本發(fā)明涉及線路板技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種印制線路板的化學(xué)鍍錫配方。

背景技術(shù)：

印制電路板，又稱pcb線路板，是電子元器件電氣連接的提供者。印制電路板從單層發(fā)展到雙面板、多層板和撓性板，并不斷地向高精度、高密度和高可靠性方向發(fā)展。不斷縮小體積、減少成本、提高性能，使得印制電路板在未來電子產(chǎn)品的發(fā)展過程中，仍然保持強大的生命力。未來印制電路板生產(chǎn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢是在性能上向高密度、高精度、細孔徑、細導(dǎo)線、小間距、高可靠、多層化、高速傳輸、輕量、薄型方向發(fā)展。

線路板領(lǐng)域的表面處理主要指的是銅面的最終處理，處理后的表面可以起到焊接、綁定等功能，在這一領(lǐng)域，發(fā)達國家一直走在前面，近年來在osp、化學(xué)鎳金等方面國內(nèi)已經(jīng)發(fā)展到了一定程度，但是osp成品檢驗?zāi)恳暀z測和電測不方便，smt返工不適合，存儲條件要求高等缺點?；瘜W(xué)鎳金具有鎳腐蝕、容易滲鍍、漏鍍等缺點。

化學(xué)純錫涂層已長久應(yīng)用于汽車線路板或ic載板的表面處理領(lǐng)域，這得益于其所具有的眾多優(yōu)點，錫面平整性好，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和焊錫性，可多次焊接，錫層不含鉛，對環(huán)境無污染，儲存期長(一年)，制程簡單，工作環(huán)境好等特點，但是現(xiàn)有的鍍層形貌其具有鍍層疏松，結(jié)晶不明顯，鍍層孔隙率較高等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種印制線路板的化學(xué)鍍錫配方，該配方中含有多種絡(luò)合劑，可以使亞錫離子不易被氧化成四價錫，利用還原劑可以除掉溶解在鍍液中的氧氣對亞錫離子的氧化，鍍液中含有乙酸鉍，鍍層為錫鉍合金，合金化的鍍層不易生長錫須。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種印制線路板的化學(xué)鍍錫配方，按照濃度包括以下組分：

亞錫離子10-30g/l

硫脲70-130g/l

甲基磺酸30-70g/l

檸檬酸30-60g/l

亞氨基二琥珀酸四鈉20-50g/l

碳酰肼10-30g/l

界面活性劑10-50mg/l

乙酸鉍0.05-0.15g/l

多氨基多醚基甲叉膦酸20-40g/l

將上述的各組分溶液混合均勻后配置成化學(xué)鍍錫溶液；該化學(xué)鍍錫溶液具有錫沉積速率穩(wěn)定，二價錫不易被氧化成四價錫，溶液穩(wěn)定好的特點。

其中，所述亞錫離子為鍍層錫的來源；硫脲可以大幅降低銅的化學(xué)電位，使錫和銅的置換反應(yīng)得以順利進行；甲基磺酸為化學(xué)鍍錫溶液提供一種酸性環(huán)境；檸檬酸為化學(xué)鍍錫溶液中的第一種絡(luò)合劑，可以有效絡(luò)合亞錫離子，降低亞錫離子被氧化成四價錫的風(fēng)險；亞氨基二琥珀酸四鈉為化學(xué)鍍錫溶液中的第二種絡(luò)合劑，可以有效絡(luò)合亞錫離子，與檸檬酸復(fù)配，降低亞錫離子被氧化成四價錫的風(fēng)險；碳酰肼是一種強還原劑，可以吸收掉混合在溶液中的氧氣，為體系提供一個更加穩(wěn)定的環(huán)境；界面活性劑可以有效降低溶液的表面張力，讓鍍液能順利進入線路板的通孔或者盲孔內(nèi)；乙酸鉍為鍍層中鉍的來源，和錫形成錫鉍合金鍍層，合金化的鍍層可以防止純錫鍍層出現(xiàn)錫須的風(fēng)險；多氨基多醚基甲叉膦酸為化學(xué)錫面保護劑，在化學(xué)鍍錫完成后，其可以附著在化學(xué)錫表面，防止化學(xué)錫鍍層在水中或者空氣中變色氧化。

