抑制镀层锡须生长的电镀液及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属镀层电沉积制备领域，尤其涉及抑制镀层锡须生长的电镀液及其 应用。
【背景技术】
[0002] 在电子工业生产中，元器件引脚表面上通常电镀一层锡-铅(Sn-Pb)合金以提高其 焊接的润湿性，但是铅元素是一种生物毒性很大的金属元素，对人体和环境都有着巨大的 危害，自从欧洲委员会通过的电子器件弃物条令案规定在2004年后的废弃物中严禁有铅 Pb、镉Cd、汞Hg和六价铬Cr(VI)等有害物质后，开发无铅焊接技术和相应的纯锡电镀技术已 经成为替代镀Sn-Pb合金的主要手段。现有的无铅电镀合金，普遍存在着焊接温度较高，结 晶较粗，容易长Sn须等问题。
【发明内容】
[0003] 发明目的：为了解决现有技术所存在的无铅纯锡电镀合金存在的焊接温度较高、 结晶粗以及易长锡须问题，本发明提供了一种镀层的表面平整度好，无裂痕，化学性质稳 定、对锡须的生长具有抑制作用的抑制镀层锡须生长的电镀液及其应用。
[0004] 技术方案:为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] 抑制镀层锡须生长的电镀液，包括如下组成成分:体积比为5:1:2的甲基磺酸、乙 酸、盐酸的混合溶液20-40份、可溶性四硫代钼酸锡8-12份、十二烷基硫酸盐12-15份、固色 剂2-6份、分散剂3-8份、光亮剂3-5份、去杂掩蔽剂4-6份、表面活性剂1-3份，水20-30份，其 中上述份数的计算方式为以质量进行计算。
[0006] 更为优选的，所述十二烷基硫酸盐为铵盐、钠盐、钾盐、钡盐中的一种。
[0007] 更为优选的，所述固色剂为环氧氯丙烷与氯化铵壳聚糖两者质量比为2:3的混合 物。
[0008] 更为优选的，所述分散剂为聚丙烯酸与m)TA质量比为2:1-5:1的混合物。
[0009] 更为优选的，所述光亮剂为柠檬酸、椰子油酸、硅油、十二烷基聚葡萄糖苷的混合 物，四种物质的质量比相应为2:2:1:3。
[0010] 更为优选的，所述去杂掩蔽剂为酸性化合物。
[0011] 更为优选的，所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂。
[0012] 上述抑制镀层锡须生长的电镀液的应用，具体为：往电镀槽内加入所需量三分之 一的水，加入所需量的甲基磺酸、乙酸、盐酸的混合溶液、可溶性四硫代钼酸锡和十二烷基 硫酸盐后，混合搅拌均匀静置60min后，按所需量依次加入固色剂、分散剂以及表面活性剂， 混合搅拌均匀后静置20min后再加入所需量的去杂掩蔽剂和光亮剂以及余量的水，混合均 匀，待用。
[0013] 为获得更佳的电镀效果，所述电镀液的使用pH环境为4.5-6.0。
[0014] 有益效果:本发明所提供的抑制镀层锡须生长的电镀液及其应用，酸性镀液采用 甲基磺酸、乙酸、盐酸的混合溶液、锡盐采用可溶性四硫代钼酸锡和十二烷基硫酸盐的混合 溶液、且添加了固色剂、分散剂、光亮剂、去杂掩蔽剂、表面活性剂等成分，且在应用的过程 中采用了独特的电镀液配制方法和使用注意事项，与传统电镀液的应用相比，对锡须的生 长抑制效果明显，大大降低了锡须的生长速率，减少电镀件表面锡须的生长，且使用本发明 进行电镀后镀层具有柔韧性和延展性好，对镀层裂纹的出现具有很好的缓解作用，对温度 承受能力较灵活，具有很强的实用价值。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实施方式对本发明作进一步详细说明：
[0016] 实施例1:
[0017]抑制镀层锡须生长的电镀液，包括如下组成成分:体积比为5:1:2的甲基磺酸、乙 酸、盐酸的混合溶液20份、可溶性四硫代钼酸锡8份、十二烷基硫酸铵12份、固色剂2份、分散 剂3份、光亮剂3份、去杂掩蔽剂4份、表面活性剂1份，水20份，其中上述份数的计算方式为以 质量进行计算。
