专利名称：一种化学镀锡溶液的制作方法
技术领域：
本发明涉及对金属材料表面的化学镀覆，具体是一种在钢铁、铜或铜合金基材表面进行 化学置换镀锡的溶液。
技术背景镀锡是一种可焊性良好并具有一定耐蚀能力的涂层，在电子工业中广泛应用。然而从Sn 电镀液中获得的镀层往往伴随着粗颗粒的沉淀和锡须的生长，而这种锡须是导致电器短路的 主要危害之一，要避免这种状况，5"m的镀层厚度是必须的。而化学镀锡不同，不会产生 应力，沉积的颗粒都十分细小致密，而且不会产生针孔，0.45 1.2um的镀层厚度就可以达 到多数用户要求。所以，化学镀锡特别适用于高密度、高精度、细导线、窄焊盘和小间距的 印制电路板的表面处理，具有一定的发展潜力。关于化学镀锡，其化学反应类型有置换反应和还原反应。以置换反应镀锡则取决于电对 0 (M2+/M)的标准电极电位的相对数值。^ (Fe2+/Fe) =-0.4402V, ^ (Sn2+/Sn) =-0.136V, 0 (Cu2+/Cu) =+0.337V， 0 (Cu+/Cu) =+0.521V。因此，在钢材镀锡是可行的，在铜材上镀 锡，则必须在溶液中加入能与Cu强力配位的配位剂，能有效降低铜电极电位，当铜电极电 位降低到锡电极电位以下时，Sn2+与铜发生置换反应而生成置换镀锡层，在热力学上是可行 的。例如，溶液中含有硫脲时，便可发生下述反应而使置换镀锡能够进行。4 H2N-"H2 + 2Cu + Sn2+ ■ 1 2 Cu[(NH2)2CS4 + Sn具有实用价值的化学镀锡溶液中除含有络合剂外，还应含有使S士+稳定的稳定剂，使镀 层光亮的光亮剂。国内有人研究化学镀锡(孙武等化学镀锡液添加剂的研究材料保护2007年第l期)， 提供了包括硫酸亚锡、浓硫酸、配位剂、次亚磷酸钠等的镀锡液配方，该镀锡液稳定时间较 短，得到的镀层厚度0.5iitn左右，不能满足多数用户要求。发明内容本发明的目的在于提供一种化学镀锡溶液，该镀锡溶液稳定性好，所得到的镀层厚度能 够满足多数用户要求。本发明提供的一种化学镀锡溶液，其组分及配比为硫酸亚锡 10~40g/L 浓硫酸(含量98%) 20~70mL/LSchiff碱 0.1 ~3 g/L聚乙二醇6000 0.005~0.015 g/L次亚磷酸钠(含1个结晶水) 0~80g/L脒基硫脲 0.02~0.08g/L盐酸吡硫醇 0.01~0.06g/L4， 4'- (2-吡啶亚甲基)二苯酚 0.01-0.05g/L葡萄糖醛酸 0.05~0.6g/L其余为去离子水或蒸馏水。 所述的Schiff碱为水杨醛縮氨基硫脲。 所述的硫酸亚锡可以用氯化亚锡替代。本发明化学镀锡溶液的制备方法:首先将浓硫酸缓慢加入去离子水中(总水量的50%-70%), 然后依次将硫酸亚锡、Schiff碱、聚乙二醇6000 、次亚磷酸钠、脒基硫脲、盐酸吡硫醇、4， 4'- (2-吡啶亚甲基)二苯酚和葡萄糖醛酸加入，充分溶解后将溶液过滤并用去离子水配至规 定体积。本发明化学镀锡溶液用在钢铁、铜或铜合金材料表面置换镀锡，其工作温度为20~65°C ， 施镀时间为30~90秒，镀层厚度0.45~1.42 n m ，常温下镀液可稳定保存90天以上。与现有技术相比本发明的优点和效果镀锡溶液中含有络合剂Schiff碱和脒基硫脲，可 有效降低铜的电极电位，使置换反应能够进行；盐酸吡硫醇使镀层光亮度增强；4， 4'- (2-吡咬亚甲基)二苯酚和葡萄糖酸酸的使用使镀液更稳定，常温下镀液可稳定保存90天以上。 该镀锡溶液工艺过程易于控制，既可在钢材上，也能在铜或铜合金材料表面置换镀锡。使用 该镀锡溶液得到的镀层厚度范围宽，能够满足多数用户要求。
具体实施方式
实施例2:每升化学镀锡溶液组分配比硫酸亚锡(或氯化亚锡)10g/L浓硫酸(含量98%)20mL/LSchiff碱0.1 g/L聚乙二醇60000.005 g/L次亚磷酸钠Og/L脒基硫脲0.02g /L盐酸吡硫醇0.01g/L4， 4'- (2-吡啶亚甲基)二苯酚0.01g/L葡萄糖醛酸 其余为去离子水。 该镀锡溶液在铜材表面镀锡，工作温度为65'C, 常温下镀液可稳定保存90天以上。实施例2:每升化学镀锡溶液组分配比硫酸亚锡(或氯化亚锡)浓硫酸(含量98%) Schiff碱 聚乙二醇6000 次亚磷酸钠 脒基硫脲 盐酸吡硫醇4， 4'- (2-吡啶亚甲基)二苯酚其余为去离子水。 该镀锡溶液在铜材表面镀锡，工作温度为2(TC: 温下镀液可稳定保存90天以上。实施例义每升化学镀锡溶液组分配比硫酸亚锡(或氯化亚锡)浓硫酸(含量98%)Schiff碱聚乙二醇6000次亚磷酸钠-脒基硫脲盐酸吡硫醇4， 4'- (2-吡啶亚甲基)二苯酚其余为蒸馏水。 该镀锡溶液在铜材表面镀锡，工作温度为6(TC, 温下镀液可稳定保存90天以上。实施例A每升化学镀锡溶液组分配比0.2g/L施镀时间为90秒，镀层厚度1.01 ym，40g/L70mL/L3g/L0.015 g/L80g/L0.08g/L0.06g/L0.05g/L0.05g/L施镀时间为30秒，镀层厚度0.45um，常25g/L 35mL/L 2g/L 0.01 g/L 3攀 0.05g/L 0.04g/L 0.03g/L 0,3g/L施镀时间为85秒，镀层厚度1.42um,常硫酸亚锡(或氯化亚锡) 30g/L浓硫酸(含量98%) 55mL/LSchiff碱 2.5g/L聚乙二醇6000 0.012 g/L次亚磷酸钠 45g/L脒基硫脲 0.07g/L盐酸吡硫醇 0.05g/L4, 4'- (2-吡啶亚甲基)二苯酚 0.04g/L葡萄糖醛酸 0.6g/L 其余为蒸馏水。该镀锡溶液在铜材表面镀锡，工作温度为25。C,施镀时间为75秒，镀层厚度0.92um，常 温下镀液可稳定保存90天以上。实施例5:每升化学镀锡溶液组分配比硫酸亚锡(或氯化亚锡) 35g/L浓硫酸(含量98%) 60mL/LSchiff碱 3 g/L聚乙二醇6000 0.013g/L次亚磷酸钠 50g/L脒基硫脲 0.08g/L，盐酸吡硫醇 0.02g/L，4， 4'- (2-吡啶亚甲基)二苯酚 0.05g/L，葡萄糖醛酸 0.4g/L 其余为去离子水。该镀锡溶液在钢材表面镀锡，工作温度为2(TC，施镀时间为70秒，镀层厚度0.86um，常 温下镀液可稳定保存90天以上。
权利要求
1、一种化学镀锡溶液，其特征在于，它的组分及配比为硫酸亚锡10～40g/L浓硫酸 20～70mL/LSchiff碱0.1～3g/L聚乙二醇60000.005～0.015g/L次亚磷酸钠 0～80g/L脒基硫脲0.02～0.08g/L，盐酸吡硫醇 0.01～0.06g/L，4，4′-(2-吡啶亚甲基)二苯酚 0.01-0.05g/L，葡萄糖醛酸 0.05～0.6g/L其余为去离子水或蒸馏水。
2、 如权利要求1所述的化学镀锡溶液，其特征在于，所述的Schiff碱为水杨醛縮氨基硫脲。
3、 如权利要求1所述的化学镀锡溶液，其特征在于，所述的硫酸亚锡可以用氯化亚锡替代。
4、 如权利要求l所述的化学镀锡溶液的制备方法，其特征在于包括如下步骤首先将浓硫酸缓慢加入部分去离子水或蒸馏水中，然后依次将硫酸亚锡、Schiff碱、聚乙二醇6000 、次 亚磷酸钠、脒基硫脲、盐酸吡硫醇、4， 4'- (2-吡啶亚甲基)二苯酚和葡萄糖醛酸加入，充 分溶解后将溶液过滤并用去离子水或蒸馏水配至规定体积。
全文摘要
本发明提供了一种化学镀锡溶液，组分包括硫酸亚锡或氯化亚锡、浓硫酸、次亚磷酸钠、盐酸吡硫醇、4，4′-(2-吡啶亚甲基)二苯酚、Schiff碱、聚乙二醇6000、脒基硫脲等。该镀锡溶液用在钢铁、铜或铜合金材料表面置换镀锡，其工作温度为20～65℃，施镀时间为30～90秒，镀层厚度0.45～1.42μm，常温下镀液可稳定保存90天以上。
文档编号C23C18/31GK101220472SQ20081005448
公开日2008年7月16日 申请日期2008年1月25日 优先权日2008年1月25日
发明者任跃红, 冯美荣, 张耀文, 李文娟 申请人:太原师范学院