一种烷基磺酸化学镀锡液及基于该化学镀锡液的镀锡工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种烷基磺酸化学镀锡液，其包括以下含量的组分：有机磺酸锡盐１～４０ｇ／Ｌ、有机酸５～２５０ｇ／Ｌ、络合剂５～３００ｇ／Ｌ、还原剂２０～１５０ｇ／Ｌ、表面活性剂０．５～５０ｇ／Ｌ、抗氧化剂０．１～２５ｇ／Ｌ、贵金属盐１～５００ｍｇ／Ｌ、光亮剂０．５～３ｇ／Ｌ。本发明专利技术还公开了一种基于上述烷基磺酸化学镀锡液的镀锡工艺，包括以下步骤：１）将铜或铜合金待镀工件进行预处理；２）将经预处理的铜或铜合金工件放入烷基磺酸化学镀锡液中进行镀锡；３）镀锡后进行中和和防变色处理。本发明专利技术采用预浸、化学镀两步法在铜及其铜合金基体上沉积厚度达２．０μｍ的锡层，适用于印制电路板（ＰＣＢ板）及集成电路等化学镀锡工艺过程，具有良好可焊性，较强的抗须晶生长能力，成本低，工艺稳定等优点。

Alkyl sulfonic acid chemical tin plating liquid and tin plating process based on the same

The invention discloses an alkyl sulfonic acid electroless tin plating solution, which comprises the following components: the content of organic sulfonic acid tin salt 1 ~ 40g / L, the organic acid of 5 ~ 250G / L, 5 ~ 300g / L complexing agent, reducing agent is 20 ~ 150g / L, surfactant 0.5 ~ 50g / L, antioxidant 0.1 ~ 25g / L, 500mg / noble metal salt 1 ~ L, 0.5 ~ 3G / L brightener. The invention also discloses a tin plating process of the electroless plating bath based on alkyl sulfonic acid, comprising the following steps: 1) the copper or copper alloy workpiece to be plated pretreatment; 2) the copper or copper alloy workpiece pretreatment in electroless tin plating solution of alkyl sulfonic acid tin plating; 3) tin after neutralization and the anti color processing. The invention adopts tin layer prepreg, electroless plating and two steps in copper and copper alloy substrate thickness up to 2 m, suitable for printed circuit board (PCB board) and integrated circuit of electroless tin plating process has good solderability, strong anti whisker growth ability, low cost, the advantages of technology stability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化学镀锡液及基于该化学镀锡液的镀锡工艺，尤其涉及一种烷基磺酸化学镀锡液及基于该化学镀锡液的镀锡工艺。
技术介绍