其中，所述化學(xué)鍍錫溶液中各組分混合的溫度在60-80℃之間，且時間為15min左右。

其中，所述亞錫離子來源于甲基磺酸錫。

其中，所述界面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉中的一種或者兩種。

本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的印制線路板的化學(xué)鍍錫配方，具有如下優(yōu)勢：

1）本發(fā)明采用檸檬酸作為第一種絡(luò)合劑，采用亞氨基二琥珀酸四鈉第二種絡(luò)合劑，可以有效絡(luò)合亞錫離子，與檸檬酸復(fù)配，降低亞錫離子被氧化成四價錫的風(fēng)險，亞氨基二琥珀酸四鈉是一種比較強烈的絡(luò)合劑，與傳統(tǒng)的絡(luò)合劑相比，配伍性優(yōu)異，對錳、鈣、鋅及其他過渡金屬離子的螯合力可與edta媲美，尤其對鐵、銅金屬離子螯合力極佳，超過edta的螯合力，其可以螯合設(shè)備上溶解出來鐵離子等，降低雜質(zhì)金屬對鍍層的不良影響；由于化學(xué)錫反應(yīng)過程中，錫和銅為置換反應(yīng)，溶液中銅離子的存在，會影響化學(xué)錫的沉積速率，特別是其在超過5g/l以上，化學(xué)錫的沉積速率會下降1/3，該絡(luò)合劑的存在，可以有效絡(luò)合銅離子，降低其對沉積速率的影響；另外絡(luò)合劑對錫離子的絡(luò)合也較為強烈，可以使錫在沉積的過程中更加有序排列，所以得到的鍍層相對平整致密；

2）本發(fā)明中碳酰肼是一種強還原劑，可以吸收掉混合在溶液中的氧氣，為體系提供一個更加穩(wěn)定的環(huán)境；碳酰肼是肼的一種衍生物，具有強烈的還原性，是除氧的最先進材料，毒性小、熔點高、脫氧效率遠遠大于目前使用的材料，傳統(tǒng)錫溶液，包括化學(xué)鍍錫和電鍍錫，大部分使用酚類作為抗氧劑，但是酚類作為還原性和抗氧劑，能力相對低下，除氧能力遠不及碳酰肼。

3）本發(fā)明中乙酸鉍為鍍層中鉍的來源，和錫形成錫鉍合金鍍層，合金化的鍍層可以防止純錫鍍層出現(xiàn)錫須的風(fēng)險；傳統(tǒng)錫合金中，第二種金屬為鉛，但近年來鉛因為不環(huán)保，被限制使用，目前出現(xiàn)了錫銀、錫銦合金技術(shù)，但是銀、銦等均存在成本高的缺點，乙酸鉍的使用解決了這些問題；

4）多氨基多醚基甲叉膦酸為化學(xué)錫面保護劑，在化學(xué)鍍錫完成后，其可以附著在化學(xué)錫表面，防止化學(xué)錫鍍層在水中或者空氣中變色氧化；目前化學(xué)錫生產(chǎn)過程中，錫面發(fā)黑是困擾業(yè)界的主要問題之一，因為錫不耐酸堿，在潮濕環(huán)境下，空氣暴露十多秒就會發(fā)黑，該多氨基多醚基甲叉膦酸的加入，會與錫形成一層分子級別的多氨基多醚基甲叉膦酸錫的分子膜，可以杜絕錫面變色；

5）該配方中含有多種絡(luò)合劑，可以使亞錫離子不易被氧化成四價錫，利用還原劑可以除掉溶解在鍍液中的氧氣對亞錫離子的氧化，鍍液中含有乙酸鉍，鍍層為錫鉍合金，合金化的鍍層不易生長錫須；且該化學(xué)鍍錫溶液具有錫沉積速率穩(wěn)定，二價錫不易被氧化成四價錫，溶液穩(wěn)定好的特點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實施例使用化學(xué)鍍錫配方得到的鎳層表面形貌圖；

