抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬鍍層電沉積制備領(lǐng)域，尤其涉及抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液及其 應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電子工業(yè)生產(chǎn)中，元器件引腳表面上通常電鍍一層錫-鉛(Sn-Pb)合金以提高其 焊接的潤(rùn)濕性，但是鉛元素是一種生物毒性很大的金屬元素，對(duì)人體和環(huán)境都有著巨大的 危害，自從歐洲委員會(huì)通過的電子器件棄物條令案規(guī)定在2004年后的廢棄物中嚴(yán)禁有鉛 Pb、鎘Cd、汞Hg和六價(jià)鉻Cr(VI)等有害物質(zhì)后，開發(fā)無鉛焊接技術(shù)和相應(yīng)的純錫電鍍技術(shù)已 經(jīng)成為替代鍍Sn-Pb合金的主要手段?，F(xiàn)有的無鉛電鍍合金，普遍存在著焊接溫度較高，結(jié) 晶較粗，容易長(zhǎng)Sn須等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明目的：為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的無鉛純錫電鍍合金存在的焊接溫度較高、 結(jié)晶粗以及易長(zhǎng)錫須問題，本發(fā)明提供了一種鍍層的表面平整度好，無裂痕，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn) 定、對(duì)錫須的生長(zhǎng)具有抑制作用的抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液及其應(yīng)用。
[0004] 技術(shù)方案:為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] 抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液，包括如下組成成分:體積比為5:1:2的甲基磺酸、乙 酸、鹽酸的混合溶液20-40份、可溶性四硫代鉬酸錫8-12份、十二烷基硫酸鹽12-15份、固色 劑2-6份、分散劑3-8份、光亮劑3-5份、去雜掩蔽劑4-6份、表面活性劑1-3份，水20-30份，其 中上述份數(shù)的計(jì)算方式為以質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。
[0006] 更為優(yōu)選的，所述十二烷基硫酸鹽為銨鹽、鈉鹽、鉀鹽、鋇鹽中的一種。
[0007] 更為優(yōu)選的，所述固色劑為環(huán)氧氯丙烷與氯化銨殼聚糖兩者質(zhì)量比為2:3的混合 物。
[0008] 更為優(yōu)選的，所述分散劑為聚丙烯酸與m)TA質(zhì)量比為2:1-5:1的混合物。
[0009] 更為優(yōu)選的，所述光亮劑為檸檬酸、椰子油酸、硅油、十二烷基聚葡萄糖苷的混合 物，四種物質(zhì)的質(zhì)量比相應(yīng)為2:2:1:3。
[0010] 更為優(yōu)選的，所述去雜掩蔽劑為酸性化合物。
[0011] 更為優(yōu)選的，所述表面活性劑為陰離子型表面活性劑。
[0012] 上述抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液的應(yīng)用，具體為：往電鍍槽內(nèi)加入所需量三分之 一的水，加入所需量的甲基磺酸、乙酸、鹽酸的混合溶液、可溶性四硫代鉬酸錫和十二烷基 硫酸鹽后，混合攪拌均勻靜置60min后，按所需量依次加入固色劑、分散劑以及表面活性劑， 混合攪拌均勻后靜置20min后再加入所需量的去雜掩蔽劑和光亮劑以及余量的水，混合均 勻，待用。
[0013] 為獲得更佳的電鍍效果，所述電鍍液的使用pH環(huán)境為4.5-6.0。
[0014] 有益效果:本發(fā)明所提供的抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液及其應(yīng)用，酸性鍍液采用 甲基磺酸、乙酸、鹽酸的混合溶液、錫鹽采用可溶性四硫代鉬酸錫和十二烷基硫酸鹽的混合 溶液、且添加了固色劑、分散劑、光亮劑、去雜掩蔽劑、表面活性劑等成分，且在應(yīng)用的過程 中采用了獨(dú)特的電鍍液配制方法和使用注意事項(xiàng)，與傳統(tǒng)電鍍液的應(yīng)用相比，對(duì)錫須的生 長(zhǎng)抑制效果明顯，大大降低了錫須的生長(zhǎng)速率，減少電鍍件表面錫須的生長(zhǎng)，且使用本發(fā)明 進(jìn)行電鍍后鍍層具有柔韌性和延展性好，對(duì)鍍層裂紋的出現(xiàn)具有很好的緩解作用，對(duì)溫度 承受能力較靈活，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明：
[0016] 實(shí)施例1:
[0017]抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液，包括如下組成成分:體積比為5:1:2的甲基磺酸、乙 酸、鹽酸的混合溶液20份、可溶性四硫代鉬酸錫8份、十二烷基硫酸銨12份、固色劑2份、分散 劑3份、光亮劑3份、去雜掩蔽劑4份、表面活性劑1份，水20份，其中上述份數(shù)的計(jì)算方式為以 質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。
