一種新型非水體系電化學(xué)鍍鉛錫的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化學(xué)鍍方法，尤其涉及一種非水體系電化學(xué)鍍鉛錫的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 錫鍍層具有無毒、柔軟和延展性好等優(yōu)點(diǎn)，但易受鹵素、強(qiáng)堿性溶液以及礦物酸的 腐蝕。將少量的鉛與錫共沉積，以提高電子產(chǎn)品的可靠性。鉛錫鍍層具有較好的結(jié)晶性。鉛 錫共沉積的優(yōu)越性是其他合金所不能比擬的。由于具有耐蝕性、可焊性和潤滑性，鉛錫鍍層 被廣泛應(yīng)用于線材、板材和接插件等部件中。其中，鉛錫鍍層在電子元器件上的應(yīng)用受到了 廣大研究者關(guān)注。錫鉛鍍層除了在電氣設(shè)備接頭上以防止氧化和保證可焊性，也能夠用在 印制電路板制造工藝上。
[0003] 在印制電路板（PCB)中，鉛錫鍍層不僅用來作為的金屬抗蝕層，也可以用來作為之 后工藝中要焊接元器件的可焊性基體。因?yàn)檫@種電化學(xué)鍍的合金近于錫/鉛的最低共熔點(diǎn) 186. irC (Sn :Pb=63%:37%)。因此鉛錫鍍層在較低溫度時(shí)是易熱熔的，這就使得鉛錫鍍層 具有可焊性。另外，大多數(shù)PCB制造廠商要電鍍金屬化孔，并且為了保證焊接一致而要求合 金成分不變時(shí)，就采用鉛錫鍍層。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，Ostrow B.D.等人采用氟硼酸鹽鉛錫合金鍍 液，電沉積了鉛錫合金。該鍍液的成分簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性較好，但仍然存在一些缺點(diǎn)，如鍍液中的 氟硼酸具有較強(qiáng)的腐蝕性，廢液和廢水處理難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在改善上述問題，提出了一種簡(jiǎn)單、成本低、無污染、化學(xué)穩(wěn)定性好的利 用非水體系電化學(xué)鍍鉛錫的方法。
[0005] 本發(fā)明所述方法所采用的技術(shù)方案是：該方法包括以下步驟： (1) 將氯化膽堿（C5H14ClNO)和乙二醇（(CH2OH)2)加入到250 mL的燒杯中，在60~90°C 的溫度下磁力攪拌1~1. 5小時(shí)； (2) 將氯化亞錫（SnCl2 · 2H20)、乙酸鉛（Pb(AC)2 · 3H20)和抗壞血酸加入其中，繼續(xù)攪 拌0. 5~2小時(shí)； (3) 將上述溶液在真空環(huán)境中，30~45°C下除水18-24小時(shí)； (4) 將銅片和鉛錫合金在拋光液中拋光25~45秒，清洗，吹干； (5) 將銅片和鉛錫合金分別作為陰極和陽極，浸泡在上述溶液中，保溫60~120°C ; (6) 連接直流電源，設(shè)定電流密度為10~40 mA cm 2,電沉積1~2小時(shí)，得到鉛錫鍍 層。
[0006] 更進(jìn)一步地，所述鉛錫合金中的錫為氟硼酸錫，甲基磺酸錫，氨基磺酸錫，氯化亞 錫，其濃度為10 g L %鉛為氟硼酸鉛，甲基磺酸鉛，氨基磺酸鉛，醋酸鉛，其濃度為60 g L 1C3
[0007] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明選用非水體系的電鍍液，與傳統(tǒng)的方式中的水溶液 電沉積相比，非水體系鍍液具有很多優(yōu)勢(shì)。許多很難在水溶液中通過電沉積方法得到的活 潑金屬鍍層可以在非水體系中通過電沉積得到。在特定情況下，在非水體系中得到的電沉 積層比溶液中的沉積層具有更加優(yōu)良的物理和化學(xué)性能，而且通過非水體系電沉積方法更 容易獲得新型合金材料，并且有效避免有毒有害化學(xué)添加劑的使用。非水體系電沉積的工 藝流程相比于水體系，具有著較好的導(dǎo)電性能和電流效率。非水體系電沉積反應(yīng)過后金屬 離子易產(chǎn)生聚沉，與水體系相比，在廢液處理與金屬回收方面要容易很多。本發(fā)明在氯化膽 堿/乙二醇體系中利用氯化錫和乙酸鉛進(jìn)行鉛錫的電化學(xué)沉積，該方法制備的鉛錫鍍層具 有較強(qiáng)的抗腐蝕性，可焊性強(qiáng)，鍍層外觀好且廢液易處理回收。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 下面根據(jù)發(fā)明方法通過具體實(shí)施例來詳細(xì)說明。以下實(shí)施實(shí)例只是為了更好地將 本發(fā)明技術(shù)原理闡釋清楚，并不代表本發(fā)明只限制使用該實(shí)施實(shí)例。
[0009] 實(shí)施例一： 將氯化亞錫、乙酸鉛和抗壞血酸加入250 mL氯化膽堿和乙二醇的混合溶液中，使氯化 亞錫和乙酸鉛的濃度分別為10 g L 1和60 g L ^磁力攪拌1-1. 5小時(shí)；，上述溶液在真空 環(huán)境中，35°C下除水18-24小時(shí)。將銅片和鉛錫合金在拋光液中拋光25-45秒，清洗，吹干； 將銅片和鉛錫合金分別作為陰極和陽極，浸泡在上述溶液中，保溫80°C ;連接直流電源，設(shè) 定電流密度為40 mA cm2,電沉積2小時(shí)。
