專利名稱：一種化學(xué)鍍錫溶液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對金屬材料表面的化學(xué)鍍覆，具體是一種在鋼鐵、銅或銅合金基材表面進(jìn)行 化學(xué)置換鍍錫的溶液。
技術(shù)背景鍍錫是一種可焊性良好并具有一定耐蝕能力的涂層，在電子工業(yè)中廣泛應(yīng)用。然而從Sn 電鍍液中獲得的鍍層往往伴隨著粗顆粒的沉淀和錫須的生長，而這種錫須是導(dǎo)致電器短路的 主要危害之一，要避免這種狀況，5"m的鍍層厚度是必須的。而化學(xué)鍍錫不同，不會產(chǎn)生 應(yīng)力，沉積的顆粒都十分細(xì)小致密，而且不會產(chǎn)生針孔，0.45 1.2um的鍍層厚度就可以達(dá) 到多數(shù)用戶要求。所以，化學(xué)鍍錫特別適用于高密度、高精度、細(xì)導(dǎo)線、窄焊盤和小間距的 印制電路板的表面處理，具有一定的發(fā)展?jié)摿?。關(guān)于化學(xué)鍍錫，其化學(xué)反應(yīng)類型有置換反應(yīng)和還原反應(yīng)。以置換反應(yīng)鍍錫則取決于電對 0 (M2+/M)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位的相對數(shù)值。^ (Fe2+/Fe) =-0.4402V, ^ (Sn2+/Sn) =-0.136V, 0 (Cu2+/Cu) =+0.337V， 0 (Cu+/Cu) =+0.521V。因此，在鋼材鍍錫是可行的，在銅材上鍍 錫，則必須在溶液中加入能與Cu強力配位的配位劑，能有效降低銅電極電位，當(dāng)銅電極電 位降低到錫電極電位以下時，Sn2+與銅發(fā)生置換反應(yīng)而生成置換鍍錫層，在熱力學(xué)上是可行 的。例如，溶液中含有硫脲時，便可發(fā)生下述反應(yīng)而使置換鍍錫能夠進(jìn)行。4 H2N-"H2 + 2Cu + Sn2+ ■ 1 2 Cu[(NH2)2CS4 + Sn具有實用價值的化學(xué)鍍錫溶液中除含有絡(luò)合劑外，還應(yīng)含有使S士+穩(wěn)定的穩(wěn)定劑，使鍍 層光亮的光亮劑。國內(nèi)有人研究化學(xué)鍍錫(孫武等化學(xué)鍍錫液添加劑的研究材料保護(hù)2007年第l期)， 提供了包括硫酸亞錫、濃硫酸、配位劑、次亞磷酸鈉等的鍍錫液配方，該鍍錫液穩(wěn)定時間較 短，得到的鍍層厚度0.5iitn左右，不能滿足多數(shù)用戶要求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種化學(xué)鍍錫溶液，該鍍錫溶液穩(wěn)定性好，所得到的鍍層厚度能 夠滿足多數(shù)用戶要求。本發(fā)明提供的一種化學(xué)鍍錫溶液，其組分及配比為硫酸亞錫 10~40g/L 濃硫酸(含量98%) 20~70mL/LSchiff堿 0.1 ~3 g/L聚乙二醇6000 0.005~0.015 g/L次亞磷酸鈉(含1個結(jié)晶水) 0~80g/L脒基硫脲 0.02~0.08g/L鹽酸吡硫醇 0.01~0.06g/L4， 4'- (2-吡啶亞甲基)二苯酚 0.01-0.05g/L葡萄糖醛酸 0.05~0.6g/L其余為去離子水或蒸餾水。 所述的Schiff堿為水楊醛縮氨基硫脲。 所述的硫酸亞錫可以用氯化亞錫替代。本發(fā)明化學(xué)鍍錫溶液的制備方法:首先將濃硫酸緩慢加入去離子水中(總水量的50%-70%), 然后依次將硫酸亞錫、Schiff堿、聚乙二醇6000 、次亞磷酸鈉、脒基硫脲、鹽酸吡硫醇、4， 4'- (2-吡啶亞甲基)二苯酚和葡萄糖醛酸加入，充分溶解后將溶液過濾并用去離子水配至規(guī) 定體積。本發(fā)明化學(xué)鍍錫溶液用在鋼鐵、銅或銅合金材料表面置換鍍錫，其工作溫度為20~65°C ， 施鍍時間為30~90秒，鍍層厚度0.45~1.42 n m ，常溫下鍍液可穩(wěn)定保存90天以上。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點和效果鍍錫溶液中含有絡(luò)合劑Schiff堿和脒基硫脲，可 有效降低銅的電極電位，使置換反應(yīng)能夠進(jìn)行；鹽酸吡硫醇使鍍層光亮度增強；4， 4'- (2-吡咬亞甲基)二苯酚和葡萄糖酸酸的使用使鍍液更穩(wěn)定，常溫下鍍液可穩(wěn)定保存90天以上。 該鍍錫溶液工藝過程易于控制，既可在鋼材上，也能在銅或銅合金材料表面置換鍍錫。使用 該鍍錫溶液得到的鍍層厚度范圍寬，能夠滿足多數(shù)用戶要求。
具體實施方式
