一種電鍍錫液及其制備方法和應用技術

本發明專利技術公開了一種電鍍錫液，包括甲基磺酸亞錫鹽離子、酸、表面活性劑、導電鹽、鉀離子、晶粒調節劑，并且pH值范圍是3.5

【技術實現步驟摘要】
一種電鍍錫液及其制備方法和應用


[0001]本專利技術涉及電鍍錫
，特別是涉及一種電鍍錫液及其制備方法和應用。

技術介紹

[0002]錫具有抗腐蝕、耐變色、無毒、易釬焊、柔軟、熔點低和延展性好等優點，近年來，鍍錫層作為抗氧化保護層已廣泛應用于以銅和銅合金為基體的電子元器件和半導體封裝等行業，且通常通過電鍍方式形成。電鍍是利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一層其它金屬或合金的過程，是利用電解作用使金屬或其它材料底材的表面附著一層金屬膜的工藝。滾鍍是將待鍍件置于滾筒（水平滾筒或開口籃）中，然后浸入鍍液，通電后進行電鍍的手段。
[0003]金屬沉積需要先成核，成核是指在陰極上最先形成的活性位點，成核較大程度上決定了鍍層致密度，平整度和枝晶生長等。理論上，成核又分為連續成核和瞬時成核。其中連續成核是指在陰極表面，在沉積過程中連續不斷的形成活性位點，進行成核，而瞬時成核是指在陰極表面，在沉積過程中僅開始的在短時間內，形成一些活性位點，進行成核。連續成核占比越多越好。但是，現有技術的鍍錫液鍍錫時連續成核占比不高，導致錫層的錫晶之間縫隙較大。