[0018] 所述固色剂为环氧氯丙烷与氯化铵壳聚糖两者质量比为2:3的混合物;所述分散 剂为聚丙烯酸与Η)ΤΑ质量比为2:1的混合物;所述光亮剂为柠檬酸、椰子油酸、硅油、十二烷 基聚葡萄糖苷的混合物，四种物质的质量比相应为2:2:1:3;所述去杂掩蔽剂为酸性化合 物;所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂。
[0019] 上述抑制镀层锡须生长的电镀液的应用，具体为:往电镀槽内加入所需量三分之 一的水，加入所需量的甲基磺酸、乙酸、盐酸的混合溶液、可溶性四硫代钼酸锡和十二烷基 硫酸铵后，混合搅拌均匀静置60min后，按所需量依次加入固色剂、分散剂以及表面活性剂， 混合搅拌均匀后静置20min后再加入所需量的去杂掩蔽剂和光亮剂以及余量的水，混合均 匀，待用;为获得更佳的电镀效果，所述电镀液的使用pH环境为4.5-6.0。
[0020] 实施例2:
[0021]抑制镀层锡须生长的电镀液，包括如下组成成分:体积比为5:1:2的甲基磺酸、乙 酸、盐酸的混合溶液40份、可溶性四硫代钼酸锡12份、十二烷基硫酸钾15份、固色剂6份、分 散剂8份、光亮剂5份、去杂掩蔽剂6份、表面活性剂3份，水30份，其中上述份数的计算方式为 以质量进行计算。
[0022] 所述固色剂为环氧氯丙烷与氯化铵壳聚糖两者质量比为2:3的混合物;所述分散 剂为聚丙烯酸与Η)ΤΑ质量比为5:1的混合物;所述光亮剂为柠檬酸、椰子油酸、硅油、十二烷 基聚葡萄糖苷的混合物，四种物质的质量比相应为2:2:1:3;所述去杂掩蔽剂为酸性化合 物;所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂。
[0023] 上述抑制镀层锡须生长的电镀液的应用，具体为:往电镀槽内加入所需量三分之 一的水，加入所需量的甲基磺酸、乙酸、盐酸的混合溶液、可溶性四硫代钼酸锡和十二烷基 硫酸钾后，混合搅拌均匀静置60min后，按所需量依次加入固色剂、分散剂以及表面活性剂， 混合搅拌均匀后静置20min后再加入所需量的去杂掩蔽剂和光亮剂以及余量的水，混合均 匀，待用;为获得更佳的电镀效果，所述电镀液的使用pH环境为4.5-6.0。
[0024] 实施例3:
[0025]抑制镀层锡须生长的电镀液，包括如下组成成分:体积比为5:1:2的甲基磺酸、乙 酸、盐酸的混合溶液30份、可溶性四硫代钼酸锡10份、十二烷基硫酸钡14份、固色剂4份、分 散剂6份、光亮剂4份、去杂掩蔽剂5份、表面活性剂2份，水25份，其中上述份数的计算方式为 以质量进行计算。
[0026] 所述固色剂为环氧氯丙烷与氯化铵壳聚糖两者质量比为2:3的混合物;所述分散 剂为聚丙烯酸与Η)ΤΑ质量比为4:1的混合物;所述光亮剂为柠檬酸、椰子油酸、硅油、十二烷 基聚葡萄糖苷的混合物，四种物质的质量比相应为2:2:1:3;所述去杂掩蔽剂为酸性化合 物;所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂。
[0027] 上述抑制镀层锡须生长的电镀液的应用，具体为:往电镀槽内加入所需量三分之 一的水，加入所需量的甲基磺酸、乙酸、盐酸的混合溶液、可溶性四硫代钼酸锡和十二烷基 硫酸钡后，混合搅拌均匀静置60min后，按所需量依次加入固色剂、分散剂以及表面活性剂， 混合搅拌均匀后静置20min后再加入所需量的去杂掩蔽剂和光亮剂以及余量的水，混合均 匀，待用;为获得更佳的电镀效果，所述电镀液的使用pH环境为4.5-6.0。
[0028] 实施例4:
