CN87103733A - 锡铈锑电镀液及其配制方法 - Google Patents

Abstract

一种由硫酸(H₂SO4)、硫酸亚锡(SnSO₄)、硫酸 铈(Ce(SO₄)₃)、甲醛(H₂CO)、洒石酸锑钾 (KSbOC₄H₄O₆·1/2H₂O)光亮剂(SS—820)去离 子水合成的电镀液及其配制方法。该电镀液无毒、无 味、无污染，适用于印刷线路板、电子元器件引线的电 镀，其镀层抗氧化、耐腐蚀、可焊性好。

Description

本发明涉及一种新型电镀液，适合于印刷线路板、电子元器件引线的电镀。

现有的应用于印刷线路板，电子元器件引线的电镀液为铅锡电镀液。该电镀液以硼酸铅为主盐，含铅量高、有毒、污染环境、危害人身健康。

用铅锡电镀液进行铅锡合金镀层，因光亮剂不稳定，采用暗黑色镀层，然后涂甘油进行热溶，而热溶温度高达250℃，至使环氧树脂印刷线路板变形，同时热溶能使镀层溢流，造成线路短路，热溶还能使镀层金属晶格重新排列，使镀层外表层90%为锡，而锡易氧化成灰色，降低可焊性至使元器件生产过程增加管角刮腿、搪锡工序。铅锡合金镀层进行热溶处理后，表面仍然粗糙、活性大，存放过程中生成氧化物，因镀层表面粗糙，镀层孔隙率大，空气中的蒸气水分容易渗透到镀层中，在镀层晶界中生成氧化物，降低镀层的可焊性，同时，镀层中的锡与底层金属生成金属化合物（锡与铜生成C_n6S_n5，C_n5S_n）导至镀层中的铅向镀层表面富集，铅被氧化生成氧化铅，而氧化铅阻碍焊料对镀层的润湿扩散降低可焊性。

本发明的目的是提供一种新型的锡铈锑电镀液和配制该电镀液的方法。

锡铈锑电镀液由络合剂硫酸（H₂SO₄），硫酸亚锡（SnSO₄）光亮剂（SS-820），含量36%的甲醛（H₂CO），硫酸铈（Ce₂（SO₄）₃），酒石酸锑钾（KSbOC₄H₄O₆· 1/2 H₂O）和去离子水合成的锡铈锑电镀液。该电镀液与铅锡电镀液比较有显著特点：无毒、无味、无污染，用锡铈锑电镀液对印刷线路板和元器件引线进行电镀时，镀复层无须热溶、正平工序，元器件生产过程中减少了管角刮腿、搪锡工序，简化了生产工艺，降低生产成本。锡铈锑镀层合金润湿能力强，增加了印刷线路板，元器件引线的可焊性。

本发明是以如下方式完成的，由络合剂硫酸（H₂SO₄）硫酸亚锡（SnSO₄），光亮剂（SS-820），含量为36%的甲醛（H₂CO）、硫酸铈（Ce₂CSO₄）₃），酒石酸锑钾（KSbOC₄H₄O₆· 1/2 H₂O），去离子水按配制方法合成的无毒、无味、无污染锡铈锑电镀液。该电镀液进行电镀时，阴极面积与阳极面积之比为2∶1，电流密度（DK）每平方公分1-6安培，沉积速度每分钟1微米，电流效率高达97%。该电镀液中含有微量稀土金属铈、锑。因此，抗氧化性能好，并且抑制了与底层铜生成金属化合物，提高可焊性。

该电镀液的离子方程式（简单的）是：

从离子方程式得知3价铈（Ce³⁺）能抑制大气对2价锡（Sn²⁺）的再氧化，抑制4价锡（Sn⁴⁺）的产生，使电镀液处于稳定状态。同时电镀液中的锑（Sb）能保护金属抗氧化，使金属镀层具有抗氧化性，使锡（Sn）和基体铜（Cu）化合，抑制移位和溢流的产生。锡铈锑电镀液进行电镀，其电镀层抗氧化、抗腐蚀、耐高温、可焊性好。完全可以代替现有的铅锡合金镀层。