[0010] 實(shí)施例二： 將氯化亞錫、乙酸鉛和抗壞血酸加入250 mL氯化膽堿和乙二醇的混合溶液中，使氯化 亞錫和乙酸鉛的濃度分別為10 g L 1和60 g L ^磁力攪拌1-1. 5小時(shí)；，上述溶液在真空 環(huán)境中，35°C下除水18-24小時(shí)。將銅片和鉛錫合金在拋光液中拋光25-45秒，清洗，吹干； 將銅片和鉛錫合金分別作為陰極和陽極，浸泡在上述溶液中，保溫80°C ;連接直流電源，設(shè) 定電流密度為10 mA cm 2,電沉積2小時(shí)。
[0011] 實(shí)施例三： 將氯化亞錫、乙酸鉛和抗壞血酸加入250 mL氯化膽堿和乙二醇的混合溶液中，使氯化 亞錫和乙酸鉛的濃度分別為10 g L1和60 g L ^磁力攪拌1-1. 5小時(shí)；，上述溶液在真 空環(huán)境中，35°C下除水18-24小時(shí)。將銅片和鉛錫合金在拋光液中拋光25-45秒，清洗，吹 干；將銅片和鉛錫合金分別作為陰極和陽極，浸泡在上述溶液中，保溫l〇〇°C ;連接直流電 源，設(shè)定電流密度為40 mA cm2,電沉積1小時(shí)。
[0012] 經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，上述實(shí)施例獲得的測(cè)試性能指標(biāo)如表1所示。
[0013] 表 1
由表1可知，本發(fā)明采用非水體系作為化學(xué)鍍鉛錫的溶液，其化學(xué)鍍時(shí)間短，無揮發(fā)性 氣味產(chǎn)生，溶液體系和鍍鉛錫后的印制板體系均具有穩(wěn)定的性能表現(xiàn)，在后續(xù)的溶液處理 中，其極易降解，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何的污染，也保證了人體免受傷害，其是一種全新的鍍 鉛錫方法。
[0014] 上述實(shí)例對(duì)本發(fā)明做了詳細(xì)的說明，但并不意味著本發(fā)明僅僅局限于這四種實(shí) 例。在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的情況下，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和變形在本發(fā)明權(quán)利要求和技術(shù)之 內(nèi)，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種新型非水體系化學(xué)鍍鉛錫的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： (1) 將氯化膽堿（C5H14ClNO)和乙二醇（(CH2OH)2)加入到250 mL的燒杯中，在60~90°C 的溫度下磁力攪拌1~1. 5小時(shí)； (2) 將氯化亞錫（SnCl2 ? 2H20)、乙酸鉛（Pb(AC)2 ? 3H20)和抗壞血酸加入其中，繼續(xù)攪 拌0. 5~2小時(shí)； (3) 將上述溶液在真空環(huán)境中，30~45°C下除水18-24小時(shí)； (4) 將銅片和鉛錫合金在拋光液中拋光25~45秒，清洗，吹干； (5) 將銅片和鉛錫合金分別作為陰極和陽極，浸泡在上述溶液中，保溫60~120°C ; (6) 連接直流電源，設(shè)定電流密度為10~40 mA cm 2,電沉積1~2小時(shí)，得到鉛錫鍍 層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型非水體系化學(xué)鍍鉛錫的方法，其特征在于，所述鉛 錫合金中的錫為氟硼酸錫，甲基磺酸錫，氨基磺酸錫，氯化亞錫，其濃度為10 g L1;鉛為氟 硼酸鉛，甲基磺酸鉛，氨基磺酸鉛，醋酸鉛，其濃度為60 g L i。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種簡(jiǎn)單、成本低、無污染、化學(xué)穩(wěn)定性好的利用非水體系電化學(xué)鍍鉛錫的方法。該方法包括：（1）將氯化膽堿和乙二醇加入到250mL的燒杯中，在60～90℃的溫度下磁力攪拌1～1.5小時(shí)；（2）將氯化亞錫、乙酸鉛和抗壞血酸加入其中，繼續(xù)攪拌0.5～2小時(shí)；（3）將上述溶液在真空環(huán)境中，30～45℃下除水18-24小時(shí)；（4）將銅片和鉛錫合金在拋光液中拋光25～45秒，清洗，吹干；（5）將銅片和鉛錫合金分別作為陰極和陽極，浸泡在上述溶液中,保溫60～120℃；（6）連接直流電源，設(shè)定電流密度為10～40mA·cm-2,電沉積1～2小時(shí)，得到鉛錫鍍層。本發(fā)明可用于電路板印制領(lǐng)域。
【IPC分類】C25D3/56
【公開號(hào)】CN105018984
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510437117
【發(fā)明人】胡可, 胡文成, 何波, 徐景浩
【申請(qǐng)人】珠海元盛電子科技股份有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年7月23日