專利名稱：一種磺酸型半光亮純錫電鍍液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種磺酸型半光亮純錫電鍍液。
背景技術(shù)：
錫鍍層穩(wěn)定性好，耐腐蝕、抗變色能力強(qiáng)，鍍層無(wú)毒、柔軟，有很好的可焊性和延展性，因此在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。為了防止操作或使用人員眼睛疲勞，現(xiàn)在流行采用低反光或無(wú)反光的鍍層和表面裝飾工藝。與光亮鍍錫不同，這類鍍錫稱為半光亮鍍錫，或啞光鍍錫工藝，其所得鍍層被稱為半光亮錫或啞錫、霧錫。半光亮鍍錫添加劑單一簡(jiǎn)單，鍍液容易管理，能細(xì)化鍍層結(jié)晶，提高分散能力，但不使鍍層產(chǎn)生光亮。這種工藝有利于提高鍍層附著力和致密性，同時(shí)在裝配流水線上減少了光反射污染。在集成電路、印制線路版、電子元器件上都有廣泛應(yīng)用。以前為達(dá)到半光亮鍍層的效果，多采用錫鉛合金鍍層。隨著越來(lái)越高的環(huán)保要求，鉛的使用受到更加嚴(yán)格的限制，因而半光亮鍍純錫工藝必將成為主要的選擇。
相對(duì)于已日湊成熟的電鍛光売純錫技術(shù)，關(guān)于半光売鍛純錫的工藝和文獻(xiàn)并不多見(jiàn)。目前用于半光亮純錫工藝的主要為硫酸鹽型鍍液酸性鍍錫工藝，即在以硫酸和硫酸亞錫為基本鍍液的成分中加入啞光鍍錫添加劑，其主要特點(diǎn)鍍液電流效率高，操作簡(jiǎn)便，但鍍層易于長(zhǎng)晶須，鍍層的內(nèi)應(yīng)力難于控制，鍍液穩(wěn)定性較差，需要經(jīng)常處理。最近國(guó)內(nèi)公開(kāi)了一種基于硫酸體系的半光亮酸性鍍錫液，其特點(diǎn)是各添加劑用量大大減少，降低了成本；但是添加劑組分過(guò)多，鍍液不易控制，穩(wěn)定性未能改善。用于半光亮純錫工藝除硫酸鹽型鍍液酸性鍍錫工藝外也有甲基磺酸體系和氟硼酸體系鍍錫等。氟硼酸鹽鍍錫液成本比硫酸鹽鍍液高，還存在著氟化物的污染等缺點(diǎn)，目前幾乎不被使用。甲基磺酸體系以其沉積速率高，廢水容易處理等優(yōu)點(diǎn)而被應(yīng)用到連續(xù)電鍍生產(chǎn)中，但是當(dāng)前應(yīng)用的大多數(shù)鍍液的分散能力差、二價(jià)錫易水解。最近國(guó)內(nèi)公開(kāi)了一種基于磺酸體系的半光亮純錫電鍍液，其特點(diǎn)是可在弱酸范圍下操作，PH值為O. 5 - 6. 5之間；鍍液穩(wěn)定性及鍍層性能良好，但存在由于操作溫度及電流密度低而導(dǎo)致的鍍速相對(duì)較低的缺陷。因此，有必要加強(qiáng)對(duì)半光亮純錫電鍍液及其工藝的研究，研制出一種穩(wěn)定高效的電鍍液，以滿足實(shí)際應(yīng)用和市場(chǎng)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種分散能力強(qiáng)、穩(wěn)定、高效、所得純錫鍍層性能優(yōu)異的磺酸型半光亮純錫電鍍液。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種磺酸型半光亮純錫電鍍液，包括如下配方組分烷基磺酸60 ~50g/L烷基靖酸亞錫 150 ~ 280 g/L
光亮劑0.1 ~10 g/L
潤(rùn)濕劑1.0-20 g/L
晶粒細(xì)化劑0.1 ~ 6 g/L
穩(wěn)定劑0.5-10 g/L。本發(fā)明磺酸型半光亮純錫電鍍液采用烷基磺酸亞錫為主鹽，在光亮劑、穩(wěn)定劑、烷基磺酸、潤(rùn)濕劑、晶粒細(xì)化劑等組分的協(xié)同作用下，使該錫電鍍液具有以下有益效果I.不含氟硼酸鹽和鉛、鉍、鈰等重金屬，也不含甲醛和易燃物，電鍍后的廢棄液處理成本低，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，安全、環(huán)保；·2.該磺酸型半光亮純錫電鍍液中各組分分散性好，通過(guò)各組分的協(xié)調(diào)作用，有效的避免了亞錫離子的水解和光亮劑等組分的氧化，保證了該磺酸型半光亮純錫電鍍液清亮透明，穩(wěn)定性高，有效克服了現(xiàn)有酸性鍍錫工藝所采用的錫電鍍液中存在的不足；3.