專利名稱：基于氯化膽堿的化學(xué)鍍錫溶液及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)鍍錫溶液及其使用方法，尤其涉及一種基于氯化膽堿的化學(xué)鍍錫溶液及其使用方法，屬于鍍錫技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電子產(chǎn)品用的印制路板(PCB)的生產(chǎn)工藝中，傳統(tǒng)方式多采用熱風(fēng)整平工藝(HASL)，俗稱“噴錫”，在銅基體表面噴上一層焊料，保證PCB在組裝過程中電子元器件有好的可焊性等特性。今年來隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，環(huán)保法規(guī)的日趨完善和嚴(yán)格，雖然錫鉛焊料具有優(yōu)異的潤濕性、焊接性、良好的力學(xué)性能以及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但是鉛及其化合物是危害人類健康及導(dǎo)致環(huán)境污染的有毒有害物質(zhì)。另外隨著電子產(chǎn)品的小型化，作為微細(xì)線路和微電子器件載體的印刷線路板(PCB)也日趨小型化，傳統(tǒng)的熱風(fēng)整平工藝已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代電子工業(yè)的要求。而化學(xué)鍍錫工藝有其優(yōu)良的多次可焊性，鍍層均勻致密等優(yōu)點(diǎn)越來越多的受到重視。如果找到一種成本低廉、簡單快捷、節(jié)能環(huán)保的化學(xué)鍍錫方法更是人們所期待的。關(guān)于化學(xué)鍍錫，傳統(tǒng)主要采用主鹽+絡(luò)合劑+還原劑+促進(jìn)劑+其他添加劑(絡(luò)合齊IJ、抗氧化劑及表面活性劑等)的方法進(jìn)行化學(xué)鍍錫的研究。傳統(tǒng)的化學(xué)鍍錫方法，或者工作溫度較高，需要提供較多的能量；或者添加劑的種類繁多，增加了成本；或者使用了較高濃度的還原劑次亞磷酸鈉，增加廢液的處理費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種與現(xiàn)行化學(xué)鍍錫工藝相匹配、低成本、綠色化的銅等基材表面的化學(xué)鍍錫液的配方，施鍍后的基材具有較高的潤濕性和可焊性，足以滿足印制電路板和接插件表面處理的要求。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案
本發(fā)明基于氯化膽堿的化學(xué)鍍錫溶液，由氯化膽堿、錫鹽、絡(luò)合劑、水和酸度調(diào)節(jié)劑組
成；
其中氯化膽堿與水的構(gòu)成比例為氯化膽堿水(摩爾比)=1:2-1:8，
錫鹽 5-40g/L，
絡(luò)合劑 50-150g/L，
酸度調(diào)節(jié)劑；調(diào)節(jié)pH 0. 5-1.5。其中氯化膽堿氯化膽堿的結(jié)構(gòu)式如下CH3
[HOCH2CH2——N+^ CH3] Cl.