[0018] 所述固色劑為環(huán)氧氯丙烷與氯化銨殼聚糖兩者質(zhì)量比為2:3的混合物;所述分散 劑為聚丙烯酸與Η)ΤΑ質(zhì)量比為2:1的混合物;所述光亮劑為檸檬酸、椰子油酸、硅油、十二烷 基聚葡萄糖苷的混合物，四種物質(zhì)的質(zhì)量比相應(yīng)為2:2:1:3;所述去雜掩蔽劑為酸性化合 物;所述表面活性劑為陰離子型表面活性劑。
[0019] 上述抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液的應(yīng)用，具體為:往電鍍槽內(nèi)加入所需量三分之 一的水，加入所需量的甲基磺酸、乙酸、鹽酸的混合溶液、可溶性四硫代鉬酸錫和十二烷基 硫酸銨后，混合攪拌均勻靜置60min后，按所需量依次加入固色劑、分散劑以及表面活性劑， 混合攪拌均勻后靜置20min后再加入所需量的去雜掩蔽劑和光亮劑以及余量的水，混合均 勻，待用;為獲得更佳的電鍍效果，所述電鍍液的使用pH環(huán)境為4.5-6.0。
[0020] 實(shí)施例2:
[0021]抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液，包括如下組成成分:體積比為5:1:2的甲基磺酸、乙 酸、鹽酸的混合溶液40份、可溶性四硫代鉬酸錫12份、十二烷基硫酸鉀15份、固色劑6份、分 散劑8份、光亮劑5份、去雜掩蔽劑6份、表面活性劑3份，水30份，其中上述份數(shù)的計(jì)算方式為 以質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。
[0022] 所述固色劑為環(huán)氧氯丙烷與氯化銨殼聚糖兩者質(zhì)量比為2:3的混合物;所述分散 劑為聚丙烯酸與Η)ΤΑ質(zhì)量比為5:1的混合物;所述光亮劑為檸檬酸、椰子油酸、硅油、十二烷 基聚葡萄糖苷的混合物，四種物質(zhì)的質(zhì)量比相應(yīng)為2:2:1:3;所述去雜掩蔽劑為酸性化合 物;所述表面活性劑為陰離子型表面活性劑。
[0023] 上述抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液的應(yīng)用，具體為:往電鍍槽內(nèi)加入所需量三分之 一的水，加入所需量的甲基磺酸、乙酸、鹽酸的混合溶液、可溶性四硫代鉬酸錫和十二烷基 硫酸鉀后，混合攪拌均勻靜置60min后，按所需量依次加入固色劑、分散劑以及表面活性劑， 混合攪拌均勻后靜置20min后再加入所需量的去雜掩蔽劑和光亮劑以及余量的水，混合均 勻，待用;為獲得更佳的電鍍效果，所述電鍍液的使用pH環(huán)境為4.5-6.0。
[0024] 實(shí)施例3:
[0025]抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液，包括如下組成成分:體積比為5:1:2的甲基磺酸、乙 酸、鹽酸的混合溶液30份、可溶性四硫代鉬酸錫10份、十二烷基硫酸鋇14份、固色劑4份、分 散劑6份、光亮劑4份、去雜掩蔽劑5份、表面活性劑2份，水25份，其中上述份數(shù)的計(jì)算方式為 以質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。
[0026] 所述固色劑為環(huán)氧氯丙烷與氯化銨殼聚糖兩者質(zhì)量比為2:3的混合物;所述分散 劑為聚丙烯酸與Η)ΤΑ質(zhì)量比為4:1的混合物;所述光亮劑為檸檬酸、椰子油酸、硅油、十二烷 基聚葡萄糖苷的混合物，四種物質(zhì)的質(zhì)量比相應(yīng)為2:2:1:3;所述去雜掩蔽劑為酸性化合 物;所述表面活性劑為陰離子型表面活性劑。
[0027] 上述抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液的應(yīng)用，具體為:往電鍍槽內(nèi)加入所需量三分之 一的水，加入所需量的甲基磺酸、乙酸、鹽酸的混合溶液、可溶性四硫代鉬酸錫和十二烷基 硫酸鋇后，混合攪拌均勻靜置60min后，按所需量依次加入固色劑、分散劑以及表面活性劑， 混合攪拌均勻后靜置20min后再加入所需量的去雜掩蔽劑和光亮劑以及余量的水，混合均 勻，待用;為獲得更佳的電鍍效果，所述電鍍液的使用pH環(huán)境為4.5-6.0。
[0028] 實(shí)施例4:
[0029]采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)電鍍純錫工藝進(jìn)行樣品的準(zhǔn)備：電鍍基材為C19210的Cu引線框 架，電鍍液溫度為30~55°C，電鍍效率為600條/h，電鍍無攪拌，然后進(jìn)行150°C、lh的高溫退 火處理;試驗(yàn)分為四組，采用上述實(shí)施例1-3的配方以及傳統(tǒng)純錫電鍍液配方的電鍍液分別 進(jìn)行電鍍，電鍍后X射線熒光儀測(cè)量的鍍層平均厚度為10~12微米，溫度循環(huán)條件下的錫須 生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)采用了JEDEC201的加速測(cè)試方法，其參數(shù)為：一 55°C(+0/- 10°C)~+85°C(+10/- 〇°C)，大氣環(huán)境，3次循環(huán)/h.實(shí)驗(yàn)過程中，每經(jīng)歷500次循環(huán)后就觀測(cè)錫須的生長(zhǎng);共計(jì)進(jìn)行 了 1500次循環(huán)，觀測(cè)了三次錫須的生長(zhǎng)狀態(tài)。