該磺酸型半光亮純錫電鍍液相容性好，通用性強(qiáng)；4.將該磺酸型半光亮純錫電鍍液進(jìn)行電鍍時(shí)，沉積速度快，生產(chǎn)效率高，而且從高區(qū)到低區(qū)寬廣的電流密度范圍內(nèi)，均可獲得外觀一致的半光亮純錫鍍層，且錫電鍍層中結(jié)晶細(xì)致，錫電鍍層均勻，且其具有優(yōu)異的耐蝕性、抗變色劑和可焊性，特別適用電子電器的接插件、端子、以及IC和半導(dǎo)體分立器件的滾、掛鍍啞光純錫鍍層等電子電鍍工業(yè)領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例提供一種分散能力強(qiáng)、穩(wěn)定高效、所得純錫鍍層性能優(yōu)異的磺酸型半光亮純錫電鍍液。該磺酸型半光亮純錫電鍍液包括如下配方組分
烷基磺酸 60~ 150 g/L 烷基磺酸亞錫 150 ~ 280 g/L 光亮劑0.1 ~ IOgZL
潤(rùn)濕劑1.0 ~20 g/L
晶粒細(xì)化劑 0.1 ~ 6 g/L
穩(wěn)定削0.5~ IOgZL0這樣，上述實(shí)施例磺酸型半光亮純錫電鍍液采用烷基磺酸亞錫為主鹽，在光亮劑、穩(wěn)定劑、烷基磺酸、潤(rùn)濕劑、晶粒細(xì)化劑等組分的協(xié)同作用下，磺酸型半光亮純錫電鍍液中各組分分散性好，通過(guò)各組分的協(xié)調(diào)作用，有效的避免了亞錫離子的水解和光亮劑等組分的氧化，保證了該磺酸型半光亮純錫電鍍液清亮透明，穩(wěn)定性高，有效克服了現(xiàn)有酸性鍍錫工藝所采用的錫電鍍液中存在的不足。同時(shí)，該磺酸型半光亮純錫電鍍液相容性好，通用性強(qiáng)。另外，該磺酸型半光亮純錫電鍍液不含氟硼酸鹽和鉛，也不含甲醛和易燃物，電鍍后的廢棄液處理成本低，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，安全、環(huán)保。將該磺酸型半光亮純錫電鍍液進(jìn)行啞錫電鍍時(shí)，沉積速度快，生產(chǎn)效率高，而且從高區(qū)到低區(qū)寬廣的電流密度范圍內(nèi)如10 100A/dm2，均可獲得外觀一致的半光亮純錫鍍層，且錫電鍍層中結(jié)晶細(xì)致，錫電鍍層均勻，且其具有優(yōu)異的耐蝕性、抗變色劑和可焊性，特別適用電子電器的接插件、端子、以及IC和半導(dǎo)體分立器件的滾、掛鍍啞光純錫鍍層等電子電鍍工業(yè)領(lǐng)域。具體地，上述半光亮純錫電鍍液配方的實(shí)施例中，烷基 磺酸組分為磺酸型半光亮純錫電鍍液提供酸性環(huán)境，起到溶劑和電解質(zhì)的作用。發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，該烷基磺酸組分的濃度和種類對(duì)磺酸型半光亮純錫電鍍液的穩(wěn)定性和導(dǎo)電性有重要影響。因此，當(dāng)烷基磺酸濃度為60 150g/L時(shí)，烷基磺酸優(yōu)選為甲基磺酸、乙基磺酸中一種或兩種復(fù)配時(shí)，該烷基磺酸能使得其他組分充分的溶解，所配制的磺酸型半光亮純錫電鍍液的穩(wěn)定性能最好，導(dǎo)電性更強(qiáng)。上述烷基磺酸亞錫優(yōu)選為甲基磺酸亞錫或/和乙基磺酸亞錫，其含量?jī)?yōu)選為180 230g/L。該優(yōu)選的烷基磺酸亞錫能更好的電離出亞錫離子，在電鍍時(shí)，還能穩(wěn)定磺酸型半光亮純錫電鍍液中的亞錫離子含量的穩(wěn)定，降低電鍍時(shí)對(duì)烷基磺酸亞錫組分補(bǔ)充的頻率。同時(shí)進(jìn)一步提高鍍層均勻性，并使得鍍層具有優(yōu)良的可焊性和延展性。另外，在電鍍過(guò)程中，由于隨著電鍍的進(jìn)行，亞錫離子的含量會(huì)隨之降低，因此，需要根據(jù)情況適當(dāng)補(bǔ)充該烷基磺酸亞錫組分，保證該磺酸型半光亮純錫電鍍液中的亞錫離子濃度。上述光亮劑優(yōu)選為一種β -萘酚乙氧基化物，如BASF公司的LugalvanBNO-12，其優(yōu)選含量為2 6g/L。對(duì)現(xiàn)有的錫電鍍液而言，光亮劑可以使錫鍍層光亮。本領(lǐng)域常用的光亮添加劑一般是由醛、酚之類的有機(jī)物和增溶的表面活性劑等組成。