用来处理具有外皮的SnO的方法技术

本发明专利技术提供了一种对具有至少部分的二氧化锡表面外皮的氧化亚锡颗粒进行处理的方法，所述方法是使所述颗粒与还原剂接触一段时间，所述一段时间的接触足以制得氧化亚锡。制得的氧化亚锡颗粒易溶于有机磺酸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属氧化物领域，具体涉及氧化亚锡(SnO)的制备。
技术介绍
锡之类的各种金属被用来制造电子器件。例如，人们将纯锡以及锡合金，例如锡-铅、锡-铋、锡-银和锡-银-铜用作互连封装上的焊料。通常通过电镀法将这些金属沉积在电子器件基板上。通常来说，锡电镀浴包含二价锡离子，任选包含合金金属的离子，例如银、铜、铋以及它们的组合，还包含酸电解质，还任选包含各种有机添加剂中的一种或多种。通过选择有机添加剂来提供具有某种所需性质的沉积锡层。在电镀的过程中，随着锡沉积物电镀的持续进行，溶液中锡(II)离子的量减少。到了溶液中的锡(II)离子必须加以补充的时候，向镀浴中另外加入二价的锡盐。在进行纯锡沉积物的沉积的时候，镀浴中锡(II)离子的确切浓度并不关键，只要包含足够的锡，能够沉积具有所需厚度的锡层即可。但是，在沉积诸如锡-银、锡-铋、锡-铜和锡-银-铜之类的锡合金的时候，为了达到所需的合金组成，镀浴中锡离子的浓度可能是很关键的。因此，人们需要在镀浴中提供已知浓度的锡(II)离子。人们使用二价锡离子源制备电镀浴，所述二价锡离子源可以是任意合适的锡盐，例如烷基磺酸锡。这些锡盐通常是通过将氧化亚锡(即氧化锡(II))溶于合适的酸、形成所需的锡盐来制备的，可以作为二价锡离子源。氧化亚锡通常以颗粒的形式供应，可以直接溶于酸性的锡镀浴中，或者可以独立地溶于酸，然后以二价锡溶液的形式加入镀浴中。随着时间推移，氧化亚锡颗粒形成至少部分的二氧化锡(即氧化锡(IV))表面层(即包层或外皮)。很难确定特定量的氧化亚锡中二氧化锡的确切量。二氧化锡在酸中的溶解性较低，因此无法用于镀浴应用。因此，当使用具有至少部分的二氧化锡包层的氧化亚锡颗粒制备锡镀浴，特别是锡合金镀浴的时候，难以获知镀浴中锡(II)离子的确切浓度。另一个问题在于，所述不溶性的二氧化锡形成混浊溶液，必须将其从溶液中除去，例如通过过滤除去。该额外的用来除去不希望存在的不溶性二氧化锡的步骤提高了总体成本，对此种高酸度溶液进行过滤的操作增添了困难。人们需要控制或减少氧化亚锡颗粒表面上的二氧化锡的量。日本公开专利申请第JP11-310415A号公开了一种用来制备氧化亚锡的方法，该方法包括:将SnCl2溶于盐酸，用氨水和碳酸氢铵的混合物对该溶液进行中和，中和之后的溶液的PH值为6-10，然后将中和后的溶液加热至>50° C，然后用各种有机材料对所得的氧化亚锡进行处理，以防表面氧化形成二氧化锡，所述各种有机材料包括例如L-抗坏血酸，葡糖酸，羟胺，酚，醛和亚硝酸钠。所述有机表面处理材料无法在长时间储存过程中有效地防止氧化，而且这些有机材料会在锡镀浴中累积，有可能对含锡沉积物的性质造成不利影响。Drawdy 等人在《表面和界面分析(Surface and Interface Analysis)》，第 16卷，369-374(1990)中公开了在各种温度下用CO对镀覆的氧化锡催化剂进行预处理，然后再使用该催化剂由CO制备CO2。所述镀覆的催化剂是包含2%Pt的SnO2,但是好像也存在氢氧化锡。在此预处理之后，同时制得了金属锡和金属钼，还得到了锡-钼合金。也即是说，所述催化剂中至少一部分的氧化锡(IV)被完全还原成锡金属。该论文没有讨论氧化亚锡的制备，没有意识到人们对仅仅部分还原二氧化锡的需求。人们需要即使在长时间储存之后也具有较少二氧化锡含量的氧化亚锡颗粒，该颗粒可以用来制备锡镀浴，而且不会给含锡(II)离子的镀浴引入不希望有的有机材料。
技术实现思路
本专利技术提供了一种方法，该方法包括:a)提供大量氧化亚锡颗粒，所述大量颗粒中的至少一部分包括二氧化锡表面包层；以及b)用还原剂对所述大量颗粒处理一段时间，所述一段时间的处理足以将所述二氧化锡包层的至少一部分还原成氧化亚锡，而且基本上不会形成金属锡。本专利技术还提供了一种制备酸性锡镀浴的方法，该方法包括:a)提供大量氧化亚锡颗粒，所述大量颗粒中的至少一部分包括二氧化锡表面包层；b)用还原剂对所述大量颗粒处理一段时间，所述一段时间的处理足以将所述二氧化锡包层的至少一部分还原成氧化亚锡，而且基本上不会形成金属锡；c)将所述还原剂与所述大量颗粒分离；以及d)将处理过的颗粒溶于酸。