技術實現思路

[0004]本專利技術的目的在于，提供一種鍍錫液，能夠實現更多的連續成核，提升鍍錫層的致密性。
[0005]本專利技術是通過以下技術方案實現的：一種電鍍錫液，包括以下組分：甲基磺酸亞錫鹽離子濃度1
?
100g/L；酸濃度10
?
200g/L；表面活性劑濃度1
?
15g/L；導電鹽濃度2r/>?
200g/L；鉀離子濃度21
?
70g/L；晶粒調節劑濃度0.001
?
1g/L；電鍍錫液的pH值范圍是3.5
?
4.0；晶粒調節劑為1
?
取代基咪唑對甲苯磺酸鹽。
[0006]所述的1
?
取代基咪唑對甲苯磺酸鹽選自1
?
甲基咪唑對甲基苯磺酸鹽、1
?
乙基咪唑對甲苯磺酸鹽、1
?
乙基
?3?
甲基咪唑對甲基苯磺酸鹽中的至少一種。
[0007]優選的，晶粒調節劑選自1
?
乙基咪唑對甲苯磺酸鹽；優選晶粒調節劑的濃度范圍是0.01
?
0.5g/L。
[0008]所述的酸為甲基磺酸、乙基磺酸、檸檬酸、酒石酸、丙烯酸、乙二酸、磷酸、硫酸、硼酸、硝酸中的至少一種；優選甲基磺酸。
[0009]優選的，所述的表面活性劑為月桂醇聚氧乙烯醚、十四硫醇聚氧乙烯醚、十八烷基
雙酯基季銨鹽中的至少一種；更優選，月桂醇聚氧乙烯醚/十四硫醇聚氧乙烯醚/十八烷基雙酯基季銨鹽的復配，復配比范圍是（10
?
15）：1：（8
?
10）。
[0010]在本專利技術的配方中，表面活性劑還可以是十二烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯（20）脫水山梨糖醇單月桂酸酯等。
[0011]所述的導電鹽選自烷基磺酸鹽、葡萄糖酸鹽、檸檬酸鹽、酒石酸鹽、丙烯酸鹽、乙二酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽中的至少一種。
[0012]所述的鉀離子來源于氫氧化鉀、硝酸鉀、硫酸鉀中的至少一種。
[0013]所述的pH值是通過pH調節劑調節，pH調節劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、甲基磺酸中的至少一種。
[0014]所述的電鍍錫液的分散介質為水。
[0015]電鍍錫液的制備方法，包括以下步驟：按照各組分濃度與去離子水混合均勻，再通過酸或pH調節劑調節pH值處于3.5
?
4.0之間。
[0016]電鍍錫液的應用，用于滾筒電鍍錫。
[0017]本專利技術具有如下有益效果：本專利技術通過在電鍍錫液中添加特定含量的晶粒調節劑（1
?
甲基咪唑對甲基苯磺酸鹽、1
?
乙基咪唑對甲苯磺酸鹽、1
?
乙基
?3?
甲基咪唑對甲基苯磺酸鹽中的至少一種）同時調節pH值范圍是3.5
?
4.0，能夠促進鍍錫過程中錫晶粒連續成核，形成致密的鍍錫層，進而提升鍍錫性能。
附圖說明
[0018]圖1：實施例1電鍍后錫晶粒SEM圖。
[0019]圖2：對比例1電鍍后錫晶粒SEM圖。
具體實施方式
[0020]下面結合具體實施例對本專利技術進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本專利技術，但不以任何形式限制本專利技術。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本專利技術的保護范圍。
[0021]本專利技術所用原料來源于市售產品。
[0022]實施例和對比例電鍍錫液的制備：按照各組分濃度與去離子水混合均勻，再通過pH調節劑調節pH值。
[0023]實施例和對比例滾鍍錫的設備和電流條件下：鍍件：10MΩ，1206型號電阻，5千片；鋼珠：0.5
?
0.7nm直徑；1.5kg；氧化鋁球：10mm直徑，300g；滾筒：開口式滾筒，4.5L；轉速：16轉/min；鍍鎳：31A；120min；鍍錫：17A；90min。
[0024]各項測試方法：（1）焊性評定方法：用實施例和對比例電鍍錫液分別對30顆鍍件進行電鍍后，取出本籠鍍件30顆0，按照IPC/EIA/JEDEC J
?
STD
?
002C標準(元器件的可焊性試驗標準)中的潤濕平衡法（wetting balance），使用MALCOM馬康SWB
?
2潤濕平衡測試儀對上述鍍件依次進行可焊性試驗，并記錄通過顆數。產業上，需要至少達到60%的鍍件合格率才能滿足要求。
[0025]實施例1：實施例2：實施例3：
實施例4：實施例5：
實施例6：實施例7：
實施例8：實施例9：
實施例10：實施例11：
實施例12：實施例13：
實施例14：實施例15：
對比例1：對比例2：
對比例3：
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種電鍍錫液，其特征在于，包括以下組分：甲基磺酸亞錫鹽離子濃度1
?
100g/L；酸濃度10
?
200g/L；表面活性劑濃度1
?
15g/L；導電鹽濃度2
?
200g/L；鉀離子濃度21
?
70g/L；晶粒調節劑濃度0.001
?
1g/L；電鍍錫液的pH值范圍是3.5
?
4.0；晶粒調節劑為1
?
取代基咪唑對甲苯磺酸鹽。2.根據權利要求1所述的電鍍錫液，其特征在于，1
?
取代基咪唑對甲苯磺酸鹽選自1
?
甲基咪唑對甲基苯磺酸鹽、1
?
乙基咪唑對甲苯磺酸鹽、1
?
乙基
?3?
甲基咪唑對甲基苯磺酸鹽中的至少一種。3.根據權利要求2所述的電鍍錫液，其特征在于，晶粒調節劑選自1
?
乙基咪唑對甲苯磺酸鹽；優選晶粒調節劑的濃度范圍是0.01
?
0.5g/L。4.根據權利要求1所述的電鍍錫液，其特征在于，所述的酸為甲基磺酸、乙基磺酸、檸檬酸、酒石酸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳瓊，李垚，肖定軍，陳成，李祥忠，
申請(專利權)人：廣東東碩科技有限公司光華科學技術研究院廣東有限公司，
類型：發明
國別省市：