镀锡液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种镀锡液及其制备方法和应用，该镀锡液包含以下组分：亚锡离子源0.01～1mol/L、甲基磺酸0.1～2mol/L、硼酸0～1.3mol/L、羧酸盐0.2～5mol/L、络合剂0.02～2mol/L和表面活性剂0.0001～0.01mol/L；且镀锡液的pH值范围是3.5～5.5。该镀锡液具有优异的电流密度承受力，能在较高电流密度的条件下避免“粘片”和“烧焦”的情况。

【技术实现步骤摘要】
镀锡液及其制备方法和应用
本专利技术涉及印刷电路板制备领域，特别是涉及镀锡液及其制备方法和应用。
技术介绍
在电子设备的制备过程中，通常为了提高印制电路板或者电子元器件的可焊性，而会在其上进行电镀锡。目前，随着电子设备往微型化、集成化发展，电路板和电子元器件的尺寸也越来越小。因此，在进行电镀锡时，由于电流在镀液中分布不均，高位电流(靠近阴极一端)区的镀速过快而容易造成电子元器件之间互相粘连而造成“粘片”，导致产品的良品率极低。同时，在电镀较大的元器件或电路板时，为了提高电镀效率，一般会提高电流密度，如此操作容易造成高位电流区的镀件出现发黑，“烧焦”的情况，极大影响了产品的可焊性，若使用低电流则会造成电镀效率低，增大生产成本。“粘片”问题与电镀液的电流分散能力以及电流密度承受力有关。据报道，为了获得较好的电流分散能力，有技术人员在电镀液体系中加入分子中含有不饱和键的电流分散剂，以分散高位区的电流密度，但加入的此类添加剂会与锡离子络合，影响体系的稳定性和电镀效率，而且加入的电流分散剂较为特殊，在实际生产中会增加成本，不利于工业化。“烧焦”问题与电镀液的电流密度承受力有密切关系，目前，为了能获得较好的电流密度承受力，研发人员会采用酸性的电镀液体系，并且会采用加入大量强酸电解质，体系的pH值一般低于2，但是在获得较佳电流密度承受力的同时，也会有如下缺点：(1)因为酸性太高而腐蚀陶瓷电极；(2)随着电镀的进行，析氢严重，电流效率下降，导致镀件表面的锡层不均匀，影响外观，(3)随着电镀的进行，体系变得不稳定，亚锡离子容易氧化，而需要额外加入抗氧化剂，若加入抗氧化剂，有可能使得抗氧化剂在阴极析出并夹杂在镀层中，影响镀层的外观以及可靠性。因此，产业上迫切寻找一种合适的镀锡液。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种镀锡液及其制备方法和应用。该镀锡液具有优异的电流密度承受力，能在较高电流密度的条件下避免“粘片”和“烧焦”的情况。具体的技术方案如下：一种镀锡液，包含以下组分：且所述镀锡液的pH值范围是3.5～5.5。在其中一实施例中，所述亚锡离子源为亚锡离子源0.01～1mol/L，所述甲基磺酸为0.1～2mol/L，所述硼酸为0.08～1.3mol/L，所述羧酸盐为0.2～5mol/L，所述络合剂为0.02～2mol/L，所述表面活性剂为0.0001～0.001mol/L。在其中一实施例中，所述亚锡离子源为亚锡离子源0.08～0.6mol/L，所述甲基磺酸为0.1～1.4mol/L，所述硼酸为0.2～1.3mol/L，所述羧酸盐为0.2～3mol/L，所述络合剂为0.02～1.5mol/L，所述表面活性剂为0.0001～0.0008mol/L。在其中一些实施例中，所述羧酸盐为取代或未取代的C1～C18脂肪羧酸盐。需要说明的是所述取代或未取代的C1～C18脂肪羧酸盐可以为一元酸羧酸盐、二元酸羧酸盐、三元酸羧酸盐等，无特别限定。其中，取代C1～C18脂肪羧酸盐的取代基可以为烷基、环烷基、烷氧基、羟基、卤素、氰基、硝基等，无特别限定。在其中一些实施例中，所述羧酸盐为取代或未取代的C1～C6脂肪羧酸盐。在其中一些实施例中，所述羧酸盐选自：甲酸盐、乙酸盐、草酸盐、丙酸盐、丙二酸盐、丙烯酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐、丁酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、苹果酸盐、戊酸盐和己酸盐中的一种或多种。在其中一实施例中，所述羧酸盐为钠盐、钾盐或胺盐。在其中一些实施例中，所述亚锡离子源选自氯化亚锡、硫酸亚锡和甲基磺酸亚锡中的一种或多种。在其中一些实施例中，所述络合剂是葡萄糖酸内酯、葡萄糖酸、氨基磺酸、磺基水杨酸、葡萄糖酸盐、氨基磺酸盐和磺基水杨酸盐中的一种或多种。在其中一些实施例中，所述葡萄糖酸盐、氨基磺酸盐或磺基水杨酸盐为相应原料的钠盐、钾盐或铵盐。