本发明的配制方法是：用去离子水加入电镀槽容积的三分之一。然后用硫酸（H₂SO₄）（CP）（比重1.84）按每升160克加入电镀槽中，此时槽液温度上升到70～80℃，将硫酸亚锡以40克/升计量调成糊状徐徐加入槽中，边加入边搅拌，使之完全溶解，然后用去离子水以10克/升溶解硫酸铈，再加入电镀槽中，此时槽液温度开始下降，这时用去离子水加入到槽中正常工作面，当温度降至18～40℃时，进行低电流处理，电流密度（DK）每平方公分0.3～0.5安培，处理时间为1小时，然后把用去离子水稀释的光亮剂（SS-820）按每升加15毫升加入槽中，同时把用去离子水溶解的酒石酸锑钾（KSbOC₄H₄O₆· 1/2 H₂O）按每升0.5克加入电镀槽中即得到锡铈锑电镀液。

实施例1、按配制方法将去离子水、硫酸（H₂SO₄）每升160克，硫酸亚锡（SnSO₄）每升40克、硫酸铈（Ce₂CSO₄）₃）每升10克、光亮剂（SS-820）每升15毫升剂量、甲醛每升15毫克剂量、酒石酸锑钾（KSbOC₄H₄O₆· 1/2 H₂O）每升0.5克当量按配制方法进行即得到锡铈锑电镀液。该电镀液在阳极面积与阴极面积2∶1，电流密度每平方公分6安培，进行印刷线路板电镀，即得到锡铈锑合金镀层。在电镀过程中，光亮剂（SS-820）补加量用霍尔槽测。

即：光亮剂（SS-820）补加量＝ (4×Vn)/1.3

Vn为霍尔槽密积

实施例2、镀液性能测试

序号    项目    方法    结果

1    电流效率    库仑计法20℃    97.6%

2 分散能力 T (Y₅)/(Y₁) ×100% 63%

3    深镀能力    φ8×100铜（Cu）    100%

4 沉积速度 19℃.15分钟1.5A/cm²64.8m/吋

锡铈锑电镀液，性能稳定、光亮度高、耐腐蚀、抗氧化性强、可焊性好，无毒、无味、无污染，完全代替目前使用的铅锡电镀液，具有推广价值。

Claims (2)

1、一种新型锡铈锑电镀液，其特征由络合剂硫酸(H₂SO₄)，硫酸亚锡(SnSO₄)，硫酸铈(Ce₂(SO₄)₃)，洒石酸锑钾(KSbOC₄H₄O₆· 1/2 H₂O)，含量36%的甲醛(H₂CO)去离子水合成的电镀液，该电镀液无毒、无味、无污染。该电镀液进行电镀时，阴极面积与阳极面积之比为2∶1，电流密度(DK)每平方公分1-6安培，沉积速度每分钟1微米，电流效率高达97%，该电镀液进行电镀，其电镀层抗氧化、抗腐蚀、耐高温、可焊性好、电镀层无须热溶，正平工序、元器件生产过程中减少管角刮腿、搪锡，简化了生产工艺、降低成本。

2、配制锡铈锑电镀液的方法：其特点是用去离子水加入电镀槽容积的三分之一，然后用硫酸（H₂SO₄）（CP）（比重1.84）按每升160克加入电镀槽中，此时槽液温度上升到70～80℃，将硫酸亚锡以40克/升计量调成糊状徐徐加入槽中，边加入边搅拌，使之完全溶解，然后用去离子水以10克/升溶解硫酸铈，再加入电镀槽中，此时槽液温度开始下降，这时用去离子水加入到槽中。正常工作面，当温度降至18～40℃时，进行低电流处理，电流密度（DK）每平方公分0.3～0.5安培，处理时间为1小时，然后把用去离子水稀释的光亮剂（SS-820）按每升加15毫升加入槽中，同时把用去离子水溶解的洒石酸锑钾（KSbOC₄H₄O₆· 1/2 H₂O）按每升0.5克加入电镀槽中，即得到锡铈锑电镀液。该电镀液使用过程中，溶液混浊，2价锡溢出，此时，每升加3～5毫升含量36%的甲醛，沉淀8小时，过滤即可重新使用。