专利名称：一种高速电镀光亮镀锡电镀液及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于电化学沉积金属的技术领域，特别涉及高速电镀光亮镀锡电镀液及其制备方法和应用。
背景技术：
在电子元器件行业采用全自动大规模生产技术、市场竞争日益激烈的今天，人们对为之服务的电子电镀行业也提出了更高的要求，如每批产品的镀层厚度、均勻度、硬度、 亮度都须一致，电镀区域严格控制，成本降低。但普通电镀设备满足不了实际生产的需要， 同时也很难达到产品性能要求。高速电镀更切合微电子封装的实际需要，因此逐渐成为电子元器件电镀中的第一选择。为了满足高速电镀的发展，相关电镀添加剂的研究也需要大力发展。目前，大量的电镀添加剂研究工作以普通电镀为主，对于采用极高电流密度的高速电镀就难于胜任了。 虽然目前有国外电镀添加剂厂商对专供高速电镀使用的添加剂均有较深的研究，并且都有实际产品应用，尽管某些性能方面仍存在一定缺陷。对于国内而言，高速电镀工艺设备的研究较多，但对于与之匹配的电镀添加剂的研究十分有限。基于对生态环境的保护，欧盟TOEE/ RoHS法案已通过禁止铅和其它有害物质使用，中国也正制定适合本国国情的RoHS。RoHS是《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》，是欧盟设置的一种检验标准。如果出口欧盟的电器产品达不到该标准，将无法进入海关。中国政府随之也颁布了电子信息产品污染防治管理办法，要求争取在2006年7月1 日之后我国出口的主要电子产品全部实现无铅化。并且电镀纯锡工艺由于镀层成分单一， 与各种无铅焊料易于匹配，使用范围广，且镀液简单，便于维护和管理，成本也较低，在电子行业中得到普遍认可。然而在高速电镀中镀液做高速循环不可避免的会卷入大量空气，对于高速电镀纯锡，在大量空气条件下不但会造成二价锡的氧化，而且容易造成镀液泡沫增加，影响样品和镀液的润湿性，导致样品性能变差，而本发明正是为了解决此问题而提出的。因此开发新型高速电镀光亮镀锡电镀液不仅有利于减少环境污染，而且对提升我国高速电镀产业及电子产品的质量都具有较重要的意义。
发明内容
本发明目的之一在于为了解决上述的技术问题而提供一种高速电镀光亮镀锡电镀液。本发明的目的之二在于提供上述的一种高速电镀光亮镀锡的制备方法。本发明的目的之三在于提供一种上述的一种高速电镀光亮镀锡电镀液在高速电镀锡过程中的应用方法。本发明的技术方案
一种高速电镀光亮镀锡电镀液，其原料组分按每升高速电镀光亮镀锡电镀液计算，其组成及含量如下 甲基磺酸锡 70wt%甲基磺酸
120 200mL 10(Tl75mL
抗氧剂润湿剂防泡剂
光亮剂导电盐
晶粒细化剂
0. 03 5g 3(T45g 广IOg 5 20g 0. 5"2g
0. 0005 0. OOlg
余量为水；
所述的光亮剂为苯甲醛及丙烯醛组成的混合物；优选按质量比即苯甲醛丙烯醛为 2 5:1 ；
所述的导电盐为硫酸钠、甲基磺酸钠或苯磺酸钠中的一种或两种以上组成的混合物； 优选硫酸钠、甲基磺酸钠及苯磺酸钠，按质量比即硫酸钠甲基磺酸钠苯磺酸钠为0 2:3 :0 2 ；
所述的晶粒细化剂为噻二唑、烷基苯胺、三嗪衍生物或水杨酸衍生物中的一种或两种以上组成的混合物；优选噻二唑、烷基苯胺、三嗪衍生物或水杨酸衍生物按质量比即噻二唑烷基苯胺三嗪衍生物水杨酸衍生物为1 :0 3 :0 4 :0 1. 5 ；
其中所述的烷基苯胺优选为甲基苯胺；
所述的三嗪衍生物优选为2-甲胺基-4-甲基-6-甲氧基-1，3，5-三嗪；
