本公开内容一般地涉及锡电镀的领域。更具体地，本公开内容涉及通过将锡与金掺杂减轻镀锡膜和镀锡表面上的锡须生长的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容一般地涉及锡电镀的领域。更具体地，本公开内容涉及通过将锡与金 掺杂减轻镀锡膜和镀锡表面上的锡须形成的方法。
技术介绍
世界范围内至无铅电子产品产品的转变迫使电子元件的绝大多数供应商将他们 的生产线从含锡/铅修饰剂（finishes)转换至无铅修饰剂。结果，大多数电子产品产品供 应商已经变更至纯的电镀锡修饰剂。然而，电镀纯锡修饰剂存在形成锡须的倾向，所述锡须 从表面延伸一段距离。这样的锡须已经发现在多种多样的镀锡元件上形成，并且在大范围 的环境条件下形成。由于这些锡须由几乎纯的锡组成，并且因此是导电的，它们可引起问 题，比如，例如，电子元件的短路。因此，来自镀锡表面的锡须的生长继续引起使用镀锡的元 件的电子系统的可靠性问题和其它问题。可归因于镀锡表面上的锡须形成的非期望的效应 已经引起显著的顾客不满，其导致对电子产品制造商的显著的财务影响。至今，确保锡须不 在电子系统内生长的唯一方法是从这样的系统消除纯的锡。然而，在电子工业中对使用锡 和镀锡元件的增加的依赖使得此锡消除策略难以实行。例如，元件上的锡涂层帮助保护元 件免受腐蚀。锡涂层还帮助提供合适的焊接表面。 -个锡须减轻策略是将全部镀锡元件引线（leads)浸入熔融的锡/铅，从引线的 尖端直至元件主体。然而，此方法可非期望地影响元件，并且在制造过程中实施是昂贵的。 其它系统已经尝试浸渍镀或以其它方式向锡表面提供金属或非金属涂层。然而，还没有已 知的方法已经向镀锡表面上的最终的和非期望的晶须形成提供可预见的、长期的、经济的、 可再生的、和可扩大的方案。
技术实现思路
根据一个变型，本公开内容涉及减羟基材表面上的锡须生长的方法，其包括以下 步骤：提供基材表面；提供包括一定量的含金化合物和含锡化合物和至少一种适当的络合 剂、和缓冲剂的溶液；和将电极浸入溶液，而电极连接至能够向电极提供电流的电源，其导 致将受控量的金和锡共沉积至基材表面上。本公开内容的系统、方法和装置还可在使用三 电极系统的系统和方法中使用或被并入其中，其中第三电极被用作参比电极。 提供至第一溶液的含金化合物优选是水溶性金盐，比如，例如，四氯金酸钠。一定 量的亚硫酸钠优选地提供为络合剂以络合第一溶液中的金。此外，添加络合锡的一定量的 络合剂，比如，例如1-抗坏血酸。一定量的缓冲剂，比如，例如，柠檬酸铵，被溶解在水中以 形成含锡化合物添加至其中的第二溶液。提供至第二溶液的含锡化合物优选是水溶性含锡 盐，比如，例如，二氯化锡（II)。优选地，一定量的非离子表面活性剂/流平剂（例如Triton X-100等）然后添加至第一或第二溶液。一旦第一和第二溶液结合而形成包含金和锡离子 的第三电解溶液，一定量的表面活性剂/流平剂一一优选是酚酞溶液一一添加至第三溶液。 第三溶液优选地维持在大约5. 4的pH下。 根据进一步的变型，阴极基材表面包括铜一一一种常用于电子元件比如例如引线 的材料。优选地，受控量的金和锡共沉积至基材表面上，至大约1至大约10微米的厚度，金 浓度大约〇. 5至大约5重量百分比、和更优选地大约1至大约2重量百分比。 本公开内容还涉及制造电镀浴的方法，其包括：在第一溶液中，在水（优选是去离 子水）中溶解一定量的含金化合物（优选是四氯金酸钠），并且添加一定量的第一和第二络 合剂（优选是亚硫酸钠和1-抗坏血酸）。在第二溶液中，一定量的柠檬酸铵缓冲剂溶解在 一定量的水（优选是去离子水）中，其中所述水（优选是去离子水）中添加水溶性含锡化 合物（优选是二氯化锡（II))、和任选地一定量的非离子表面活性剂/流平剂。第一和第二 溶液结合以制造一定量的表面活性剂/流平剂（优选是酚酞）添加至其中的第三溶液。此 外，本公开内容考虑根据上面的方法制造的电镀浴。 本公开内容进一步涉及电镀浴，其包括水、一定量的水溶性含金化合物（优选是 四氯金酸钠）、第一和第二络合剂（优选是亚硫酸钠和1-抗坏血酸）、一定量的水溶性含锡 化合物（优选是二氯化锡（II))、一定量的缓冲剂（优选是柠檬酸铵）、和优选地一定量的 表面活性剂/流平剂（优选是非离子Triton X-100和酚酞）。 