CN116837429B - 一种适用于引线框架镀锡的电镀液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于引线框架镀锡的电镀液，涉及电镀技术领域，以去离子水为溶剂，其包括如下浓度的各组分：锡盐15‑30g/L、自由酸30‑50g/L、哌嗪‑N,N'‑双(2‑羟基丙烷磺酸)5‑8g/L、木质素磺酸钠1‑3g/L、表面活性剂3‑5g/L、润湿剂1‑3g/L、抗氧化剂2‑4g/L、络合剂4‑8g/L、光亮剂1‑3g/L、腺苷1‑3g/L。该电镀液稳定性好，环保性、耐高温性和消泡作用足，形成的电镀锡层与引线框架结合力强、抗氧化性和可焊性好、表面质量佳。
Description
技术领域
本发明涉及电镀技术领域，尤其涉及一种适用于引线框架镀锡的电镀液。
背景技术
近年来，随着电子信息工业的迅速发展，作为电子信息技术核心的集成电路在不断推陈出新。在集成电路中，引线框架是连接芯片与外部元件的载体，是集成电路的关键零部件之一，也是半导体和集成电路产品赖以生存的结构材料。
为了提高引线框架的可焊性，在引线框架的制作过程中对引线框架进行电镀锡是必不可少的环节。电镀锡是一种常见的表面加工工艺，主要是利用电化学方法将金属锡离子还原为金属锡，在固体表面上沉积一层金属锡或锡合金的过程。在电镀锡过程中必不可少的一种试剂为电镀液，其组成配方直接影响电镀锡效果。市面上的电镀液种类繁多，然而，它们或多或少存在腐蚀性强，稳定性不佳，容易造成环境污染，耐高温性能和消泡作用不足，形成的电镀锡层与引线框架结合力有限、抗氧化性、焊接性和焊接可靠性有待进一步改善的技术缺陷。
为了解决上述问题，授权公告号为CN103757669B的中国发明专利公开了一种电镀锡液，包括如下原料组分：（A）亚锡盐，亚锡离子的浓度为1-100g/L；（B）酸：酸的总浓度为10-200g/L；（C）表面活性剂：结构式为 R1COO(C2H4O)nH、R2S(C2H4O)mH的非离子表面活性剂中的一种或几种，表面活性剂的总浓度为1-20g/L；（D）电流分散剂：含不饱和键的二元羧酸类衍生物或其盐，浓度为0.01-2g/L；（E）导电盐，浓度为2-10g/L；（F）pH调节剂，调节电镀锡液的pH值为2.0-4.0。该发明的电镀锡液可以优化电镀锡滚筒中钢珠、电子元件到导电球之间的电流分布，杜绝钢珠、电子元件粘结电镀在导电球上，提高电镀锡产品的品质。然而，该电镀锡液环保性、耐高温性，形成的电镀锡层的抗氧化性和可焊性仍然有待进一步提高。
因此，开发一种稳定性好，环保性、耐高温性和消泡作用足，形成的电镀锡层与引线框架结合力强、抗氧化性和可焊性好、表面质量佳的适用于引线框架镀锡的电镀液符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进引线框架镀锡领域的发展具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种稳定性好，环保性、耐高温性和消泡作用足，形成的电镀锡层与引线框架结合力强、抗氧化性和可焊性好、表面质量佳的适用于引线框架镀锡的电镀液。
为达到以上目的，本发明提供一种适用于引线框架镀锡的电镀液，以去离子水为溶剂，其包括如下浓度的各组分：锡盐15-30g/L、自由酸30-50g/L、哌嗪-N,N'-双(2-羟基丙烷磺酸) 5-8g/L、木质素磺酸钠1-3g/L、表面活性剂3-5g/L、润湿剂1-3g/L、抗氧化剂2-4g/L、络合剂4-8g/L、光亮剂1-3g/L。
优选的，所述适用于引线框架镀锡的电镀液还包括如下浓度的组分：腺苷1-3g/L。
优选的，所述适用于引线框架镀锡的电镀液，以去离子水为溶剂，其包括如下浓度的各组分：锡盐22g/L、自由酸40g/L、哌嗪-N,N'-双(2-羟基丙烷磺酸) 7g/L、木质素磺酸钠2g/L、表面活性剂4g/L、润湿剂2g/L、抗氧化剂3g/L、络合剂6g/L、光亮剂2g/L、腺苷2g/L。