CH3
本發(fā)明的化學(xué)鍍錫溶液中氯化膽堿水溶液的最佳摩爾比范圍為1:4-1:6。本發(fā)明中化學(xué)鍍錫溶液中的錫鹽選取的是氯化亞錫。氯化亞錫的最佳濃度范圍是10-20g/L。
本發(fā)明中化學(xué)鍍錫溶液中的絡(luò)合劑選取的是硫脲，硫脲的最佳濃度范圍是70-100g/L。本發(fā)明中化學(xué)鍍錫溶液中的酸度調(diào)節(jié)劑為鹽酸。上述的氯化膽堿的化學(xué)鍍錫的使用方法，按照以下步驟進(jìn)行
1)將銅待鍍工件進(jìn)行預(yù)處理，將基體置于60°C的脫脂溶液中，Imin后水洗，以去除基體表面的油脂；再置于室溫下的微蝕溶液中，Imin后水洗，以去除基體表面的氧化膜；脫脂溶液組成如下NaOH 10g/L、Na2CO3 20g/L、Na3PO4 12H20 5g/L、0P-10 乳化劑 lg/L ;微蝕溶液由90ml濃H2SO4加水至IL配制而成；
2)將預(yù)處理后的銅工件放入上述的氯化膽堿化學(xué)鍍錫液中，于30-70°C下沉積10-120min ；
3)鍍錫后進(jìn)行烘干處理即可。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的化學(xué)鍍錫溶液可與現(xiàn)行化學(xué)鍍錫工藝相匹配、低成本、綠色化，可持續(xù)性沉積，施鍍后的基材具有較高的潤濕性和可焊性，足以滿足印制電路板和接插件表面處理的要求。由于氯化膽堿水溶液是很好的溶劑，同時(shí)氯化膽堿水溶液與錫離子也可以形成非常穩(wěn)定的絡(luò)合物。故此，該化學(xué)鍍銀溶液對環(huán)境非常友好，同時(shí)也消除了現(xiàn)場生產(chǎn)所帶來的安全隱患。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I IL化學(xué)鍍錫液的配制
取500ml氯化膽堿與去離子水按照摩爾比1:8配置的混合溶劑，加入氯化亞錫為40g，硫脲150g，溶解后用氯化膽堿與水混合溶劑(摩爾比1:8)定容至1L。使用本發(fā)明的化學(xué)鍍錫溶液的化學(xué)鍍錫工藝是首先將銅基體置于60°C的脫脂溶液(NaOH 10g/L、Na2CO3 20g/L、Na3PO4 12H20 5g/L、0P-10乳化劑lg/L)中，Imin后水洗；再置于室溫下的微蝕溶液中(H2SO4 90ml/L)中，Imin后水洗，以去除銅基體表面的氧化膜；將經(jīng)過前處理的銅基體置于40°C的本發(fā)明的化學(xué)鍍錫溶液中IOmin后水洗，并立即去除表面水跡，用熱風(fēng)吹干。鍍層厚度和耐蝕性的結(jié)果列于表I。
實(shí)施例2 IL化學(xué)鍍錫液的配制
取500ml氯化膽堿與去離子水按照摩爾比1:2配置的混合溶劑，加入氯化亞錫為5g，硫脲50g，溶解后用氯化膽堿與水混合溶劑(摩爾比1:2)定容至1L?；瘜W(xué)鍍錫操作工藝參見實(shí)施例I。鍍層厚度的結(jié)果列于表I。
實(shí)施例3 IL化學(xué)鍍錫液的配制
以測試其可焊性為例，與相同規(guī)格的銅棒進(jìn)行比較，其配制方法進(jìn)行說明?；瘜W(xué)鍍錫配方及操作工藝參見實(shí)施例I ;在該例中使用銅棒作為基材，鍍層可焊性的結(jié)果列于表I。
實(shí)施例4 IL化學(xué)鍍錫液的配制
以測試其能否持續(xù)沉積為例，化學(xué)鍍錫配方以及操作工藝參見實(shí)施例1，經(jīng)過前處理的銅基體置于70°C的本發(fā)明的化學(xué)鍍錫溶液中60min后水洗，并立即去除表面水跡，用熱風(fēng)吹干。鍍層厚度的結(jié)果列于表I。
比較例I IL化學(xué)鍍錫液的配制
傳統(tǒng)化學(xué)鍍錫液配制氯化亞錫20g，硫脲60g，次亞磷酸鈉30g，檸檬酸20g，鹽酸60ml,pH=l. O。按所配制鍍液的體積分別稱量一定質(zhì)量的各組分；用適量濃鹽酸溶解氯化亞錫；次磷酸鈉和硫脲用水混合溶解，檸檬酸用水溶解；不斷攪拌下，將氯化亞錫倒入檸檬酸的溶液中；在此溶液中依次加入硫脲和次磷酸鈉混液；調(diào)節(jié)溶液PH到I. 0為合適值，定容至1L。將經(jīng)過前處理的銅基體置于70°C的化學(xué)鍍錫溶液中一定的時(shí)間，控制其鍍厚與例I一致，后水洗。鍍層厚度和耐蝕性的結(jié)果列于表I。