印制线路板及电子零部件为了保证在以后的装配和使用中的可焊性能，对表面线 路要进行可焊性镀覆或处理，以确保其良好的焊接性能，热风整平曾经在PCB表面处理工 艺中处于主导地位。二十世纪八十年代，超过四分之三的PCB使用热风整平工艺，热风整平 又名热风焊料整平，它是在PCB表面涂覆熔融锡铅焊料并用加热压縮空气整平的工艺，使 其形成一层既抗铜氧化，又可提供良好的可焊性的涂覆层。该工艺的特点是工艺简单成熟， 工艺条件容易控制，生产成本低廉，但是在PCB表面采用锡铅焊料涂层，会从三方面造成危 害1.加工过程会接触到铅容易造成伤害接触铅的工序有以锡铅层作抗腐蚀时图形电镀 中电镀锡铅工序，腐蚀后锡铅退除工序，热风整平焊锡工序，有的还有热熔焊锡工序，尽管 生产中有排风等劳防措施，长期接触难免会受害；2.锡铅电镀等含铅废水，及热风整平的 含铅气体对环境带来影响含铅废水来自电镀清洗水和滴漏或报废的锡铅溶液，这方面废 水往往认为含量较少，水处理又较难，因而不作处理而放入大池中去排放了 ；3.印制板上 含有锡铅镀/涂层，这类印制板报废或所用电子设备报废时其上面的含铅物质尚无法回收 处理，若作垃圾埋入地下，长年累月后这地下水中会含有铅，对环境造成严重的污染。另外， 在PCB装配中采用锡铅焊料进行波峰焊、再流焊或手工焊操作中都有铅气体存在，影响人 体和环境，同时在PCB上留下更多的铅含量。 近年来随着人们环保意识的增强和对于自身健康的关注，铅污染越来越受到人们 的重视，越来越多的研究表明，铅对人类和环境构成了严重的威胁。2003年7月13日，欧 盟正式颁布WEEE/RoHS法令，并明确要求其所有成员国必须在2004年8月13日以前将此 指导法令纳入其法律条文中。该法令严格要求在电子信息产品中不得含有铅、汞、镉、六价 铬，多溴联苯(PBB)及多溴二苯醚(PBDE)。严格的禁铅条例使电子封装产业对无铅材料提 出了更高的要求，已经成熟的锡铅合金必须被性能相近或更高的无铅材料所替代。同时，随 着电子产品越来越小型化，其线径和线间距也越来越小，在密度较高的PCB中，采用热风整 平会导致线路间短路。 目前表面涂层除锡铅合金外，已普遍采用的有有机防护涂层(0SP)，化学镀镍/ 金，化学镀银，以及采用钯、铑或铂等贵金属。在实际应用中，一般消费类电子产品采用OSP 表面涂饰适宜，性能满足和价格便宜；耐用工业类电子产品较多采用镍/金涂层，但相对加 工过程复杂和成本高；铂铑等贵金属涂层只有特别要求的高性能电子产品中采用，性能好 价格也特高。化学镀锡，性能好成本适中，是替代锡铅合金涂层的优良选择。化学镀锡工艺 技术就是在这种情况下发展起来的，化学镀锡的生产工艺过程比化学浸镍/金简单、成本 低，同样可焊性好和表面平整，并且使用无铅焊锡时可靠性也高，工艺过程稳定可靠和制作 细导线优势明显。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种烷基磺酸化学镀锡液，基于该化学镀锡液的镀锡工艺 具有良好可焊性、较强的抗须晶生长能力、成本低、工艺稳定等特点。 本专利技术的目的还在于提供一种具有良好可焊性、较强的抗须晶生长能力、成本低、 工艺稳定的烷基磺酸化学镀锡工艺，所获得的可焊性镀层具有良好的可焊性、延展性和光 泽度。本专利技术第一个目的通过以下技术措施来实现一种烷基磺酸化学镀锡液，包括以下含量:的组分有机磺酸锡盐1 40g/l有机酸5 250g/L络合剂5 300g/L还原剂20 150g/L表面活性剂0. 5 50g/L抗氧化剂0. 1 25g/L贵金属盐1 500mg/L光亮剂0. 5 3g/L。所述的烷基磺酸化学镀锡液的各组分的含量优选为有机磺酸锡盐5 30g/L有机酸10 200g/L络合剂20 200g/L还原剂50 100g/L表面活性剂1 10g/L抗氧化剂0. 5 10g/L贵金属盐2 300mg/L光亮剂1 2g/L。所述的有机磺酸锡盐为甲烷磺酸亚锡、乙烷磺酸亚锡、丙烷磺酸亚锡、2_丙烷磺酸亚锡、羟基甲烷磺酸亚锡、2-羟基乙基-1-磺酸亚锡或2-羟基丁基-1-磺酸亚锡等。 所述的有机酸为烷基磺酸或烷醇基磺酸。所述的烷基磺酸包括甲烷磺酸、乙烷磺 酸、丙烷磺酸、2-丙烷磺酸等。所述的烷醇基磺酸包括羟基甲烷磺酸、2-羟基乙基-l-磺酸 和2-羟基丁基-l-磺酸等。 所述的络合剂为硫脲及其衍生物，或者是硫脲及其衍生物和有机羧酸的混合物。所述的硫脲衍生物包括硫代甲酰胺、硫代乙酰胺、乙撑硫脲、丙烯基硫脲、2-巯基苯并噻唑和EDTA等。所述的有机羧酸包括葡萄糖酸、酒石酸、富马酸和柠檬酸等。 所述的还原剂为次磷酸钠、次磷酸钾、次磷酸胺、有机硼烷、甲醛、联氨、硼氢化钠或胺基硼烷等。 由于在镀锡液中加入非离子表面活性剂旨在改善镀液性能，有利于获得平滑的锡 镀层。