圖2為本發(fā)明第二實施例使用化學(xué)鍍錫配方得到的鎳層表面形貌圖；

圖3為本發(fā)明第三實施例使用化學(xué)鍍錫配方得到的鎳層表面形貌圖；

圖4為傳統(tǒng)的鎳層圖。

具體實施方式

為了更清楚地表述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地描述。

本發(fā)明的印制線路板的化學(xué)鍍錫配方，按照濃度包括以下組分：

按照濃度包括以下組分：

亞錫離子10-30g/l，亞錫離子為鍍層錫的來源；

硫脲70-130g/l，硫脲可以大幅降低銅的化學(xué)電位，使錫和銅的置換反應(yīng)得以順利進行；

甲基磺酸30-70g/l，甲基磺酸為化學(xué)鍍錫溶液提供一種酸性環(huán)境；

檸檬酸30-60g/l，檸檬酸為化學(xué)鍍錫溶液中的第一種絡(luò)合劑，可以有效絡(luò)合亞錫離子，降低亞錫離子被氧化成四價錫的風(fēng)險；

亞氨基二琥珀酸四鈉20-50g/l，氨基二琥珀酸四鈉為化學(xué)鍍錫溶液中的第二種絡(luò)合劑，可以有效絡(luò)合亞錫離子，與檸檬酸復(fù)配，降低亞錫離子被氧化成四價錫的風(fēng)險；

碳酰肼10-30g/l，亞碳酰肼是一種強還原劑，可以吸收掉混合在溶液中的氧氣，為體系提供一個更加穩(wěn)定的環(huán)境；

界面活性劑10-50mg/l，界面活性劑可以有效降低溶液的表面張力，讓鍍液能順利進入線路板的通孔或者盲孔內(nèi)；

乙酸鉍0.05-0.15g/l，乙酸鉍為鍍層中鉍的來源，和錫形成錫鉍合金鍍層，合金化的鍍層可以防止純錫鍍層出現(xiàn)錫須的風(fēng)險；

多氨基多醚基甲叉膦酸20-40g/l，多氨基多醚基甲叉膦酸為化學(xué)錫面保護劑，在化學(xué)鍍錫完成后，其可以附著在化學(xué)錫表面，防止化學(xué)錫鍍層在水中或者空氣中變色氧化；

將上述的各組分溶液混合均勻后配置成化學(xué)鍍錫溶液；該化學(xué)鍍錫溶液具有錫沉積速率穩(wěn)定，二價錫不易被氧化成四價錫，溶液穩(wěn)定好的特點。

在本實施例中，所述化學(xué)鍍錫溶液中各組分混合的溫度在60-80℃之間，且時間為15min左右。所述亞錫離子來源于甲基磺酸錫。

在本實施例中，所述界面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉中的一種或者兩種。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的印制線路板的化學(xué)鍍錫配方，具有如下優(yōu)勢：

1）本發(fā)明采用檸檬酸作為第一種絡(luò)合劑，采用亞氨基二琥珀酸四鈉第二種絡(luò)合劑，可以有效絡(luò)合亞錫離子，與檸檬酸復(fù)配，降低亞錫離子被氧化成四價錫的風(fēng)險，亞氨基二琥珀酸四鈉是一種比較強烈的絡(luò)合劑，與傳統(tǒng)的絡(luò)合劑相比，配伍性優(yōu)異，對錳、鈣、鋅及其他過渡金屬離子的螯合力可與edta媲美，尤其對鐵、銅金屬離子螯合力極佳，超過edta的螯合力，其可以螯合設(shè)備上溶解出來鐵離子等，降低雜質(zhì)金屬對鍍層的不良影響；由于化學(xué)錫反應(yīng)過程中，錫和銅為置換反應(yīng)，溶液中銅離子的存在，會影響化學(xué)錫的沉積速率，特別是其在超過5g/l以上，化學(xué)錫的沉積速率會下降1/3，該絡(luò)合劑的存在，可以有效絡(luò)合銅離子，降低其對沉積速率的影響；另外絡(luò)合劑對錫離子的絡(luò)合也較為強烈，可以使錫在沉積的過程中更加有序排列，所以得到的鍍層相對平整致密；

2）本發(fā)明中碳酰肼是一種強還原劑，可以吸收掉混合在溶液中的氧氣，為體系提供一個更加穩(wěn)定的環(huán)境；碳酰肼是肼的一種衍生物，具有強烈的還原性，是除氧的最先進材料，毒性小、熔點高、脫氧效率遠遠大于目前使用的材料，傳統(tǒng)錫溶液，包括化學(xué)鍍錫和電鍍錫，大部分使用酚類作為抗氧劑，但是酚類作為還原性和抗氧劑，能力相對低下，除氧能力遠不及碳酰肼。

