一种复合添加剂氰化镀Cu-Sn合金的电镀液及电镀方法_2

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6] 电镀液的配方如下:
[0049] 施镀工艺条件:单脉冲方波电流的脉宽为0. 9ms,占空比为15%,平均电流密度为 1. 3A/dm2 ;pH为12. 5,温度为45°C,电镀时间为25min。
[0050] 实施例5
[0051] 电镀液的配方如下:
[0052]
[0053] 施镀工艺条件:单脉冲方波电流的脉宽为0. 8ms,占空比为5%,平均电流密度为 1. ΙΑ/dm2 ;pH为12. 2,温度为50°C,电镀时间为30min。
[0054] 实施例6
[0055] 电镀液的配方如下:
[0058] 施镀工艺条件:单脉冲方波电流的脉宽为0. 6ms,占空比为10%,平均电流密度为 ΙΑ/dm2 ;pH为12,温度为40°C,电镀时间为35min。
[0059] 参照以下方法对实施例1~6的镀液进行分散能力测试:
[0060] 锻液的分散能力采用远近阴极法(Haring-Blue法)测定。测定槽采用美国Kocour 公司的Hull Cell 267ml型号的赫尔槽,内部尺寸为150mmX50mmX70mm。阴极选用厚度为 0. 5mm的铜片,工作面尺寸为50mmX50mm ;阳极为带孔电镀用镍板;施镀电流1A,电镀时间 30min〇
[0061] 镀液的分散能力计算公式为:
[0062] 镀液的分散能力=[K - (AMi/AMj V(K - 1)(结果以百分率表示);
[0063] 式中K为远阴极到阳极的距离与近阴极到阳极的距离之比,本测试中K取2 ; AMi 为近阴极上电镀后的增量(g) ;ΛΜ2为远阴极上电镀后的增量(g)。
[0064] 参照以下方法对实施例1~6的镀液进行深镀能力测试:
[0065] 采用内孔法测定。阴极选用内径110mm,管长为50mm的铜管,一端封闭。测试时, 管口与阳极的距离固定在80mm,试验电流0. 2A,电镀时间30min。按照以下公式计算:
[0066] 深镀能力=内孔镀层长/管长(结果以百分率表示)。
[0067] 参照以下方法对实施例1~6的镀液进行电流效率测试:
[0068] 采用铜库仑计法测定。将待测试的阴极和铜库仑计洗净吹干后用电子秤称重,然 后将两阴极同时置入电渡槽中,通电10~30min,取出并洗净吹干后用电子秤称重。按照以 下公式计算:
[0069] 电流效率=(1. 186X待测阴极质量)/(铜库仑计质量X待测阴极沉积金属的电 化当量)X 100%。在这里,电化当量=摩尔质量+ (沉积离子化合价X26. 8),单位为g. A、 111。本测试中,一价&1电化当量为2.3728.厶1.111,四价311电化当量为1.1(^.厶 1.111。本 发明的实施例中,待测阴极沉积金属的电化当量=镀层中Cu质量百分数/2. 372+镀层中Sn 质量百分数/1.107。
[0070] 参照以下方法对实施例1~6的镀液进行镀速测试:
[0071] 采用质量法测定沉积速率。用灵敏度为10 4的电子天平称量样品电镀前后的质 量。由单位时间、单位面积的质量差获得沉积速率,按下面公式计算:
[0072] 镀速=(镀覆后试样质量一镀覆前试样质量)八待镀试样表面积乂施镀时间)。 每个数据重复测量三次取其平均值。
[0073] 参照以下方法对实施例1~6的镀层的结合力进行测试:
[0074] 采用划线划格的方法测定镀层的结合力,具体为:将电沉积镀层用一把刃口为30 度的硬质钢划刀划相隔2mm的平行线或1mm2的正方形格子。观察划线的镀层是否翘起或 剥离。划线时应掌握好力度,一刀就能划穿镀层,到达基体金属。采用急冷法测定镀层的结 合力,具体为:将镀好的试片放在马弗炉中加热至300°C保温30min取出立即浸入10°C的冷 水中骤冷,观察镀层是否出现气泡和脱皮现象。
[0075] 参照以下方法对实施例1~6的镀层进行韧性测试:
[0076] 将镀层剥离下来,弯曲至180°,并挤压弯曲处,观察镀层是否出现断裂。
[0077] 参照以下方法对实施例1~6的镀层进行孔隙率测试:
[0078] 孔隙率大小将直接关系到镀层的耐蚀性能,采用贴纸法按GB5935-86标准检测。 l〇g/L的铁氰化钾溶液和20g/L的氯化钠溶液作为孔隙率测试用的腐蚀溶液。操作步骤为: 将镀层表面去油擦拭干净后,用浸透腐蚀溶液的滤纸紧贴在镀层表面,二者不能有间隙。用 玻璃棒或脱脂棉棒沽腐蚀溶液溶液充分润湿滤纸,每间隔lmin补充一次溶液,5min后将滤 纸揭下,用蒸馏水冲洗干净后晾干,记录孔隙点数。放在洁净玻璃板上晾干,数蓝点的个数。 代入下面公式计算空隙率:
[0079] 孔隙率=斑点的个数/被测面积(个/cm2);
[0080] 在计算孔隙数目时,按斑点直径大小作如下计算:腐蚀点直径小于1mm,每点以一 个孔隙计;大于1mm而小于3mm每点以三个孔隙计;大于3mm而小于5mm,每点以十个孔隙 计。
[0081] 参照以下方法对实施例1~6的镀层进行整平性测试:
[0082] 将用200目砂纸打磨均匀后的试片用美国Kocour公司的Hull Cell 267ml型号的 赫尔槽在3A/dm2直流电流密度于25°C温度下进行电镀lOmin,然后观察试片是否有擦痕。
[0083] 参照以下方法对实施例1~6的镀层进行走光能力测试:
[0084] 采用采用美国Kocour公司的Hull Cell 267ml型号的赫尔槽在3A/dm2直流电流 密度于25°C温度下进行电锻10min后,观察锻层的表面光度。