优选的，所述光亮剂为戊二醛、磺基水杨酸、2-羟基-1萘甲醛中的至少一种。
优选的，所述络合剂为葡萄糖酸内酯、氨基磺酸、三乙醇胺中的至少一种。
优选的，所述抗氧化剂为间苯二酚、甲酚、萘酚、抗坏血酸中的至少一种。
优选的，所述润湿剂为聚乙二醇、甘油、烷基醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚中的一种或多种的混合。
优选的，所述表面活性剂为Plurafac SL-62、Plurafac S-305LF、Synfac 8216、Synfac 8120中的一种或多种的混合。
优选的，所述自由酸为甲基磺酸、乙基磺酸、苯甲酸中的至少一种。
优选的，所述锡盐为甲基磺酸亚锡、乙基磺酸亚锡、氯化亚锡中的至少一种。
优选的，所述适用于引线框架镀锡的电镀液的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量份加入到去离子水中，搅拌均匀后，制成适用于引线框架镀锡的电镀液。
由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：
本发明公开的适用于引线框架镀锡的电镀液的制备方法，将各组分混合均匀即可，无需专用设备和生产线，制备效率和成品合格率高，适于连续规模化生产，具有较高的推广应用价值。
本发明公开的适用于引线框架镀锡的电镀液，以去离子水为溶剂，包括如下浓度的各组分：锡盐15-30g/L、自由酸30-50g/L、哌嗪-N,N'-双(2-羟基丙烷磺酸) 5-8g/L、木质素磺酸钠1-3g/L、表面活性剂3-5g/L、润湿剂1-3g/L、抗氧化剂2-4g/L、络合剂4-8g/L、光亮剂1-3g/L、腺苷1-3g/L。通过各组分之间的相互配合，共同作用，使得制成的电镀液稳定性好，环保性、耐高温性和消泡作用足，形成的电镀锡层与引线框架结合力强、抗氧化性和可焊性好、表面质量佳。
本发明公开的适用于引线框架镀锡的电镀液，通过引入腺苷、哌嗪-N,N'-双(2-羟基丙烷磺酸)和木质素磺酸钠，与其它组分配合作用，能够显著减少杂质在阴极表面沉积，从而降低锡镀层杂质含量，提高镀层的均匀度与平整度，改善电镀锡层的外观质量。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
一种适用于引线框架镀锡的电镀液，以去离子水为溶剂，其包括如下浓度的各组分：锡盐15g/L、自由酸30g/L、哌嗪-N,N'-双(2-羟基丙烷磺酸) 5g/L、木质素磺酸钠1g/L、表面活性剂3g/L、润湿剂1g/L、抗氧化剂2g/L、络合剂4g/L、光亮剂1g/L。
所述适用于引线框架镀锡的电镀液还包括如下浓度的组分：腺苷1g/L；所述光亮剂为戊二醛；所述络合剂为葡萄糖酸内酯；所述抗氧化剂为间苯二酚；所述润湿剂为聚乙二醇；所述表面活性剂为Plurafac SL-62；所述自由酸为甲基磺酸；所述锡盐为甲基磺酸亚锡。
所述适用于引线框架镀锡的电镀液的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量份加入到去离子水中，搅拌均匀后，制成适用于引线框架镀锡的电镀液。
实施例2
一种适用于引线框架镀锡的电镀液，以去离子水为溶剂，其包括如下浓度的各组分：锡盐20g/L、自由酸35g/L、哌嗪-N,N'-双(2-羟基丙烷磺酸)6g/L、木质素磺酸钠1.5g/L、表面活性剂3.5g/L、润湿剂1.5g/L、抗氧化剂2.5g/L、络合剂5g/L、光亮剂1.5g/L。
所述适用于引线框架镀锡的电镀液还包括如下浓度的组分：腺苷1.5g/L。
所述光亮剂为磺基水杨酸；所述络合剂为氨基磺酸；所述抗氧化剂为甲酚；所述润湿剂为甘油；所述表面活性剂为Plurafac S-305LF；所述自由酸为乙基磺酸；所述锡盐为乙基磺酸亚锡。