本专利技术还提供了一种适合用来处理氧化亚锡颗粒的设备，所述设备包括:容器，所述容器包括一个室，所述室用来容纳将要用还原剂处理的大量氧化亚锡颗粒，所述室能够加压至至少IOOOkPa;所述容器具有:填入口、还原剂入口、还原剂出口和出口，所述填入口与所述室流体连通，用来引入所述大量氧化亚锡颗粒，所述还原剂入口在还原剂源和所述室之间流体连通，所述还原剂出口与所述室流体连通，所述出口用来移出处理过的氧化亚锡颗粒；以及用来将所述室加热至≥100° C的温度的装置；所述还原剂入口和还原剂出口各自任选包括计量装置；所述还原剂出口任选包括用来监控还原剂氧化程度的装置。附图说明 图1是适合用于本专利技术方法的设备的示意图，其中使用气态还原剂。图2A和2B是适合用于本专利技术方法的设备的示意图，其中使用液态还原剂。具体实施例方式在图中，相同的编号表示相同的元件。前缀“一个”和“一种”表示单数和复数形式。除非另外说明，所有的量值是重量百分数(重量％)，所有的比例是摩尔比。所有的范围都包括端值，可以以任意的次序互相组合，只是很明显，数值范围之和应为100%。术语“ α -粒子发射体”和“ α -粒子发射材料”可以互换使用。在本文中，术语“基本不含”某对象表示该对象在某材料或组合物中的含量小于0.5%。以下缩写的含义如下:ca.=大约；m=米；mm=毫米；μ m=微米；nm=纳米；人=埃;PPm=百万分之份数；g=克；mL=毫升；wt%=重量百分数；A=安培;V=伏特;eV=电子伏;keV=千eV;kPa=千帕;psi=磅/英寸2;。C=摄氏度。刚制得的氧化亚锡颗粒通常易溶于酸，例如有机磺酸，特别是甲磺酸。随着时间的推移，氧化亚锡颗粒的表面会被进一步氧化形成二氧化锡(即氧化锡(IV))。与氧化亚锡相比，二氧化锡(SnO2)相对不易溶于酸。氧化亚锡颗粒表面上形成的二氧化锡会对材料的溶解性造成不利影响。当使用所述包括二氧化锡表面层的氧化亚锡对酸性锡电镀浴进行补充或者补料的时候，会导致不溶性材料(SnO2)的形成，会形成混浊溶液，需要进行过滤才能用，由于并非所有所述的氧化亚锡材料均可溶解，因此制得的溶液中锡(II)离子的量是未知的。本专利技术通过以下方式解决了该问题:在存在氧化亚锡的情况下对二氧化锡进行选择性部分还原，以减少氧化亚锡颗粒表面上的二氧化锡的量，同时基本上不会将氧化亚锡还原为锡金属。通过此种方式，减少了氧化亚锡颗粒表面上二氧化锡的百分比。在本文中，“部分还原”表示降低金属的氧化态，例如从锡(IV)还原至锡(II)。术语“基本不会将氧化亚锡还原至锡金属”表示被还原至锡金属的锡(II)离子的量占锡(II)离子总量的<1%,优选< 0.5%,更优选< 0.25%,更优选< 0.1%,更优选< 0.05%。使用包括以下步骤的方法将氧化亚锡颗粒表面的二氧化锡还原:a)提供大量氧化亚锡颗粒，所述大量颗粒中的至少一部分包括二氧化锡表面包层；以及b)用还原剂对所述大量颗粒处理一段时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，该方法包括：a)提供大量氧化亚锡颗粒，所述大量颗粒中的至少一部分包括二氧化锡表面包层;以及b)用还原剂对所述大量颗粒处理一段时间，所述一段时间的处理足以将所述二氧化锡包层的至少一部分还原成氧化亚锡，而且基本上不会形成金属锡。

【技术特征摘要】
2011.10.31 US 61/553,7591.一种方法，该方法包括:a)提供大量氧化亚锡颗粒，所述大量颗粒中的至少一部分包括二氧化锡表面包层；以及b)用还原剂对所述大量颗粒处理一段时间，所述一段时间的处理足以将所述二氧化锡包层的至少一部分还原成氧化亚锡，而且基本上不会形成金属锡。2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述大量颗粒基本不含钼。3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原剂的还原电势(Eh)〈0.15V。4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原剂是气体。5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，所述还原剂包括选自以下的气体:C0、H2及其混合物。6.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原剂是液体。7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，所述还原剂选自亚硝酸银、硼氢化物、碱金属硫代硫酸盐、碱金属次磷酸盐以及次磷酸。8.一种制备酸性锡镀浴的方法，该方法包括:a)提供大量氧化亚锡颗粒，所述大量颗粒中的至少一部分包括二氧化锡表面包层；b)用还原剂对所述大量颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·L·格朗布瓦斯，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：