仍更进一步，本公开内容涉及减羟基材表面上的锡须生长的涂层，其包括共沉积 至基材表面上的一定量的金和锡。根据优选的变型，金和锡电沉积至基材表面上，优选至大 约1微米至大约10微米的厚度。优选地，基材表面包括铜，并且金优选地以大约0. 5至大 约5重量百分比的金的浓度与锡共沉积至基材上。 本公开内容考虑将描述的涂层有效地用于涂覆任何物体，其包括但绝不限于电子 元件，在其中通过将基本上纯的镀锡表面替换为金和锡镀层而减轻锡须的形成是期望的。 本公开内容还考虑将本文提供的涂层和方法用于包括电子元件的任何物品的制造中，所述 电子元件包括公开的金和锡镀层。【附图说明】 在已经概括地如此描述了本公开内容的变型之后，现在可以参照附图，其不一定 按比例绘制，并且其中： 图Ia和Ib是将包括金和锡的涂层电镀至基材表面上的优选的过程的流程图； 图2是用于将金和锡涂层电镀至基材表面上的优选的电镀浴的示意性图示； 图3和4是从纯的镀锡基材表面生长的锡须的显微照片； 图5是涂覆有包括共沉积的金和锡的镀层的表面的显微照片； 图6是具有沿着元件主体的周边取向的镀锡引线的电子元件的示意性图示；和 图7是图6中所示的引线的进一步放大的示意性图示。【具体实施方式】 本公开内容涉及掺杂有大约0. 5至大约5重量百分比的受控量的金的电镀锡膜的 开发，所述电镀锡膜抑制锡须从电镀基材表面的生长，否则其通常在纯的镀锡基材上发生。 向锡镀膜添加受控量的金现在已经显示在延长时期内显著地抑制和有效地消除非期望的 锡须生长。 图Ia显示了本公开内容的优选的变型的流程图。根据该变型，制备第一电解溶液 IOa和第二电解溶液11a。为了制造溶液10a，在第一步骤12a中，一定量的水溶性含金化合 物溶解在水中。添加用于金的一定量的第一络合剂14a，接着添加作为用于锡的络合剂的 一定量的第二络合剂16a。在第二溶液Ila中，一定量的缓冲剂溶解在水中13a，接着添加 一定量的水溶性含锡化合物15a，和添加一定量的表面活性剂/流平剂17a。两种溶液IOa 和Ila然后与另外的水结合18a。一定量的酚酞添加至溶液19a。得到的溶液然后用作电 镀溶液以共沉积锡和金（大约〇. 5至大约5重量百分比，和更优选是大约1至大约2重量 百分比的金）至基材表面上20a。 图Ib显示了一个优选的变型的流程图。根据该变型，制备第一电解溶液IOb 和第二电解溶液lib。为了制造溶液10b，在第一步骤12b中，一定量的四氯金酸钠盐 (NaAuCl4-2H 20)溶解在去离子水中。添加一定量的亚硫酸钠（Na2SO3) 14b，接着添加作为用 于锡的络合剂的一定量的1-抗坏血酸16b。在第二溶液Ilb中，一定量的柠檬酸铵缓冲剂 溶解在去离子水中13b，接着添加一定量的二氯化锡（II) (Sn (II) C12-2H20) 15b，和添加一 定量的Triton X-10017b。两种溶液IOb和Ilb然后与添加的离子水结合18b。一定量的 酚酞添加至溶液19b。得到的溶液然后用作电镀溶液以共沉积锡和金（大约0. 本文档来自技高网...
【技术保护点】
减轻基材表面上的锡须生长的方法，其包括以下步骤：通过添加一定量的水溶性含金化合物至水制备第一溶液；添加第一络合剂至所述第一溶液；添加第二络合剂至所述第一溶液；制备第二溶液，其包括溶解在水中的一定量的缓冲剂；添加水溶性含锡化合物至所述第二溶液；结合所述第一和第二溶液以形成第三溶液，其包括溶液中的大量金和锡离子；将阳极电极浸入所述第三溶液，将阴极基材浸入所述第三溶液，所述阴极基材包括阴极基材表面；将所述阳极电极和所述阴极基材连接至能够提供电流的电源；开启所述电源以提供所述电流至所述阳极电极、所述阴极基材和所述第三溶液；和将一定量的金和锡共沉积至所述阴极基材表面上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·A·伍德罗，J·A·尼耳森，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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