，并用去离子水定容至10L，即得到所述镀锡液。其中，聚乙二醇的分子量为800，聚丙二醇的分子量为2000。

其中，将实施例6-10所制备得到的镀锡液用于印制线路板的镀锡方法包括如下步骤：

对镀件进行除油处理及冷水清洗操作，得到洁净镀件；对所述洁净镀件进行微蚀处理，得到一级基板；对所述一级基板进行加热操作，得到二级基板，所述加热操作的条件为加热温度170℃，加热时间为2min，将所述二级基板置于所述镀锡液中进行浸泡操作，所述浸泡操作的条件为浸泡温度为80℃，浸泡时间为10min，得到三级基板。

对比例1

对比例1与实施例2的区别为对比例1的镀锡液不包含硅，其它组分用量、制备方法及用于印制线路板的镀锡方法与实施例2相同。

对比例2

对比例2与实施例2的区别为对比例2的镀锡液不含柠檬酸，其它组分用量、制备方法及用于印制线路板的镀锡方法与实施例2相同。

对比例3

对比例3与实施例2的区别为对比例3的镀锡液不含聚乙二醇，其它组分用量、制备方法及用于印制线路板的镀锡方法与实施例2相同。

对比例4

对比例4与实施例2的区别为对比例4的镀锡液中的不含2-羟基丙磺酸银，其它组分用量、制备方法及用于印制线路板的镀锡方法与实施例2相同。

对比例5

对比例5与实施例7的区别为对比例5的用于印制线路板的镀锡方法不同，其它组分用量和制备方法与实施例7相同，对镀件进行除油处理及冷水清洗操作，得到洁净镀件；对所述洁净镀件进行微蚀处理，得到一级基板；将所述一级基板置于所述镀锡液中进行浸泡操作，所述浸泡操作的条件为浸泡温度为80℃，浸泡时间为10min，得到二级基板。

对实施例2，4-8及对比例1-5得到的锡层进行测试。

试验结果如表2所示。

表2：性能测试结果

由表2可以看出，实施例2，4-8中加入的改良剂与配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂能够更好地发生协同增效作用，使锡层表面光亮均匀，致密，无阻焊防护膜发白，锡层经155℃下烘烤4h，或经8d的潮湿试验，或经3次回流后仍具有优良的钎焊性；离子污染度小于1μg/cm²；保存1年无焊锡性问题；无锡须产生等要求，进一步保证了印刷线路板的质量；还解决了锡层存在的焊接温度较高的现象，有效避免了焊接温度高引起印刷线路板表观性能发生异常，且更好地抑制锡丝的生长，可以满足现代高精密的印刷线路板的生产要求，其中，实施例7的镀锡液的各项性能更为优异，效果更好。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种镀锡液，其特征在于，包括如下各组分：

锡盐、甲基磺酸、含硫脲化合物、配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂和改良剂。

2.根据权利要求1所述的镀锡液，其特征在于，所述镀锡液包括如下质量浓度的各组分：

3.根据权利要求1所述的镀锡液，其特征在于，所述改良剂包括硅、锗、碲和砷中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的镀锡液，其特征在于，所述配位剂包括柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸和EDTA中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的镀锡液，其特征在于，所述表面活性剂包括聚乙二醇、聚丙二醇、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、4-枯基苯酚基氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧丙烯醚、壬基酚聚氧丙烯醚、辛基酚聚氧丙烯醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯和双酚中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的镀锡液，其特征在于，所述金属盐稳定剂包括甲磺酸银、2-羟基乙磺酸银、2-羟基丙磺酸银、对甲酚磺酸银、醋酸银、乙磺酸银和亚磺酸银中至少一种。

7.根据权利要求1所述的镀锡液，其特征在于，所述含硫脲化合物包括硫脲、氨基硫脲、乙烯基硫脲和二乙烯硫脲中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的镀锡液，其特征在于，所述镀锡液还包括促进剂。

9.一种镀锡液的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-8任一项中所述的镀锡液，所述镀锡液的制备方法包括如下步骤：

将甲基磺酸、锡盐依次加入部分水中进行混合操作，得到第一混合液；

将含硫脲化合物、配位剂、表面活性剂、金属盐稳定剂和改良剂进行混合操作，得到第二混合液；

将第一混合液与第二混合液进行混合操作，并用水定容至所需体积，得到所述镀锡液。

10.一种用于印制线路板的镀锡方法，其特征在于，所述用于印制线路板的镀锡方法包括如下步骤：

对镀件进行除油处理，得到洁净镀件；

对所述洁净镀件进行微蚀处理，得到一级基板；

对所述一级基板进行加热操作，得到二级基板；

将所述二级基板置于权利要求1-8任一项中所述的镀锡液中进行浸泡操作，得到三级基板。

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