所述适用于引线框架镀锡的电镀液的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量份加入到去离子水中，搅拌均匀后，制成适用于引线框架镀锡的电镀液。
实施例3
一种适用于引线框架镀锡的电镀液，以去离子水为溶剂，其包括如下浓度的各组分：锡盐22g/L、自由酸40g/L、哌嗪-N,N'-双(2-羟基丙烷磺酸) 7g/L、木质素磺酸钠2g/L、表面活性剂4g/L、润湿剂2g/L、抗氧化剂3g/L、络合剂6g/L、光亮剂2g/L、腺苷2g/L。
所述光亮剂为2-羟基-1萘甲醛；所述络合剂为三乙醇胺；所述抗氧化剂为萘酚；所述润湿剂为烷基醇聚氧乙烯醚；所述表面活性剂为Synfac 8216；所述自由酸为苯甲酸；所述锡盐为氯化亚锡。
所述适用于引线框架镀锡的电镀液的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量份加入到去离子水中，搅拌均匀后，制成适用于引线框架镀锡的电镀液。
实施例4
一种适用于引线框架镀锡的电镀液，以去离子水为溶剂，其包括如下浓度的各组分：锡盐28g/L、自由酸45g/L、哌嗪-N,N'-双(2-羟基丙烷磺酸) 7.5g/L、木质素磺酸钠2.5g/L、表面活性剂4.5g/L、润湿剂2.5g/L、抗氧化剂3.5g/L、络合剂7.5g/L、光亮剂2.5g/L。
所述适用于引线框架镀锡的电镀液还包括如下浓度的组分：腺苷2.5g/L。
所述光亮剂为戊二醛、磺基水杨酸、2-羟基-1萘甲醛按质量比1:2:1混合形成的混合物；所述络合剂为葡萄糖酸内酯、氨基磺酸、三乙醇胺按质量比2:3:1混合形成的混合物；所述抗氧化剂为间苯二酚、甲酚、萘酚、抗坏血酸按质量比1:2:1:1混合形成的混合物；所述润湿剂为聚乙二醇、甘油、烷基醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚按质量比1:3:2:2:1混合形成的混合物；所述表面活性剂为Plurafac SL-62、Plurafac S-305LF、Synfac 8216、Synfac 8120按质量比1:3:5:2混合形成的混合物；所述自由酸为甲基磺酸、乙基磺酸、苯甲酸按质量比1:2:1混合形成的混合物；所述锡盐为甲基磺酸亚锡、乙基磺酸亚锡、氯化亚锡按质量比2:3:1混合形成的混合物。
所述适用于引线框架镀锡的电镀液的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量份加入到去离子水中，搅拌均匀后，制成适用于引线框架镀锡的电镀液。
实施例5
一种适用于引线框架镀锡的电镀液，以去离子水为溶剂，其包括如下浓度的各组分：锡盐30g/L、自由酸50g/L、哌嗪-N,N'-双(2-羟基丙烷磺酸) 8g/L、木质素磺酸钠3g/L、表面活性剂5g/L、润湿剂3g/L、抗氧化剂4g/L、络合剂8g/L、光亮剂3g/L。
所述适用于引线框架镀锡的电镀液还包括如下浓度的组分：腺苷3g/L；所述光亮剂为戊二醛；所述络合剂为氨基磺酸；所述抗氧化剂为抗坏血酸；所述润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚；所述表面活性剂为Synfac 8120；所述自由酸为乙基磺酸；所述锡盐为氯化亚锡。
所述适用于引线框架镀锡的电镀液的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量份加入到去离子水中，搅拌均匀后，制成适用于引线框架镀锡的电镀液。
对比例1
一种适用于引线框架镀锡的电镀液，其与实施例1基本相同，不同的是没有添加哌嗪-N,N'-双(2-羟基丙烷磺酸)。
对比例2
一种适用于引线框架镀锡的电镀液，其与实施例1基本相同，不同的是没有添加腺苷。