但是發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，該類現(xiàn)有的光亮添加劑含量太多會(huì)降低陰極電流效率，同時(shí)過(guò)多的光亮添加劑在鍍液中的氧化又會(huì)加速鍍錫液的渾濁。發(fā)明人優(yōu)選的β_萘酚乙氧基化物光亮劑，特別是ΒΝ0-12和優(yōu)選含量能有效的克服現(xiàn)有光亮劑存在的不足，保證上述實(shí)施例磺酸型半光亮純錫電鍍液在電鍍時(shí)保持很高的陰極電流效率，且防止高電流區(qū)燒焦，增加深鍍能力；同時(shí)避免其自身的氧化，保證該磺酸型半光亮純錫電鍍液的清亮透明。而且，該優(yōu)選含量和種類的光亮劑與烷基磺酸亞錫主鹽體系協(xié)同作用，還能獲得均勻一致的半光亮純錫鍍層。上述穩(wěn)定劑優(yōu)選為對(duì)苯二酚，優(yōu)選含量為O. 8 3g/L。對(duì)錫電鍍液來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定劑能使得各組分分散均勻，保證該電鍍液的穩(wěn)定性，現(xiàn)有的穩(wěn)定劑主要是絡(luò)合劑、抗氧劑和還原劑的混合物，如異煙酸、硫酸亞鐵等，但是該類現(xiàn)有的穩(wěn)定劑不能很好的防止上述實(shí)施例磺酸型半光亮純錫電鍍液中的烷基磺酸亞錫的亞錫離子水解，這樣會(huì)導(dǎo)致本實(shí)施例中的烷基磺酸亞錫電離出的亞錫離子因水解而導(dǎo)致電鍍液呈乳狀渾濁。因此，該優(yōu)選的對(duì)苯二酚穩(wěn)定劑在保證上述實(shí)施例磺酸型半光亮純錫電鍍液中各組分分散均勻的基礎(chǔ)上，還能有效的防止亞錫離子水解，保證該電鍍液的清亮透明。在具體地電鍍過(guò)程中，穩(wěn)定劑會(huì)隨鍍液的帶出而需要及時(shí)補(bǔ)充，才能保持酸性光亮鍍錫溶液的穩(wěn)定性。上述潤(rùn)濕劑優(yōu)選為壬基酚聚氧乙烯醚NP系列，如NP-10至NP-20等非離子型表面活性劑，其中，潤(rùn)濕劑優(yōu)選為NP-12，優(yōu)選含量為1.5 6.0g/L。該潤(rùn)濕劑在該磺酸型半光亮純錫電鍍液中起到光亮劑等組分的溶劑和載體的作用，從而保證了電鍍液穩(wěn)定性和清亮透明，提高了電鍍液的陰極電流效率。上述晶粒細(xì)化劑優(yōu)選為椰子油脂肪醇聚氧乙烯醚，如Clariant公司生產(chǎn)的GENAPOL C-050，優(yōu)選含量為O. 5 3.0g/L。該優(yōu)選的椰子油脂肪醇聚氧乙烯醚，特別是GENAPOL C-050能提高該磺酸型半光亮純錫電鍍液各組分的分散能力，使得錫層中晶粒細(xì)化，錫層均勻，從而保證純錫鍍層均勻的啞光度和優(yōu)良的性能。應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例磺酸型半光亮純錫電鍍液配制步驟為在烷基磺酸的水溶液中依次加入光亮劑、潤(rùn)濕劑、晶粒細(xì)化劑和穩(wěn)定劑至完全溶解，然后加入烷基磺酸亞錫，使得各組分混合均勻。另外，在鍍液開(kāi)缸前，優(yōu)選先采用10%甲基磺酸濾洗鍍槽、過(guò)濾泵、陽(yáng)極和陽(yáng)極袋，然后用水沖洗，再用去離子水徹底清洗干凈。為了對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，優(yōu)選了一些實(shí)例如下
實(shí)施例I一種磺酸型半光亮純錫電鍍液，包括如下配方組分
曱基磺酸100 g/L
甲基磺酸亞錫200 g/L
光亮劑 BNO-122.0 g/L
潤(rùn)濕劑 NP-122.0 g/L
晶粒細(xì)化劑 GENAPOLC-050 1.0 g/L
穩(wěn)定劑對(duì)苯二酚2.0 g/L。該磺酸型半光亮純錫電鍍液的開(kāi)缸I.用10%甲基磺酸濾洗鍍槽、過(guò)濾泵、陽(yáng)極和陽(yáng)極袋，然后用水沖洗，再用去離子水徹底清洗干凈；加入去離子水至槽體積的25% ；2. —邊攪拌一邊加入所需烷基磺酸；3. 一邊攪拌一邊依次加入光亮劑、潤(rùn)濕劑、晶粒細(xì)化劑和穩(wěn)定劑至完全溶解；4. 一邊攪拌一邊加入甲基磺酸亞錫；5.加去離子水至最終體積。將上述開(kāi)缸的磺酸型半光亮純錫電鍍液依照電鍍操作方法在銅片上電鍍2分鐘，電鍍條件為電流密度ΙΟΑ/dm2，溫度40 45°C。結(jié)果在銅片上鍍上10. 5um呈均勻啞光的純錫鍍層。實(shí)施例2一種磺酸型半光亮純錫電鍍液，包括如下配方組分