實施例2:每升化學(xué)鍍錫溶液組分配比硫酸亞錫(或氯化亞錫)10g/L濃硫酸(含量98%)20mL/LSchiff堿0.1 g/L聚乙二醇60000.005 g/L次亞磷酸鈉Og/L脒基硫脲0.02g /L鹽酸吡硫醇0.01g/L4， 4'- (2-吡啶亞甲基)二苯酚0.01g/L葡萄糖醛酸 其余為去離子水。 該鍍錫溶液在銅材表面鍍錫，工作溫度為65'C, 常溫下鍍液可穩(wěn)定保存90天以上。實施例2:每升化學(xué)鍍錫溶液組分配比硫酸亞錫(或氯化亞錫)濃硫酸(含量98%) Schiff堿 聚乙二醇6000 次亞磷酸鈉 脒基硫脲 鹽酸吡硫醇4， 4'- (2-吡啶亞甲基)二苯酚其余為去離子水。 該鍍錫溶液在銅材表面鍍錫，工作溫度為2(TC: 溫下鍍液可穩(wěn)定保存90天以上。實施例義每升化學(xué)鍍錫溶液組分配比硫酸亞錫(或氯化亞錫)濃硫酸(含量98%)Schiff堿聚乙二醇6000次亞磷酸鈉-脒基硫脲鹽酸吡硫醇4， 4'- (2-吡啶亞甲基)二苯酚其余為蒸餾水。 該鍍錫溶液在銅材表面鍍錫，工作溫度為6(TC, 溫下鍍液可穩(wěn)定保存90天以上。實施例A每升化學(xué)鍍錫溶液組分配比0.2g/L施鍍時間為90秒，鍍層厚度1.01 ym，40g/L70mL/L3g/L0.015 g/L80g/L0.08g/L0.06g/L0.05g/L0.05g/L施鍍時間為30秒，鍍層厚度0.45um，常25g/L 35mL/L 2g/L 0.01 g/L 3攀 0.05g/L 0.04g/L 0.03g/L 0,3g/L施鍍時間為85秒，鍍層厚度1.42um,常硫酸亞錫(或氯化亞錫) 30g/L濃硫酸(含量98%) 55mL/LSchiff堿 2.5g/L聚乙二醇6000 0.012 g/L次亞磷酸鈉 45g/L脒基硫脲 0.07g/L鹽酸吡硫醇 0.05g/L4, 4'- (2-吡啶亞甲基)二苯酚 0.04g/L葡萄糖醛酸 0.6g/L 其余為蒸餾水。該鍍錫溶液在銅材表面鍍錫，工作溫度為25。C,施鍍時間為75秒，鍍層厚度0.92um，常 溫下鍍液可穩(wěn)定保存90天以上。實施例5:每升化學(xué)鍍錫溶液組分配比硫酸亞錫(或氯化亞錫) 35g/L濃硫酸(含量98%) 60mL/LSchiff堿 3 g/L聚乙二醇6000 0.013g/L次亞磷酸鈉 50g/L脒基硫脲 0.08g/L，鹽酸吡硫醇 0.02g/L，4， 4'- (2-吡啶亞甲基)二苯酚 0.05g/L，葡萄糖醛酸 0.4g/L 其余為去離子水。該鍍錫溶液在鋼材表面鍍錫，工作溫度為2(TC，施鍍時間為70秒，鍍層厚度0.86um，常 溫下鍍液可穩(wěn)定保存90天以上。
權(quán)利要求
1、一種化學(xué)鍍錫溶液，其特征在于，它的組分及配比為硫酸亞錫10～40g/L濃硫酸 20～70mL/LSchiff堿0.1～3g/L聚乙二醇60000.005～0.015g/L次亞磷酸鈉 0～80g/L脒基硫脲0.02～0.08g/L，鹽酸吡硫醇 0.01～0.06g/L，4，4′-(2-吡啶亞甲基)二苯酚 0.01-0.05g/L，葡萄糖醛酸 0.05～0.6g/L其余為去離子水或蒸餾水。
2、 如權(quán)利要求1所述的化學(xué)鍍錫溶液，其特征在于，所述的Schiff堿為水楊醛縮氨基硫脲。
3、 如權(quán)利要求1所述的化學(xué)鍍錫溶液，其特征在于，所述的硫酸亞錫可以用氯化亞錫替代。
4、 如權(quán)利要求l所述的化學(xué)鍍錫溶液的制備方法，其特征在于包括如下步驟首先將濃硫酸緩慢加入部分去離子水或蒸餾水中，然后依次將硫酸亞錫、Schiff堿、聚乙二醇6000 、次 亞磷酸鈉、脒基硫脲、鹽酸吡硫醇、4， 4'- (2-吡啶亞甲基)二苯酚和葡萄糖醛酸加入，充 分溶解后將溶液過濾并用去離子水或蒸餾水配至規(guī)定體積。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種化學(xué)鍍錫溶液，組分包括硫酸亞錫或氯化亞錫、濃硫酸、次亞磷酸鈉、鹽酸吡硫醇、4，4′-(2-吡啶亞甲基)二苯酚、Schiff堿、聚乙二醇6000、脒基硫脲等。該鍍錫溶液用在鋼鐵、銅或銅合金材料表面置換鍍錫，其工作溫度為20～65℃，施鍍時間為30～90秒，鍍層厚度0.45～1.42μm，常溫下鍍液可穩(wěn)定保存90天以上。
文檔編號C23C18/31GK101220472SQ20081005448
公開日2008年7月16日 申請日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月25日
發(fā)明者任躍紅, 馮美榮, 張耀文, 李文娟 申請人:太原師范學(xué)院