为了进一步说明本发明各实施例适用于引线框架镀锡的电镀液的有益技术效果，对实施例1-5及对比例1-2中涉及的适用于引线框架镀锡的电镀液进行相关性能测试，测试方法如下：将待镀工件进行化学除油、碱蚀、水洗、酸蚀、水洗、预浸锌、化学镀镍、水洗步骤，将上述的实施例1-5及对比例1-2任一电镀液放入电镀槽中，将上述预处理后的待镀工件作为阴极，采用纯锡棒作为阳极，接通直流电流，电镀温度为25℃，电流密度1A/dm2，电镀时间为10min。具体测试方法参见中国发明专利CN112853413B。其中，对于可焊性，若焊接牢固，焊点光滑，焊接处镀层无起泡脱落现象，证明镀锡层可焊性OK，否则NG。电镀液稳定性的考察方法如下：以纯锡棒作为阳极，待镀工件作为阴极，以各例电镀液产品，于25℃、阴极电流密度为1A/dm2条件下连续电镀30天，观察电镀液浑浊情况。
表1
从表1可见，本发明实施例公开的适用于引线框架镀锡的电镀液形成的镀锡层，与对比例相比，具有更加优异的外观质量和可焊性，且杂质金属离子含量更低，与引线框架结合力强；电镀液稳定性更佳；哌嗪-N,N'-双(2-羟基丙烷磺酸)、腺苷的加入对改善上述性能有益。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (9)
1.一种适用于引线框架镀锡的电镀液，其特征在于，以去离子水为溶剂，其包括如下浓度的各组分：锡盐15-30g/L、自由酸30-50g/L、哌嗪-N,N'-双(2-羟基丙烷磺酸) 5-8g/L、木质素磺酸钠1-3g/L、表面活性剂3-5g/L、润湿剂1-3g/L、抗氧化剂2-4g/L、络合剂4-8g/L、光亮剂1-3g/L、腺苷1-3g/L。
2.根据权利要求1所述适用于引线框架镀锡的电镀液，其特征在于，所述适用于引线框架镀锡的电镀液，以去离子水为溶剂，其包括如下浓度的各组分：锡盐22g/L、自由酸40g/L、哌嗪-N,N'-双(2-羟基丙烷磺酸) 7g/L、木质素磺酸钠2g/L、表面活性剂4g/L、润湿剂2g/L、抗氧化剂3g/L、络合剂6g/L、光亮剂2g/L、腺苷2g/L。
3.根据权利要求1所述适用于引线框架镀锡的电镀液，其特征在于，所述光亮剂为戊二醛、磺基水杨酸、2-羟基-1萘甲醛中的至少一种。
4.根据权利要求1所述适用于引线框架镀锡的电镀液，其特征在于，所述络合剂为葡萄糖酸内酯、氨基磺酸、三乙醇胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述适用于引线框架镀锡的电镀液，其特征在于，所述抗氧化剂为间苯二酚、甲酚、萘酚、抗坏血酸中的至少一种。
6.根据权利要求1所述适用于引线框架镀锡的电镀液，其特征在于，所述润湿剂为聚乙二醇、甘油、烷基醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚中的一种或多种的混合。
7.根据权利要求1所述适用于引线框架镀锡的电镀液，其特征在于，所述表面活性剂为Plurafac SL-62、Plurafac S-305LF、Synfac 8216、Synfac 8120中的一种或多种的混合。
8.根据权利要求1所述适用于引线框架镀锡的电镀液，其特征在于，所述自由酸为甲基磺酸、乙基磺酸、苯甲酸中的至少一种；所述锡盐为甲基磺酸亚锡、乙基磺酸亚锡、氯化亚锡中的至少一种。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述适用于引线框架镀锡的电镀液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份加入到去离子水中，搅拌均匀后，制成适用于引线框架镀锡的电镀液。
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