因此，所述的表面活性剂为非离子表面活性剂，而适宜的非离子表面活性剂采用聚氧 乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯壬酚醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯山梨糖醇酯、聚乙烯亚胺或和聚乙二醇等。它们可以单独或者混合使用。 由于在镀锡液中加入防氧化剂旨在防止镀液中的二价锡离子氧化成四价锡离子，保持镀液和合金镀层组成的稳定性。因此，所述的适宜的抗氧化剂有抗坏血酸及其Na+、 K+等碱金属盐、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、甲酚磺酸及其Na+、 K+等碱金属盐、苯酚磺酸及其Na+、 K+等碱金属盐、连苯三酚和均苯三酸等。它们可以单独或者混合使用。 所述的贵金属盐为银、铋、镍、锆或铜的烷基磺酸盐或烷醇基磺酸盐，例如甲烷磺酸盐、乙烷磺酸盐、丙烷磺酸盐、2-丙烷磺酸盐、羟基甲烷磺酸盐、2-羟基乙基-l-磺酸盐和2_羟基丁基-1-磺酸盐等，它们可以单独或混合使用。 所述的光亮剂为吡啶衍生物或炔醇类化合物。所述的吡啶衍生物包括丙烷磺酸吡 啶嗡盐、羟基丙烷吡啶嗡盐等；所述的炔醇类化合物包括己炔二醇、丁炔二醇和丙炔醇乙氧 基化合物等。 本专利技术的第二个目的通过以下技术措施来实现一种基于上述烷基磺酸化学镀锡 液的镀锡工艺，包括以下步骤 1)将铜或铜合金待镀工件进行预处理，预处理包括除油、酸洗、微蚀和预镀； 2)将经预处理的铜或铜合金工件放入烷基磺酸化学镀锡液中进行镀锡，镀锡操作 时，化学镀锡浴槽温度为50 65°C ，镀液pH值为1. 0 2. 5，时间为15-30min ; 3)镀锡后进行中和和防变色处理。 步骤1)中所述的预镀处理是在化学镀锡之前，在铜或铜合金工件上置换一层薄而均匀的锡层，然后在该层上化学镀锡，提高镀层的结合力。 所述步骤3)中采用现有技术中的方法进行中和和防变色处理即可。 本专利技术采用预浸化学镀两步法镀锡，镀层光亮，厚度可达2. 5 ii m/20min，无须晶生长，因此采用本专利技术在印制线路板或电子元器件表面化学镀上的锡合金层，具有良好的可焊性，确保印制电路板表面具有良好的可焊性，保证接插件或表面贴装件与电路所在位置达到牢固的结合。镀液中不含对环境有害的铅、镉等重金属、难处理的络合剂和螯合剂，对助焊剂无攻击性，本专利技术镀锡液及其方法适宜于PCB版、IC引线架、连接器等无铅可焊性镀层的需求。具体实施例方式下面列举一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烷基磺酸化学镀锡液，其特征是，包括以下含量的组分：　　　　有机磺酸锡盐　　１～４０ｇ／Ｌ　　　　有机酸　　５～２５０ｇ／Ｌ　　　　络合剂　　５～３００ｇ／Ｌ　　　　还原剂　　２０～１５０ｇ／Ｌ　　　　表面活性剂　　０．５～５０ｇ／Ｌ抗氧化剂　　０．１～２５ｇ／Ｌ　　　　贵金属盐　　１～５００ｍｇ／Ｌ　　　　光亮剂　　０．５～３ｇ／Ｌ。

【技术特征摘要】
一种烷基磺酸化学镀锡液，其特征是，包括以下含量的组分有机磺酸锡盐1～40g/L有机酸 5～250g/L络合剂 5～300g/L还原剂 20～150g/L表面活性剂 0.5～50g/L抗氧化剂0.1～25g/L贵金属盐1～500mg/L光亮剂 0.5～3g/L。2. 根据权利要求1所述的烷基磺酸化学镀锡液，其特征是，所述的有机磺酸锡盐为甲 烷磺酸亚锡、乙烷磺酸亚锡、丙烷磺酸亚锡、2-丙烷磺酸亚锡、羟基甲烷磺酸亚锡、2-羟基 乙基-1-磺酸亚锡或2-羟基丁基-1-磺酸亚锡。3. 根据权利要求1所述的烷基磺酸化学镀锡液，其特征是，所述的有机酸为烷基磺酸 或烷醇基磺酸。4. 根据权利要求1所述的烷基磺酸化学镀锡液，其特征是，所述的络合剂为硫脲及其 衍生物，或者是硫脲及其衍生物和有机羧酸的混合物。5. 根据权利要求1所述的烷基磺酸化学镀锡液，其特征是，所述的还原剂为次磷酸钠、 次磷酸钾、次磷酸胺、有机硼烷、甲醛、联氨、硼氢化钠或胺基硼烷。6. 根据权利要求1所述的烷基磺酸化学镀锡液，其特征是，所述的表面活性剂为聚氧 乙烯烷基芳...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩文生，顾宇昕，
申请(专利权)人：广州电器科学研究院，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]