實(shí)施例5實(shí)施例1-4、比較例I鍍層的厚度、耐蝕性及可焊性 鍍厚評價(jià)方法為用EDX射線能量色散光譜儀測試鍍片的鍍厚結(jié)果見表I?？珊感栽u價(jià)方法為用SKC-8H可焊性測試儀測試鍍錫銅棒的潤濕性，測試時(shí)將試樣，先浸入規(guī)定的焊劑中，再浸入250 °C的熔融焊料中，焊料表面嚴(yán)禁有氧化物存在。浸入時(shí)間根據(jù)控制在5 S，然后立即取出。冷卻后以全部被潤濕的試樣的最短時(shí)間，評定鍍層的可焊性結(jié)果見表I。耐蝕性評價(jià)方位為用電化學(xué)工作站，在3. 5%NaCl介質(zhì)中，分別測試了在氯化膽堿水溶液化學(xué)鍍錫的鍍層、傳統(tǒng)化學(xué)鍍錫的鍍層的極化曲線結(jié)果見表I。
權(quán)利要求
1.基于氯化膽堿的化學(xué)鍍錫溶液，其特征在于由氯化膽堿、錫鹽、絡(luò)合劑、水和酸度調(diào)節(jié)劑組成； 其中氯化膽堿與水的構(gòu)成比例為氯化膽堿水的摩爾比為1:2-1:8， 錫鹽 5-40g/L， 絡(luò)合劑 50-150g/L， 酸度調(diào)節(jié)劑；調(diào)節(jié)pH 0. 5-1.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于氯化膽堿的化學(xué)鍍錫溶液，其特征在于其中氯化膽堿氯化膽堿的結(jié)構(gòu)式如下
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于氯化膽堿的化學(xué)鍍錫溶液，其特征在于錫鹽是氯化亞錫；氯化亞錫的濃度范圍是10-20g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于氯化膽堿的化學(xué)鍍錫溶液，其特征在于絡(luò)合劑是硫脲，硫脲的濃度范圍是70-100g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于氯化膽堿的化學(xué)鍍錫溶液，其特征在于酸度調(diào)節(jié)劑為鹽酸。
6.權(quán)利要求I所述的基于氯化膽堿的化學(xué)鍍錫溶液的使用方法，按照以下步驟進(jìn)行 1)將銅待鍍工件進(jìn)行預(yù)處理，將基體置于60°C的脫脂溶液中，Imin后水洗，以去除基體表面的油脂；再置于室溫下的微蝕溶液中，Imin后水洗，以去除基體表面的氧化膜；脫脂溶液組成如下NaOH 10g/L、Na2CO3 20g/L、Na3PO4 12H20 5g/L、0P-10 乳化劑 lg/L ;微蝕溶液由90ml濃H2SO4加水至IL配制而成； 2)將預(yù)處理后的銅工件放入上述的氯化膽堿化學(xué)鍍錫液中，于30-70°C下沉積10-120min ； 3)鍍錫后進(jìn)行烘干處理即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于氯化膽堿的化學(xué)鍍錫溶液及其使用方法，屬于鍍錫技術(shù)領(lǐng)域。包括以下含量的組分氯化膽堿與水的構(gòu)成比例為氯化膽堿:水(摩爾比)=1:2-1:8，錫鹽5-40g/L，絡(luò)合劑50-150g/L，酸度調(diào)節(jié)劑適量。本發(fā)明還公開了基于上述化學(xué)鍍錫液的鍍錫工藝1)將銅待鍍工件進(jìn)行預(yù)處理。2)將預(yù)處理后的銅工件放入氯化膽堿化學(xué)鍍錫液中進(jìn)行鍍錫。3)鍍錫后進(jìn)行烘干處理和成品檢測。本發(fā)明的氯化膽堿水溶液化學(xué)鍍錫配方成分簡單、配制方便、工藝易操作，不需要強(qiáng)腐蝕性酸，并且可持續(xù)沉積。
文檔編號C23C18/52GK102797001SQ20121023815
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者王鈺蓉, 何嘉偉, 王文昌, 陳智棟 申請人:常州大學(xué), 常州江工闊智電子技術(shù)有限公司