[0085] 采用PHI700SAM型俄歇电子能谱仪对实施例1~6及对比例的镀层的P含量进行 测试。
[0086] 实施例1~6及对比例的镀层及镀液的性能的测试结果如下:
[0089] 由上表可以看出,实施例1~6中,从镀液及镀层的综合测试效果考虑,实施例6 的配方镀液的分散能力、深镀能力、电流效率和镀速,镀层的孔隙率及结合力较其它的实施 例要好。因而,该配方为本发明的优选配方,其对应的优选施镀条件为单脉冲方波电流的 脉宽为0.611^,占空比为10%,平均电流密度为认/(11112;?!1为12,温度为401:,电镀时间为 35min,阴阳面积比为2 :3。
[0090] 应该注意到并理解,在不脱离后附的权利要求所要求保护的本发明的精神和范围 的情况下,能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此,要求保护的技术方案 的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。
[0091] 以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的 原理,而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术 人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它【具体实施方式】,这些方式都将落入 本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种复合添加剂氰化镀Cu-Sn合金的电镀液,其特征在于,包括含量为10~15g/L 的CuCN、含量为50~80g/L的锡酸盐、含量为28~46g/L的柠檬酸盐、含量为26~40g/ L的焦磷酸盐、含量为20~35g/L的碱金属氰化物、含量为0. 2~0. 8g/L的甲醛类化合 物、含量为〇. 10~〇. 50g/L的二乙基丙炔胺、含量为0. 03~0. 06g/L的聚乙二醇和含量为 0. 06~0. 16g/L的批陡B翁丙氧基硫代甜菜喊。2. 根据权利要求1所述的电镀液,其特征在于,包括含量为12g/L的CuCN、含量为68g/ L的锡酸盐、含量为35g/L的柠檬酸盐、含量为30g/L的焦磷酸盐、含量为26g/L的碱金属氰 化物、含量为〇. 42g/L的甲醛类化合物、含量为0. 28g/L的二乙基丙炔胺、含量为0. 042g/L 的聚乙-醇和含量为0. 14g/L的批陡B翁丙氧基硫代甜菜喊。3. 根据权利要求1所述的电镀液,其特征在于,所述甲醛类化合物为甲醛、多聚甲醛或 三聚甲醛。4. 根据权利要求3所述的电镀液,其特征在于,所述多聚甲醛的平均分子量为600~ 1000 ;所述聚乙二醇的平均分子量为3000~6000。5. -种使用权利要求1所述的电镀液电镀的方法,其特征在于,包括以下步骤: (1) 配制电镀液:在水中溶解各原料组分形成电镀液,所述每升电镀液含有10~15g CuCN、50~80g锡酸盐、28~46g柠檬酸盐、26~40g焦磷酸盐、20~35g碱金属氰化物、 0. 2~0. 8g甲酸类化合物、0. 10~0. 50g二乙基丙块胺、0. 03~0. 06g聚乙二醇和0. 06~ 0. 16g批陡B翁丙氧基硫代甜菜喊; (2) 以预处理过的阴极和阳极置入所述电镀液中通入电流进行电镀。6. 根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述电流为单脉冲方波电流;所述单脉冲 方波电流的脉宽为〇. 4~0. 9ms,占空比为5~30%,平均电流密度为0. 8~1. 5A/dm2。7. 根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中电镀液的pH为11~ 12. 5。8. 根据权利要求5所述的方法,其特征在于,电镀液的温度为40~60°C。9. 根据权利要求5所述的方法,其特征在于,电锻的时间为25~50min。10. 根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中阴极与阳极的面积比为 (1/2 ~2) :1。
【专利摘要】本发明公开了一种复合添加剂氰化镀Cu-Sn合金的电镀液及电镀方法。其中,该电镀液包括含量为10~15g/L的CuCN、含量为50~80g/L的锡酸盐、含量为28~46g/L的柠檬酸盐、含量为26~40g/L的焦磷酸盐、含量为20~35g/L的碱金属氰化物、含量为0.2~0.8g/L的甲醛类化合物、含量为0.10~0.50g/L的二乙基丙炔胺、含量为0.03~0.06g/L的聚乙二醇和含量为0.06~0.16g/L的吡啶嗡丙氧基硫代甜菜碱。本发明以CuCN为铜主盐,锡酸盐为锡主盐,复配柠檬酸盐和焦磷酸盐作为配位剂,以二乙基丙炔胺和吡啶嗡丙氧基硫代甜菜碱作为光亮剂,以甲醛类化合物作为辅助光亮剂,以聚乙二醇作为应力消除剂,由此使获得的镀液具有较好的分散力和深镀能力,阴极电流效率高,镀液性能优异。采用在镀液在碱性条件下电镀获得的镀层的孔隙率低,光亮度高,镀层质量良好。
【IPC分类】C25D5/18, C25D3/58
【公开号】CN105316725
【申请号】CN201410375167
【发明人】石明
【申请人】无锡永发电镀有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年7月31日
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