曱基磺酸60 g/L曱基磺酸亞錫180g/L
光亮劑 BNO-12IO g/L
潤(rùn)濕劑 NP-121.0 g/L
晶粒細(xì)化劑 GENAPOLC-0506.0 g/L
穩(wěn)定劑對(duì)苯二酚10 g/L。該磺酸型半光亮純錫電鍍液的開(kāi)缸方法參照實(shí)施例I。將上述開(kāi)缸的磺酸型半光亮純錫電鍍液依照電鍍操作方法在銅片上電鍍I分鐘，電鍍條件為電流密度30A/dm2，溫度40 45°C。結(jié)果在銅片上鍍上15um的呈均勻啞光的純錫鍍層。
實(shí)施例3一種磺酸型半光亮純錫電鍍液，包括如下配方組分
曱基續(xù)酸150g/L
曱基磺酸亞錫230g/L
光亮劑 BNO-120.1 g/L
潤(rùn)濕劑 NP-1210 g/L
晶粒細(xì)化劑 GENAPOLC-050 3.0 g/L
穩(wěn)定劑對(duì)苯二酚0.5 g/L。該磺酸型半光亮純錫電鍍液的開(kāi)缸方法參照實(shí)施例I。將上述開(kāi)缸的磺酸型半光亮純錫電鍍液依照電鍍操作方法在銅片上電鍍O. 5分鐘，電鍍條件為電流密度50A/dm2，溫度40 45°C。結(jié)果在銅片上鍍上13. 5um的呈均勻啞光的純錫鍍層。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磺酸型半光亮純錫電鍍液，包括如下配方組分烷基續(xù)酸60~150g/L烷基磺酸亞錫150 ~ 280 g/L光亮劑0.1 ~10 g/L穩(wěn)定劑0.5 ~ 10 g/L潤(rùn)濕劑1.0 ~20 g/L晶粒細(xì)化劑 0.1 ~ 6 g/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述烷基磺酸亞錫含量為180 230g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述光亮劑2 6g/L0
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述烷基磺酸亞錫為甲基磺酸亞錫或/和乙基磺酸亞錫。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述光亮劑為￠-萘酚乙氧基化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述穩(wěn)定劑為對(duì)苯二酚。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述潤(rùn)濕劑為壬基酚聚氧乙烯醚NP系列。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述潤(rùn)濕劑為NP-12。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述晶粒細(xì)化劑為椰子油脂肪醇聚氧乙烯醚。
10.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述烷基磺酸為甲基磺酸或/和乙基磺酸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種磺酸型半光亮純錫電鍍液。該磺酸型半光亮純錫電鍍液包括如下配方組分烷基磺酸60～150g/L、烷基磺酸亞錫150～280g/L、光亮劑0.1～10g/L、穩(wěn)定劑0.5～10g/L、潤(rùn)濕劑1.0～20g/L、晶粒細(xì)化劑0.1～6g/L。本發(fā)明公開(kāi)的磺酸型半光亮純錫電鍍液采用烷基磺酸亞錫為主鹽，并與其他組分協(xié)同作用，使得錫電鍍液中各組分分散性好，有效的避免了亞錫離子的水解和光亮劑等組分的氧化，保證了該半光亮純錫電鍍液清亮透明，穩(wěn)定性高，相容性好，通用性強(qiáng)，安全、環(huán)保，鍍液電流效率高，鍍速快，獲得的純錫鍍層結(jié)晶細(xì)致，啞光度均勻，性能優(yōu)良。
文檔編號(hào)C25D3/32GK102758228SQ20121024350
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者劉迪 申請(qǐng)人:深圳市華傲創(chuàng)表面技術(shù)有限公司