3）本發(fā)明中乙酸鉍為鍍層中鉍的來源，和錫形成錫鉍合金鍍層，合金化的鍍層可以防止純錫鍍層出現(xiàn)錫須的風(fēng)險；傳統(tǒng)錫合金中，第二種金屬為鉛，但近年來鉛因為不環(huán)保，被限制使用，目前出現(xiàn)了錫銀、錫銦合金技術(shù)，但是銀、銦等均存在成本高的缺點，乙酸鉍的使用解決了這些問題；

4）多氨基多醚基甲叉膦酸為化學(xué)錫面保護劑，在化學(xué)鍍錫完成后，其可以附著在化學(xué)錫表面，防止化學(xué)錫鍍層在水中或者空氣中變色氧化；目前化學(xué)錫生產(chǎn)過程中，錫面發(fā)黑是困擾業(yè)界的主要問題之一，因為錫不耐酸堿，在潮濕環(huán)境下，空氣暴露十多秒就會發(fā)黑，該多氨基多醚基甲叉膦酸的加入，會與錫形成一層分子級別的多氨基多醚基甲叉膦酸錫的分子膜，可以杜絕錫面變色；

5）該配方中含有多種絡(luò)合劑，可以使亞錫離子不易被氧化成四價錫，利用還原劑可以除掉溶解在鍍液中的氧氣對亞錫離子的氧化，鍍液中含有乙酸鉍，鍍層為錫鉍合金，合金化的鍍層不易生長錫須；且該化學(xué)鍍錫溶液具有錫沉積速率穩(wěn)定，二價錫不易被氧化成四價錫，溶液穩(wěn)定好的特點。

以下通過具體實施例對本發(fā)明做進一步的闡述：

實施例一：

亞錫離子：10g/l；

硫脲：70g/l；

甲基磺酸：70g/l；

檸檬酸：30g/l；

亞氨基二琥珀酸四鈉：50g/l；

碳酰肼：30g/l；

十二烷基苯磺酸鈉：10mg/l；

乙酸鉍：0.15g/l；

多氨基多醚基甲叉膦酸：20g/l；

其中鍍液溫度65℃；時間15min；

得到鍍層厚度為0.84μm，鍍層表面形貌如圖1所示，從圖1中可以看出業(yè)界對于化學(xué)錫鍍層的厚度一般要求在0.8微米以上，該配方及參數(shù)條件下的鍍層厚度符合業(yè)界要求，而且鍍層結(jié)晶清晰致密。

實施例二：

亞錫離子：30g/l；

硫脲：130g/l；

甲基磺酸：30g/l；

檸檬酸：60g/l；

亞氨基二琥珀酸四鈉：20g/l；

碳酰肼：10g/l；

十二烷基苯磺酸鈉：50mg/l；

乙酸鉍：0.05g/l；

多氨基多醚基甲叉膦酸：40g/l；

其中鍍液溫度70℃；時間15min；

得到鍍層厚度為1.34μm，鍍層表面形貌如圖2所示，從圖2中可以看出，業(yè)界對于化學(xué)錫鍍層的厚度一般要求在0.8微米以上，該配方及參數(shù)條件下的鍍層厚度符合業(yè)界要求，而且鍍層結(jié)晶清晰致密。

實施例三：

亞錫離子：20g/l；

硫脲：100g/l；

甲基磺酸：45g/l；

檸檬酸：50g/l；

亞氨基二琥珀酸四鈉：35g/l；

碳酰肼：15g/l；

十二烷基硫酸酸鈉：45mg/l；

乙酸鉍：0.1g/l；

多氨基多醚基甲叉膦酸：30g/l；

其中鍍液溫度75℃；時間15min；

得到鍍層厚度為1.28μm，鍍層表面形貌如圖3所示，從圖3中可以看出業(yè)界對于化學(xué)錫鍍層的厚度一般要求在0.8微米以上，該配方及參數(shù)條件下的鍍層厚度符合業(yè)界要求，而且鍍層結(jié)晶清晰致密。

作為對比例：使用一市售化學(xué)鍍錫溶液進行化學(xué)鍍錫，溫度70℃，時間15min，得到的鍍層厚度為0.92μm；鍍層的表面形貌如圖4所示，該鍍層厚度達到業(yè)內(nèi)要求，但是由鍍層形貌可以看出其鍍層疏松，結(jié)晶不明顯，鍍層孔隙率較高等缺點。

以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施例，但是本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍。