本发明涉及金属表面处理领域，具体为一种镀锡、锡合金的光亮剂及其制备方法和应用。
背景技术：
在电子工业中，对光亮镀锡及锡合金的要求十分严格，不仅应满足常规的结合力好、结晶细致光滑、脆性低、可焊性能好等诸多要求外，还要求镀层无锡须、无漏点、针孔、麻点；镀液还应沉积速度快、能在较高的温度条件下工作；因为，超过30℃则溶液易浑浊、沉淀、Sn4+极易产生，并随之产生镀层外观呈现雾状、灰斑、并有针孔、麻点，甚至有晶须产生。这将对微电子线路带来极大的危害。
在当今的镀锡及锡合金工业中，主要是用二价锡盐镀锡，而二价锡镀锡过程中，由于原料的带入以及阳极上电化学阳极氧化，致使镀液极不稳定,不能有效地抑制四价锡的产生,四价锡离子越积累越多，当到达一定的浓度后，将造成阴极电流效率下降、镀液分散能力差、镀层粗糙、并有锡须产生等诸多问题。
微电子工业以及信息产业的镀锡及锡合金电镀中，对镀层的光亮性、平整型、分散性、边角无晶须性要求十分严苛；这就对镀液中所用的光亮剂有着更高的要求。可作为光亮镀Sn或Sn合金的光亮剂的物质很多，但不外乎是含有醛基,如苯甲醛、肉桂醛,以及含酮基类物质,如苯亚甲丙酮等，再辅以芳基一钠盐或联双芳基的钠盐等。这些成份组成的光亮剂具有良好的光亮作用，对镀液的分散性能亦具有较好的帮助，但明显的缺陷是不适宜较高的液温。较高的温度时，消耗量过快，且致镀层脆性增加，及可焊性下降。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足之处，提供了一种镀锡、锡合金的光亮剂及其制备方法和应用，所述光亮剂使得镀锡液或镀锡合金溶液性质稳定，镀锡或锡合金的过程中，阴极电流效率稳定，镀液分散均匀，镀层性能好，无锡须产生。
本发明采用如下技术方案：
一种镀锡、锡合金的光亮剂，其特征在于，每升包含以下含量的组分：聚乙二醇10～30g/L、A剂120～200g/L、B剂120～200g/L、2-巯基噻唑啉2～4g/L、质量浓度为5％的氢氧化钾溶液100～180g/L,以及余量蒸馏水；
所述A剂为环氧咪唑胺溶液；
所述B剂为聚乙烯吡咯啉酮和苯甲酸钠的混合溶液。
所述优选方案为，一种镀锡、锡合金的光亮剂，其特征在于，每升包含以下含量的组分：聚乙二醇20g/L、A剂160g/L、B剂160g/L、2-巯基噻唑啉3g/L、质量浓度为5％的氢氧化钾溶液150g/L；以及余量蒸馏水。
所述聚乙二醇的分子量为6000～12000。
一种制备镀锡、锡合金的光亮剂的方法，其特征在于，按如下步骤完成：
1)在一容器中加蒸馏水200～500g；
2)加入10～30g聚乙二醇,加热,搅拌至完全溶解至透明,冷却；
3)边搅拌边加入A剂120～200g；
4)边搅拌边加入B剂120～200g；
5)称取2-巯基噻唑啉2～4g，用质量浓度为5％的氢氧化钾溶液100～180g将2-巯基噻唑啉溶解后加入到所述4)溶液中；
6)补加蒸馏水至1000ml定容,搅拌均匀，镀锡、锡合金的光亮剂。
所述A剂按如下步骤制备：
1)依次取200～400g质量浓度为33％的二甲胺水溶液、20～40g咪唑加到反应瓶中；
2)开动搅拌机，用水浴加热反应瓶；
3)当反应瓶内反应物温度在55－65℃时，停止加热，用滴液漏斗滴加180-200g的环氧氯丙烷，搅拌状态下，匀速滴加时间大于60分钟；
4)滴加完后，仍保持在55－65℃下搅拌20～40分钟；
5)将反应瓶内溶液温度升至85－95℃，用注射器向反应瓶内注入三氟化硼乙醚1～3g,继续搅拌45－60分钟；
6)停止搅拌和加热，自然冷却至室温，抽出反应生成物，即为A剂。
所述B剂按如下步骤制备：
1)称取5～15g聚乙烯吡咯啉酮放在一容器中，加入200－250g的、55－65℃的蒸馏水，放在电炉上稍加热，搅拌，直至聚乙烯吡咯啉酮完全溶解，冷却；
2)在另一容器中放入80～120g苯甲酸钠，加入300～500g、55－65℃的蒸馏水，加热溶解苯甲酸钠直至完全透明,冷却；
3)将所述1)和2)溶液混合在一起,补加蒸馏水至1000ml定容,搅拌均匀,即为B剂。
所述镀锡、锡合金的光亮剂在电镀光亮Sn镀液、以及Sn-Pb、Sn-Zn、Sn-Co-Zn、Sn-Ni、Si-Bi合金镀液中的应用，其特征在于，所述每升镀液中加入5～80g所述光亮剂。
本发明的有益效果为：本发明所述镀锡、锡合金的光亮剂，不仅抑制镀锡溶液、镀锡合金溶液中Sn2+的氧化、对Sn2+有良好的稳定作用，还对Sn4+有较强的还原作用，可以将溶液中已存在的Sn4+有效地还原为Sn2+；并能对溶液中的浮悬物有凝聚沉淀功能，保证了溶液的长时间透明；还对镀液中有害的有机物有掩蔽作用。光亮剂组份为聚乙二醇、环氧咪唑胺、聚乙烯吡咯啉酮、苯甲酸钠、2-巯基噻唑啉、氢氧化钾，不含有毒的酚类物质，光亮剂中组份物质单独使用时，不能达到稳定镀液的效果，只有联合使用,即共同存在镀液中时方使得镀液非常稳定，加有光亮剂的镀液在镀锡或锡合金的过程中，阴极电流效率稳定，镀液分散均匀，镀层光亮性、均匀性、柔和性好，无锡须产生。
具体实施方式
以下结合实施例再对本发明做进一步描述：
实施例1
制备光亮剂：
(1)先制备A剂，即环氧咪唑胺剂，步骤如下：
1)依次取300g 33％的二甲胺水溶液、30g咪唑加到反应瓶中；
2)开动搅拌机，用水浴慢慢地加热；
3)当反应瓶内反应物温度在60℃时，停止加热，用滴液漏斗慢慢滴加190g的环氧氯丙烷，搅拌状态下，匀速滴加时间大于60分钟；
4)滴加完后，仍保持在60℃下搅拌30分钟；
5)将反应瓶内溶液温度升至90℃，用注射器向反应瓶内注入三氟化硼乙醚2g,继续搅拌50分钟；
6)停止搅拌和加热，自然冷却至室温，抽出反应生成物，得到浅黄色、粘稠状液体，即为A剂。
(2)再制备B剂，即聚乙烯吡咯啉酮和苯甲酸钠的混合溶液，步骤如下：
1)称取10g聚乙烯吡咯啉酮放在一容器中，加入200g的、60℃的蒸馏水，放在电炉上稍加热，搅拌，直至聚乙烯吡咯啉酮完全溶解，冷却；
2)在另一容器中放入100g苯甲酸钠，加入400g的、60℃的蒸馏水，加热溶解直至完全透明,冷却；
3)将1)和2)溶液混合在一起,补加蒸馏水至1000ml,搅拌均匀,即为B剂。
(3)最后将A剂和B剂按以下步骤配制成光亮剂：
1)在一容器中加蒸馏水300g；
2)加入20g聚乙二醇(M＝12000),稍加热,搅拌至完全溶解透明,冷至透明；
3)边搅拌边加入160gA剂；
4)边搅拌边加入160gB剂；
5)称取3g2-巯基噻唑啉，用150g5％的氢氧化钾溶液溶解后加入到上述液中；
6)补加蒸馏水至1000ml,搅拌均匀,即得到本发明所述光亮剂。
所得光亮剂每升的组份为：聚乙二醇20g/L、A剂160g/L、B剂160g/L、2-巯基噻唑啉3g/L、质量浓度为5％的氢氧化钾溶液150g/L；以及余量蒸馏水。
实施例2
制备光亮剂：
(1)先制备A剂，即环氧咪唑胺剂，步骤如下：
1)依次取200g 33％的二甲胺水溶液、20g咪唑加到反应瓶中；
2)开动搅拌机，用水浴慢慢地加热；
3)当反应瓶内反应物温度在55℃时，停止加热，用滴液漏斗慢慢滴加180g的环氧氯丙烷，搅拌状态下，匀速滴加时间大于60分钟；
4)滴加完后，仍保持在55℃下搅拌30分钟；
5)将反应瓶内溶液温度升至85℃，用注射器向反应瓶内注入三氟化硼乙醚1g,继续搅拌45分钟；
6)停止搅拌和加热，自然冷却至室温，抽出反应生成物，得到浅黄色、粘稠状液体，即为A剂。
(2)再制备B剂，即聚乙烯吡咯啉酮和苯甲酸钠的混合溶液，步骤如下：
1)称取5g聚乙烯吡咯啉酮放在一容器中，加入250g的、55℃的蒸馏水，放在电炉上稍加热，搅拌，直至聚乙烯吡咯啉酮完全溶解，冷却；
2)在另一容器中放入80g苯甲酸钠，加入300g的、55℃的蒸馏水，加热溶解直至完全透明,冷却；
3)将1)和2)溶液混合在一起,补加蒸馏水至1000ml,搅拌均匀,即为B剂。
(3)最后将A剂和B剂按以下步骤配制成光亮剂：
1)在一容器中加蒸馏水400g；
2)加入10g聚乙二醇(M＝8000),稍加热,搅拌至完全溶解透明,冷至透明；
3)边搅拌边加入120gA剂；
4)边搅拌边加入120gB剂；
5)称取2g2-巯基噻唑啉，用100g5％的氢氧化钾溶液溶解后加入到上述液中；
6)补加蒸馏水至1000ml,搅拌均匀,即得到本发明所述光亮剂。
所得光亮剂每升的组份为：聚乙二醇10g/L、A剂120g/L、B剂120g/L、2-巯基噻唑啉2g/L、质量浓度为5％的氢氧化钾溶液100g/L；以及余量蒸馏水。
实施例3
制备光亮剂：
(1)先制备A剂，即环氧咪唑胺剂，步骤如下：
1)依次取400g 33％的二甲胺水溶液、40g咪唑加到反应瓶中；
2)开动搅拌机，用水浴慢慢地加热；
3)当反应瓶内反应物温度在65℃时，停止加热，用滴液漏斗慢慢滴加200g的环氧氯丙烷，搅拌状态下，匀速滴加时间大于60分钟；
4)滴加完后，仍保持在65℃下搅拌30分钟；
5)将反应瓶内溶液温度升至95℃，用注射器向反应瓶内注入三氟化硼乙醚3g,继续搅拌60分钟；
6)停止搅拌和加热，自然冷却至室温，抽出反应生成物，得到浅黄色、粘稠状液体，即为A剂。
(2)再制备B剂，即聚乙烯吡咯啉酮和苯甲酸钠的混合溶液，步骤如下：
1)称取15g聚乙烯吡咯啉酮放在一容器中，加入250g的、65℃的蒸馏水，放在电炉上稍加热，搅拌，直至聚乙烯吡咯啉酮完全溶解，冷却；
2)在另一容器中放入120g苯甲酸钠，加入500g的、65℃的蒸馏水，加热溶解直至完全透明,冷却；
3)将1)和2)溶液混合在一起,补加蒸馏水至1000ml,搅拌均匀,即为B剂。
(3)最后将A剂和B剂按以下步骤配制成光亮剂：
1)在一容器中加蒸馏水500g；
2)加入30g聚乙二醇(M＝6000),稍加热,搅拌至完全溶解透明,冷至透明；
3)边搅拌边加入200gA剂；
4)边搅拌边加入200gB剂；
5)称取4g2-巯基噻唑啉，用180g5％的氢氧化钾溶液溶解后加入到上述液中；
6)补加蒸馏水至1000ml,搅拌均匀,即得到本发明所述的光亮剂。
所得光亮剂每升的组份为：聚乙二醇30g/L、A剂200g/L、B剂200g/L、2-巯基噻唑啉4g/L、质量浓度为5％的氢氧化钾溶液180g/L；以及余量蒸馏水。
光亮剂的应用：
光亮剂加入到不同镀液中的量：
A.电镀光亮镀锡溶液(Sn)溶液(pH：5～6；T：室温；Dk(A/dm2)：0.2～30)：硫酸亚锡30g/L；硫酸(d＝1.84，96％)70g/L；稳定剂80-100g/L；光亮剂50-80g/L。
B.电镀光亮锡铅(Sn-Pb)合金溶液(pH：5～6；T室温；Dk(A/dm2)：2～10)：柠檬酸钠90-110g/L；乙二胺四乙酸30-35g/L；乙酸铵40-60g/L；硼酸25-35g/L；乙酸铅10-15g/L；氯化亚锡40-60g/L；稳定剂80-100g/L；光亮剂50-80g/L；
C.电镀光亮锡锌(Sn-Zn)合金溶液(pH：5～6；T：5～35℃；Dk(A/dm2)：1～3.5)：柠檬酸三钠80-100g/L；醋酸铵45-55g/L；乙二胺四乙酸25-35g/L；氯化亚锡40-50g/L；氯化锌60-80g/L；稳定剂80-100g/L；光亮剂50-80g/L。
D.电镀光亮锡钴锌(Sn-Co-Zn)合金溶液(pH：4～6；T：5～35℃；Dk(A/dm2)：0.5～5.0)：柠檬酸三钠100-150g/L；乙二胺四乙酸二钠20-30g/L；氯化亚锡15-20g/L；硫酸钴25-35g/L；氯化锌15-20g/L；稳定剂60-100g/L；光亮剂5-20g/L。
E.电镀光亮锡镍(Sn-Ni)合金溶液(pH：3～4；T：30～40℃；Dk(A/dm2)：1～3)：柠檬酸三钠90-110g/L；乙二胺四乙酸二钠30-40g/L；氯化亚锡20-30g/L；硫酸镍250-300g/L；糖精2g/L；十二烷基硫酸钠0.2g/L；稳定剂50-80g/L；光亮剂：40-60g/L。
F.电镀光亮锡鉍(Sn-Bi)合金溶液(pH：4.0～4.5；T：10～30℃；Dk(A/dm2)：0.5～1.5)：柠檬酸三钠100-120g/L；乙二胺四乙酸30-40g/L；硫酸亚锡25-30g/L；硼酸30-40g/L；聚乙二醇(6000)2-3g/L；鉍酸钠3-5g/L；稳定剂20-30g/L；光亮剂：20-30g/L。
本发明所述镀锡、锡合金的光亮剂，使得镀液在镀锡或锡合金的过程中，阴极电流效率稳定，镀液分散均匀，镀层光亮性、均匀性、柔和性好，无锡须产生。另外，本发明所述光亮剂不含有毒的酚类物质，安全环保。