一种电镀锡液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种电镀锡液，包括甲基磺酸亚锡盐离子、酸、表面活性剂、导电盐、钾离子、晶粒调节剂，并且pH值范围是3.5

【技术实现步骤摘要】
一种电镀锡液及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电镀锡
，特别是涉及一种电镀锡液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]锡具有抗腐蚀、耐变色、无毒、易钎焊、柔软、熔点低和延展性好等优点，近年来，镀锡层作为抗氧化保护层已广泛应用于以铜和铜合金为基体的电子元器件和半导体封装等行业，且通常通过电镀方式形成。电镀是利用电解原理在某些金属表面上镀上一层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料底材的表面附着一层金属膜的工艺。滚镀是将待镀件置于滚筒（水平滚筒或开口篮）中，然后浸入镀液，通电后进行电镀的手段。
[0003]金属沉积需要先成核，成核是指在阴极上最先形成的活性位点，成核较大程度上决定了镀层致密度，平整度和枝晶生长等。理论上，成核又分为连续成核和瞬时成核。其中连续成核是指在阴极表面，在沉积过程中连续不断的形成活性位点，进行成核，而瞬时成核是指在阴极表面，在沉积过程中仅开始的在短时间内，形成一些活性位点，进行成核。连续成核占比越多越好。但是，现有技术的镀锡液镀锡时连续成核占比不高，导致锡层的锡晶之间缝隙较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种镀锡液，能够实现更多的连续成核，提升镀锡层的致密性。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种电镀锡液，包括以下组分：甲基磺酸亚锡盐离子浓度1
‑
100g/L；酸浓度10
‑
200g/L；表面活性剂浓度1
‑
15g/L；导电盐浓度2r/>‑
200g/L；钾离子浓度21
‑
70g/L；晶粒调节剂浓度0.001
‑
1g/L；电镀锡液的pH值范围是3.5
‑
4.0；晶粒调节剂为1
‑
取代基咪唑对甲苯磺酸盐。
[0006]所述的1
‑
取代基咪唑对甲苯磺酸盐选自1
‑
甲基咪唑对甲基苯磺酸盐、1
‑
乙基咪唑对甲苯磺酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑对甲基苯磺酸盐中的至少一种。
[0007]优选的，晶粒调节剂选自1
‑
乙基咪唑对甲苯磺酸盐；优选晶粒调节剂的浓度范围是0.01
‑
0.5g/L。
[0008]所述的酸为甲基磺酸、乙基磺酸、柠檬酸、酒石酸、丙烯酸、乙二酸、磷酸、硫酸、硼酸、硝酸中的至少一种；优选甲基磺酸。
[0009]优选的，所述的表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚、十四硫醇聚氧乙烯醚、十八烷基
双酯基季铵盐中的至少一种；更优选，月桂醇聚氧乙烯醚/十四硫醇聚氧乙烯醚/十八烷基双酯基季铵盐的复配，复配比范围是（10
‑
15）：1：（8
‑
10）。
[0010]在本专利技术的配方中，表面活性剂还可以是十二烷基硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯（20）脱水山梨糖醇单月桂酸酯等。
[0011]所述的导电盐选自烷基磺酸盐、葡萄糖酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐、丙烯酸盐、乙二酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硝酸盐中的至少一种。
[0012]所述的钾离子来源于氢氧化钾、硝酸钾、硫酸钾中的至少一种。
[0013]所述的pH值是通过pH调节剂调节，pH调节剂为氢氧化钾、氢氧化钠、甲基磺酸中的至少一种。
[0014]所述的电镀锡液的分散介质为水。
[0015]电镀锡液的制备方法，包括以下步骤：按照各组分浓度与去离子水混合均匀，再通过酸或pH调节剂调节pH值处于3.5
‑
4.0之间。
[0016]电镀锡液的应用，用于滚筒电镀锡。
[0017]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过在电镀锡液中添加特定含量的晶粒调节剂（1
‑
甲基咪唑对甲基苯磺酸盐、1
‑
乙基咪唑对甲苯磺酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑对甲基苯磺酸盐中的至少一种）同时调节pH值范围是3.5
‑
4.0，能够促进镀锡过程中锡晶粒连续成核，形成致密的镀锡层，进而提升镀锡性能。
附图说明
[0018]图1：实施例1电镀后锡晶粒SEM图。
[0019]图2：对比例1电镀后锡晶粒SEM图。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0021]本专利技术所用原料来源于市售产品。
[0022]实施例和对比例电镀锡液的制备：按照各组分浓度与去离子水混合均匀，再通过pH调节剂调节pH值。
[0023]实施例和对比例滚镀锡的设备和电流条件下：镀件：10MΩ，1206型号电阻，5千片；钢珠：0.5
‑
0.7nm直径；1.5kg；氧化铝球：10mm直径，300g；滚筒：开口式滚筒，4.5L；转速：16转/min；镀镍：31A；120min；镀锡：17A；90min。
[0024]各项测试方法：（1）焊性评定方法：用实施例和对比例电镀锡液分别对30颗镀件进行电镀后，取出本笼镀件30颗0，按照IPC/EIA/JEDEC J
‑
STD
‑
002C标准(元器件的可焊性试验标准)中的润湿平衡法（wetting balance），使用MALCOM马康SWB
‑
2润湿平衡测试仪对上述镀件依次进行可焊性试验，并记录通过颗数。产业上，需要至少达到60%的镀件合格率才能满足要求。
[0025]实施例1：实施例2：实施例3：
实施例4：实施例5：
实施例6：实施例7：
实施例8：实施例9：
实施例10：实施例11：
实施例12：实施例13：
实施例14：实施例15：
对比例1：对比例2：
对比例3：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电镀锡液，其特征在于，包括以下组分：甲基磺酸亚锡盐离子浓度1
‑
100g/L；酸浓度10
‑
200g/L；表面活性剂浓度1
‑
15g/L；导电盐浓度2
‑
200g/L；钾离子浓度21
‑
70g/L；晶粒调节剂浓度0.001
‑
1g/L；电镀锡液的pH值范围是3.5
‑
4.0；晶粒调节剂为1
‑
取代基咪唑对甲苯磺酸盐。2.根据权利要求1所述的电镀锡液，其特征在于，1
‑
取代基咪唑对甲苯磺酸盐选自1
‑
甲基咪唑对甲基苯磺酸盐、1
‑
乙基咪唑对甲苯磺酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑对甲基苯磺酸盐中的至少一种。3.根据权利要求2所述的电镀锡液，其特征在于，晶粒调节剂选自1
‑
乙基咪唑对甲苯磺酸盐；优选晶粒调节剂的浓度范围是0.01
‑
0.5g/L。4.根据权利要求1所述的电镀锡液，其特征在于，所述的酸为甲基磺酸、乙基磺酸、柠檬酸、酒石酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴琼，李垚，肖定军，陈成，李祥忠，
申请(专利权)人：广东东硕科技有限公司光华科学技术研究院广东有限公司，
类型：发明
国别省市：