所述的水杨酸衍生物优选为水杨酸甲酯；
所述的抗氧剂为对甲苯磺酰胺、邻磺酰苯酰亚胺、2，6 二叔丁基对甲酚中的一种或两种以上组成的混合物；优选对甲苯磺酰胺、邻磺酰苯酰亚胺、2，6 二叔丁基对甲酚按质量比即对甲苯磺酰胺邻磺酰苯酰亚胺2，6 二叔丁基对甲酚为2 4 :1 :0 1 ；
所述的润湿剂为月桂醇聚氧乙烯醚与十二烷基磺酸钠或十六醇聚氧乙烯醚与十二烷基磺酸钠组成的混合物；
所述的防泡剂为甲基硅油；
所述的水为蒸馏水。
上述的一种高速电镀光亮镀锡电镀液的制备方法，包括如下步骤
(1)、分别将计算量的甲基磺酸锡溶于70wt%甲基磺酸；
(2)、将步骤(1)所得的溶液加入计算量的水；
(3)、将计算量的光亮剂、导电盐、晶粒细化剂、抗氧剂、润湿剂、防泡剂加入到步骤(2) 所得的混合溶液中，搅拌均勻后经布氏漏斗控制真空度为0. 06Pa进行过滤，所得的滤液即为一种高速电镀光亮镀锡电镀液。 上述的一种高速电镀光亮镀锡电镀液在高速电镀锡过程中的应用，其使用的电流密度为5.0 50.0 A/dm2，优选为15A/dm2，温度为14 35°C，优选为25 °C，光亮剂消耗量为 0. 2^0. 5g/Ah，优选为0. 3 0. 4g/Ah，晶粒细化剂消耗量为3 10g/Ah，优选为5 7g/Ah，抗氧剂消耗量为0. 03 0. 08g/Ah，优选为0. 05g/Ah。
本发明的有益效果本发明的一种高速电镀光亮镀锡电镀液，由于采用了甲基磺酸锡作为主盐，和现在商用的硫酸锡相比，本发明的一种高速电镀光亮镀锡电镀液具有更低的应力，这为解决镀层间结合力差的问题提供了一个基础。同时又由于本发明的一种高速电镀光亮镀锡电镀液具有优良的镀层速率、分散能力和抗泡能力，镀液可以完全适合高速电镀工艺。另外，本发明的一种高速电镀光亮镀锡电镀液，由于精心选取了光亮剂、晶粒细化剂，电镀过程中在达到同样镀层厚度的情况下，相对于目前商业高速电镀光亮锡产品可提高电镀速度，同时也减少添加剂的用量，这样也可以减少高速电镀光亮镀锡的生产成本。
具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。本发明的一种高速电镀光亮镀锡电镀液的沉积速率和分散能力的测试方法采用肖发新等人的测试方法(肖发新，毛建伟，曹岛，危亚军，苄又丙酮和明胶对酸性镀锡层的影响，电镀与环保，2011，Vol31，(5):6 9)；
本发明的一种高速电镀光亮镀锡电镀液的抗泡性的测试方法采用贺岩峰等人的测试方法(贺岩峰，赵会然，孙江燕，引线框架高速锡铅电镀添加剂的研究，电子工艺技术， 2004，Vol25, (5):216 221)
本发明的一种高速电镀光亮镀锡电镀液的沉积速率和抗泡性测定使用的连续电镀设备采用贺岩峰等人使用的设备；
本发明的一种高速电镀光亮镀锡电镀液的分散能力测定使用的电镀槽使用肖发新等人使用的设备。实施例1
一种高速电镀光亮镀锡电镀液，其原料组分按每升高速电镀光亮镀锡电镀液计算，其组成及含量如下
甲基磺酸锡140 mL70wt%甲基磺酸120 mL光亮剂2 g导电盐45 g晶粒细化剂5 g抗氧剂10 g润湿剂1 g防泡剂0. OOlg
余量为水；
所述的光亮剂为苯甲醛及丙烯醛，按质量比即苯甲醛丙烯醛为5:1组成的混合物； 所述的导电盐为硫酸钠及甲基磺酸钠，按质量比即硫酸钠甲基磺酸钠为2:3组成的混合物；
所述的晶粒细化剂为噻二唑、甲基苯胺及水杨酸甲酯，按照质量比即噻二唑甲基苯胺水杨酸甲酯为1:3:4组成的混合物；