[0029]采用标准的工业电镀纯锡工艺进行样品的准备：电镀基材为C19210的Cu引线框 架，电镀液温度为30~55°C，电镀效率为600条/h，电镀无搅拌，然后进行150°C、lh的高温退 火处理;试验分为四组，采用上述实施例1-3的配方以及传统纯锡电镀液配方的电镀液分别 进行电镀，电镀后X射线荧光仪测量的镀层平均厚度为10~12微米，温度循环条件下的锡须 生长实验采用了JEDEC201的加速测试方法，其参数为：一 55°C(+0/- 10°C)~+85°C(+10/- 〇°C)，大气环境，3次循环/h.实验过程中，每经历500次循环后就观测锡须的生长;共计进行 了 1500次循环，观测了三次锡须的生长状态。
[0030] 结果如下表所示：
[0032]从上表可看出，使用本发明实施例1-3的抑制镀层锡须生长的电镀液及其应用，与 传统电镀液的应用相比，对锡须的生长抑制效果明显，大大降低了锡须的生长速率，减少电 镀件表面锡须的生长，且使用本发明进行电镀后镀层具有柔韧性和延展性好，对镀层裂纹 的出现具有很好的缓解作用，对温度承受能力较灵活，具有很强的实用价值。
[0033]应当指出，以上【具体实施方式】仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在 阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权 利要求所限定的范围。
【主权项】
1. 抑制镀层锡须生长的电镀液，其特征在于包括如下组成成分:体积比为5:1:2的甲基 磺酸、乙酸、盐酸的混合溶液20-40份、可溶性四硫代钼酸锡8-12份、十二烷基硫酸盐12-15 份、固色剂2-6份、分散剂3-8份、光亮剂3-5份、去杂掩蔽剂4-6份、表面活性剂1-3份，水SOSO份 ，其中 上述份数的计算方式为以质 量进行计算。2. 根据权利要求1所述的抑制镀层锡须生长的电镀液，其特征在于:所述十二烷基硫酸 盐为铵盐、钠盐、钾盐、钡盐中的一种。3. 根据权利要求1所述的抑制镀层锡须生长的电镀液，其特征在于:所述固色剂为环氧 氯丙烷与氯化铵壳聚糖两者质量比为2:3的混合物。4. 根据权利要求1所述的抑制镀层锡须生长的电镀液，其特征在于:所述分散剂为聚丙 烯酸与Η)ΤΑ质量比为2:1-5:1的混合物。5. 根据权利要求1所述的抑制镀层锡须生长的电镀液，其特征在于:所述光亮剂为柠檬 酸、椰子油酸、硅油、十二烷基聚葡萄糖苷的混合物，四种物质的质量比相应为2:2:1:3。6. 根据权利要求1所述的抑制镀层锡须生长的电镀液，其特征在于:所述去杂掩蔽剂为 酸性化合物。7. 根据权利要求1所述的抑制镀层锡须生长的电镀液，其特征在于:所述表面活性剂为 阴离子型表面活性剂。8. -种权利要求1所述的抑制镀层锡须生长的电镀液的应用，其特征在于:往电镀槽内 加入所需量三分之一的水，加入所需量的甲基磺酸、乙酸、盐酸的混合溶液、可溶性四硫代 钼酸锡盐和十二烷基硫酸盐后，混合搅拌均匀静置60min后，按所需量依次加入固色剂、分 散剂以及表面活性剂，混合搅拌均匀后静置20min后再加入所需量的去杂掩蔽剂和光亮剂 以及余量的水，混合均匀，待用。9. 根据权利要求8所述的抑制镀层锡须生长的电镀液的应用，其特征在于:所述电镀液 的使用pH环境为4.5-6.0。
【专利摘要】本发明公开了抑制镀层锡须生长的电镀液及其应用，酸性镀液采用甲基磺酸、乙酸、盐酸的混合溶液、锡盐采用可溶性四硫代钼酸锡和十二烷基硫酸盐的混合溶液、且添加了固色剂、分散剂、光亮剂、去杂掩蔽剂、表面活性剂等成分，且在应用的过程中采用了独特的电镀液配制方法和使用注意事项，与传统电镀液的应用相比，对锡须的生长抑制效果明显，大大降低了锡须的生长速率，减少电镀件表面锡须的生长，且使用本发明进行电镀后镀层具有柔韧性和延展性好，对镀层裂纹的出现具有很好的缓解作用，对温度承受能力较灵活，具有很强的实用价值。
【IPC分类】C25D3/30, C25D3/32
【公开号】CN105463523
【申请号】CN201510981574
【发明人】冯正元, 冯育华
【申请人】苏州市金星工艺镀饰有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月23日