在其中一些实施例中，所述表面活性剂选自十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基苯磺酸盐、环氧丙烷和环氧乙烷共聚物、聚乙二醇或十六烷基二甲基甜菜碱中的一种或多种。上述的镀锡液的制备方法，包括以下步骤：将所述络合剂、所述甲基磺酸、所述硼酸和所述羧酸盐一起加入水中，搅拌溶解，然后依次加入所述亚锡离子源和所述表面活性剂，搅拌并充分混合均匀，定容至所需体积，即得所述镀锡液。上述的镀锡液在制备电子器件中的应用。一种电子器件，包括上述的镀锡液制备而成的锡层。在其中一实施例中，所述的电子器件为电路板、电阻器、电容器、电感器或滤波器。一种电子器件的制备方法，包括采用上述的镀锡液进行电镀的步骤。本专利技术的原理和相对于现有技术的优点：为了获得较好的电流承受力，并保证锡离子的稳定，研发人员一般会在电镀液中大量加入强电解的酸，使得电镀体系的pH值低至2。申请人通过大量的实验发现，在此体系下，若使用“弱酸-羧酸盐”作为电镀液的pH值稳定剂，则会导致羧酸盐中的羧酸根离子过度地与镀液中的氢离子结合而产生大量分子态的酸，进而极大地降低电流效率。为了解决上述问题，申请人通过以亚锡离子源、甲基磺酸、硼酸、羧酸盐、络合剂和表面活性剂作为镀锡液的有效组分，并通过各组分的含量的控制，使镀液的pH值稳定在3.5～5.5的范围内，这样有效地避免了强电解的酸的加入，进而避免了由于体系酸度过低导致的时阴极出现的析氢现象，或者酸度不稳定而导致的电流的不稳定，有效地提高了体系的电流承受力，保证了锡离子的稳定性，同时也避免出现因酸度过高而产生的析氢以及电极腐蚀的问题。再者，由于pH值在3.5～5.5的范围内，在镀锡液中形成适量的分子态酸，进而能够在一定程度上降低和分散阴极附近的电流密度。因此，即使在较高的电流密度下，处于阴极的电子元器件也不会出现“粘片”或者“烧焦”的情况。另外，通过在镀锡液中加入适量的硼酸，形成“硼酸-羧酸盐”的pH值稳定剂，能够使镀锡液的pH值稳定在3.5～5.5的范围内，一方面能够保证分子态酸的含量，更能有效地降低和分散阴极附近的电流密度；另一方面通过与络合剂协同作用，增强锡离子的稳定性，进而能够有效地避免了锡离子被氧化而产生沉淀，故无须额外加入抗氧化剂，可以保证所得到的镀层具有较好的外观和可靠性。附图说明图1是使用实施例1镀锡液电镀后hullcell试片的外观图；图2是使用实施例1镀锡液电镀后hullcell试片上锡层的SEM图；图3是使用实施例2镀锡液电镀后贴片电阻上锡层的SEM图；图4是使用对比例1镀锡液电镀后hullcell试片的外观图；图5是使用对比例1镀锡液电镀后hullcell试片上锡层的SEM图；图6是使用对比例1镀锡液电镀后贴片电阻上锡层的SEM图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术公开内容理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。以下具体实施方式中，如无特殊说明，均为常规方法；以下具体实施方式所用的原料、试剂材料等，如无特殊说明，均为市售购买产品。本专利技术所述的“络合剂”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镀锡液，其特征在于，包含以下组分：

【技术特征摘要】
1.一种镀锡液，其特征在于，包含以下组分：且所述镀锡液的pH值范围是3.5～5.5。2.根据权利要求1所述的镀锡液，其特征在于，所述羧酸盐为取代或未取代的C1～C18脂肪羧酸盐。3.根据权利要求2所述的镀锡液，其特征在于，所述羧酸盐选自：甲酸盐、乙酸盐、草酸盐、丙酸盐、丙二酸盐、丙烯酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐、丁酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、苹果酸盐、戊酸盐和己酸盐中的一种或多种。4.根据权利要求1～3任一项所述的镀锡液，其特征在于，所述亚锡离子源选自氯化亚锡、硫酸亚锡和甲基磺酸亚锡中的一种或多种。5.根据权利要求1～3任一项所述的镀锡液，其特征在于，所述络合剂是葡萄糖酸内酯、葡萄糖酸、氨基磺酸、磺基水杨酸、葡萄糖酸盐、氨基磺酸盐和磺基水杨酸盐中的一种或多种。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱春芳，李祥忠，肖定军，
申请(专利权)人：广东光华科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44