所述的抗氧剂为对甲苯磺酰胺、邻磺酰苯酰亚胺及2，6 二叔丁基对甲酚，按质量比即对甲苯磺酰胺邻磺酰苯酰亚胺2，6 二叔丁基对甲酚为2:1:1组成的混合物；
所述的润湿剂为月桂醇聚氧乙烯醚及十二烷基磺酸钠，按质量比即月桂醇聚氧乙烯醚十二烷基磺酸钠为2:1组成的混合物； 所述的防泡剂为甲基硅油； 所述的水为蒸馏水。上述的一种高速电镀光亮镀锡电镀液的制备方法，包括如下步骤
(1)、分别将计算量的甲基磺酸锡溶于70wt%甲基磺酸；
(2)、将步骤(1)所得的溶液加入计算量的水；
(3)、将计算量的光亮剂、导电盐、晶粒细化剂、抗氧剂、润湿剂、防泡剂加入到步骤(2) 所得的混合溶液中，搅拌均勻经布氏漏斗后控制真空度为0. 06Pa进行过滤，所得的滤液即为一种高速电镀光亮镀锡电镀液。应用实施例1
取实施例1所得的一种高速电镀光亮镀锡电镀液在高速电镀锡过程中的应用，高速电镀光亮镀锡电镀液的工艺条件如下
权利要求
1.一种高速电镀光亮镀锡电镀液，其特征在于其原料组分按每升高速电镀光亮镀锡电镀液计算，其组成及含量如下甲基磺酸锡12(T200mL70wt%甲基磺酸100 175mL光亮剂0. 03 5g导电盐30 45g晶粒细化剂广IOg抗氧剂5 20g润湿剂0. 5^2g防泡剂0. 0005 0. OOlg余量为水；所述的光亮剂为苯甲醛及丙烯醛组成的混合物；所述的导电盐为硫酸钠、甲基磺酸钠及苯磺酸钠中的一种或两种以上组成的混合物； 所述的晶粒细化剂为噻二唑、烷基苯胺、三嗪衍生物及水杨酸衍生物中的一种或两种以上组成的混合物；所述的抗氧剂为对甲苯磺酰胺、邻磺酰苯酰亚胺及2，6 二叔丁基对甲酚中的一种或两种以上组成的混合物；所述的润湿剂为月桂醇聚氧乙烯醚与十二烷基磺酸钠或十六醇聚氧乙烯醚与十二烷基磺酸钠组成的混合物；所述的防泡剂为甲基硅油； 所述的水为蒸馏水。
2.如权利要求1所述的一种高速电镀光亮镀锡电镀液，其特征在于其原料组分按每升高速电镀光亮镀锡电镀液计算，其组成及含量如下甲基磺酸锡14(Tl70mL70wt%甲基磺酸12(Tl50mL光亮剂2、导电盐35"45g晶粒细化剂5 5. 5g抗氧剂IOg润湿剂Ig防泡剂0. OOlg余量为水；所述的光亮剂为苯甲酉I及丙烯醛，按质量比即苯甲物丙烯醛为2 5:1组成的混合所述的导电盐为硫酸钠、甲基磺酸钠及苯磺酸钠，按质量比即硫酸钠甲基磺酸钠苯 I酸钠为0 2:3 :0 2组成的混合物；所述的晶粒细化剂为噻二唑、烷基苯胺、三嗪衍生物及水杨酸衍生物，按质量比即噻 唑烷基苯胺三嗪衍生物水杨酸衍生物为1 :0 3 :0 4 :0 1. 5组成的混合物； 所述的抗氧剂为对甲苯磺酰胺、邻磺酰苯酰亚胺及2，6 二叔丁基对甲酚按质量比即对甲苯磺酰胺邻磺酰苯酰亚胺2，6 二叔丁基对甲酚为2 4 :1 :0 1组成的混合物。
3.如权利要求2所述的一种高速电镀光亮镀锡电镀液，其特征在于其原料组分按每升高速电镀光亮镀锡电镀液计算，其组成及含量如下甲基磺酸锡140mL70wt%甲基磺酸120mL光亮剂2g导电盐45g晶粒细化剂5g抗氧剂IOg润湿剂Ig防泡剂0. OOlg余量为水；所述的光亮剂为苯甲醛及丙烯醛，按质量比即苯甲醛丙烯醛为5:1组成的混合物； 所述的导电盐为硫酸钠及甲基磺酸钠，按质量比即硫酸钠甲基磺酸钠为2:3组成的混合物；所述的晶粒细化剂为噻二唑、甲基苯胺及水杨酸甲酯，按照质量比即噻二唑甲基苯胺水杨酸甲酯为1:3:4组成的混合物；所述的抗氧剂为对甲苯磺酰胺、邻磺酰苯酰亚胺及2，6 二叔丁基对甲酚，按质量比即对甲苯磺酰胺邻磺酰苯酰亚胺2，6 二叔丁基对甲酚为2:1:1组成的混合物；所述的润湿剂为月桂醇聚氧乙烯醚及十二烷基磺酸钠，按质量比即月桂醇聚氧乙烯醚十二烷基磺酸钠为2:1组成的混合物。