[0030] 結(jié)果如下表所示：
[0032]從上表可看出，使用本發(fā)明實(shí)施例1-3的抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液及其應(yīng)用，與 傳統(tǒng)電鍍液的應(yīng)用相比，對(duì)錫須的生長(zhǎng)抑制效果明顯，大大降低了錫須的生長(zhǎng)速率，減少電 鍍件表面錫須的生長(zhǎng)，且使用本發(fā)明進(jìn)行電鍍后鍍層具有柔韌性和延展性好，對(duì)鍍層裂紋 的出現(xiàn)具有很好的緩解作用，對(duì)溫度承受能力較靈活，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
[0033]應(yīng)當(dāng)指出，以上【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在 閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán) 利要求所限定的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液，其特征在于包括如下組成成分:體積比為5:1:2的甲基 磺酸、乙酸、鹽酸的混合溶液20-40份、可溶性四硫代鉬酸錫8-12份、十二烷基硫酸鹽12-15 份、固色劑2-6份、分散劑3-8份、光亮劑3-5份、去雜掩蔽劑4-6份、表面活性劑1-3份，水SOSO份 ，其中 上述份數(shù)的計(jì)算方式為以質(zhì) 量進(jìn)行計(jì)算。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液，其特征在于:所述十二烷基硫酸 鹽為銨鹽、鈉鹽、鉀鹽、鋇鹽中的一種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液，其特征在于:所述固色劑為環(huán)氧 氯丙烷與氯化銨殼聚糖兩者質(zhì)量比為2:3的混合物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液，其特征在于:所述分散劑為聚丙 烯酸與Η)ΤΑ質(zhì)量比為2:1-5:1的混合物。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液，其特征在于:所述光亮劑為檸檬 酸、椰子油酸、硅油、十二烷基聚葡萄糖苷的混合物，四種物質(zhì)的質(zhì)量比相應(yīng)為2:2:1:3。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液，其特征在于:所述去雜掩蔽劑為 酸性化合物。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液，其特征在于:所述表面活性劑為 陰離子型表面活性劑。8. -種權(quán)利要求1所述的抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液的應(yīng)用，其特征在于:往電鍍槽內(nèi) 加入所需量三分之一的水，加入所需量的甲基磺酸、乙酸、鹽酸的混合溶液、可溶性四硫代 鉬酸錫鹽和十二烷基硫酸鹽后，混合攪拌均勻靜置60min后，按所需量依次加入固色劑、分 散劑以及表面活性劑，混合攪拌均勻后靜置20min后再加入所需量的去雜掩蔽劑和光亮劑 以及余量的水，混合均勻，待用。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液的應(yīng)用，其特征在于:所述電鍍液 的使用pH環(huán)境為4.5-6.0。
【專利摘要】本發(fā)明公開了抑制鍍層錫須生長(zhǎng)的電鍍液及其應(yīng)用，酸性鍍液采用甲基磺酸、乙酸、鹽酸的混合溶液、錫鹽采用可溶性四硫代鉬酸錫和十二烷基硫酸鹽的混合溶液、且添加了固色劑、分散劑、光亮劑、去雜掩蔽劑、表面活性劑等成分，且在應(yīng)用的過程中采用了獨(dú)特的電鍍液配制方法和使用注意事項(xiàng)，與傳統(tǒng)電鍍液的應(yīng)用相比，對(duì)錫須的生長(zhǎng)抑制效果明顯，大大降低了錫須的生長(zhǎng)速率，減少電鍍件表面錫須的生長(zhǎng)，且使用本發(fā)明進(jìn)行電鍍后鍍層具有柔韌性和延展性好，對(duì)鍍層裂紋的出現(xiàn)具有很好的緩解作用，對(duì)溫度承受能力較靈活，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
【IPC分類】C25D3/30, C25D3/32
【公開號(hào)】CN105463523
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510981574
【發(fā)明人】馮正元, 馮育華
【申請(qǐng)人】蘇州市金星工藝鍍飾有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月23日