4.如权利要求2所述的一种高速电镀光亮镀锡电镀液，其特征在于其原料组分按每升高速电镀光亮镀锡电镀液计算，其组成及含量如下甲基磺酸锡170 mL70wt%甲基磺酸150 mL光亮剂3 g导电盐35 g晶粒细化剂5. 5 g抗氧剂10 g润湿剂1 g防泡剂0. OOlg余量为水；所述的光亮剂为苯甲醛及丙烯醛，按质量比即苯甲醛丙烯醛为2:1组成的混合物； 所述的导电盐为甲基磺酸钠及苯磺酸钠，按质量比即甲基磺酸钠苯磺酸钠为1:2组成的混合物；所述的晶粒细化剂为噻二唑及2-甲胺基-4-甲基-6-甲氧基_1，3，5-三嗪，按质量比即噻二唑2-甲胺基-4-甲基-6-甲氧基-1，3，5-三嗪为2:3组成的混合物；所述的抗氧剂为对甲苯磺酰胺及邻磺酰苯酰亚胺，按质量比即对甲苯磺酰胺邻磺酰苯酰亚胺为4:1组成的混合物；所述的润湿剂为十六醇聚氧乙烯醚、十二烷基磺酸钠，按质量比即十六醇聚氧乙烯醚 十二烷基磺酸钠为2:1组成的混合物。
5.如权利要求1、2、3或4所述的一种高速电镀光亮镀锡电镀液的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)、分别将计算量的甲基磺酸锡溶于70wt%甲基磺酸；(2)、将步骤(1)所得的溶液加入计算量的水；(3)、将计算量的光亮剂、导电盐、晶粒细化剂、抗氧剂、润湿剂、防泡剂加入到步骤(2) 所得的混合溶液中，搅拌均勻后经布氏漏斗控制真空度为0. 06 进行过滤，所得的滤液即为一种高速电镀光亮镀锡电镀液。
6.如权利要求1、2、3或4所述的一种高速电镀光亮镀锡电镀液在高速电镀锡过程中的应用，其特征在于其使用的电流密度为5. (Γ50. 0 A/dm2，温度为1Γ35 ，光亮剂消耗量为 0. 2^0. 5g/Ah，晶粒细化剂消耗量为3 10g/Ah，抗氧剂消耗量为0. 03、. 08g/Ah。
7.如权利要求6所述的一种高速电镀光亮镀锡电镀液在高速电镀锡过程中的应用，其特征在于电流密度优选为15A/dm2，温度为25°C，光亮剂消耗量为0. 3g/Ah，晶粒细化剂消耗量为5g/Ah，抗氧剂消耗量为0. 05g/Ah。
8.如权利要求6所述的一种高速电镀光亮镀锡电镀液在高速电镀锡过程中的应用，其特征在于电流密度优选为15A/dm2，温度为25°C，光亮剂消耗量为0. 4g/Ah，晶粒细化剂消耗量为7g/Ah，抗氧剂消耗量为0. 05g/Ah。
全文摘要
本发明公开一种高速电镀光亮镀锡电镀液及其制备方法和应用。按每升高速电镀光亮镀锡电镀液计算，其原料由120~200mL甲基磺酸锡、100~175mL70wt%甲基磺酸、0.03~5g光亮剂、30~45g导电盐、1~10g晶粒细化剂、5~20g抗氧剂、0.5~2g润湿剂、0.0005～0.001g防泡剂及余量的水组成。其制备方法即将甲基磺酸锡溶于70wt%甲基磺酸，并使用计算量的水稀释后将光亮剂、导电盐、晶粒细化剂、抗氧剂、润湿剂和防泡剂加入其中，搅拌均匀后过滤所得的滤液即为一种高速电镀光亮镀锡电镀液。本发明的一种高速电镀光亮镀锡电镀液具有优良的镀层速率、分散能力和抗泡能力，适合高速电镀工艺。
文档编号C25D3/32GK102418123SQ20111037929
公开日2012年4月18日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者方曦, 朱贤, 韩生 申请人:上海应用技术学院