[發明專利]電鍍液、其制備方法及應用此電鍍液的鍍錫工藝

有效

• 申請號: 201310023594.3
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN103014786A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 舒平;杜騰輝;陳湘國
• 申請（專利權）人: 廣州博泉環保材料科技有限公司
• 主分類號: C25D3/32
• 分類號: C25D3/32
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 高之波;鄔玥

技術領域

本發明涉及對金屬工件進行電鍍表面處理的溶液，還涉及此溶液的制備方法以及應用此溶液的鍍錫工藝。

背景技術

近年來,由于電子工業的高速發展,對可焊性鍍層的要求也越來越高，特別是最近由于鉛的使用受到限制,所以，作為可焊性鍍層的電鍍錫工業得到更進一步的發展。

目前應用的鍍錫工藝主要有氟硼酸鍍錫、堿性鍍錫、硫酸鹽鍍錫和甲基磺酸鹽鍍錫等。氟硼酸鹽鍍錫的優點是能夠在較高的電流密度下電鍍、具有較好的均鍍能力和深鍍能力、陰極和陽極電流效率都比較高，但是氟硼酸腐蝕性非常強，鍍液中的硼離子和氟離子污染環境，因此處理電鍍廢水成本高。堿性鍍錫體系的沉積速度較慢、陰極電流效率比較低，為獲得較高的陰極電流效率，對堿的濃度要求較高，而堿的濃度過高，導致析氫反應相對變得更嚴重，從而降低了電沉積錫的陰極電流效率；另外，高濃度的堿對錫陽極也會有影響，使錫陽極不易保持金黃色的狀態，陽極錫溶解產生Sn²⁺，使得鍍液不穩定，導致鍍層質量也會變差。硫酸鹽鍍錫體系的缺點是在電流密度較高時錫陽極易發生鈍化；二價錫易被氧化成四價，使鍍液渾濁影響鍍層質量，鍍液對設備的腐蝕較大。US3951750和US4021316中公開了基于焦磷酸鉀并使用有機硫化物等作為晶粒細化劑的堿浴鍍液，該鍍液的缺點在于亞錫離子在該堿性浴中不穩定并能快速氧化為Sn⁴⁺而使鍍液不穩定。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電鍍液，以解決上述技術問題中的至少一個方面。

本發明的第二個目的在于提供一種電鍍液的制備方法，以解決上述技術問題中的至少一個方面。

本發明的第三個目的在于提供一種應用上述電鍍液的鍍錫工藝，以解決上述技術問題中的至少一個方面。

根據本發明的一個方面，本發明提供了一種電鍍液，為包括以下物質的水溶液：二價錫離子、自由酸、濕潤劑和光亮劑。其中，濕潤劑用于降低水的表面張力或界面張力,使工件表面能被水所潤濕；光亮劑主要作用表現在通過活性表面除去停留在金屬表面的油污、氧化及未氧化的表面雜質，保持物體外部的潔凈、光澤度、色牢度。

本發明利用獨特而穩定的添加劑體系制備了金屬工件用的電鍍液，該電鍍液制備方法簡單，該電鍍液在電鍍過程中不易產生四價錫，同時表現出較少的變色。本發明的電鍍液具有以下優點：

1、具有寬廣的操作范圍（現有的鍍錫工藝電流密度為5～25安培/平方分米、溫度為15～25℃，本發明的鍍錫工藝電流密度為5～40安培/平方分米、溫度為12～25℃），能在寬廣的操作范圍內得到光亮的鍍層；

2、含碳量極低，電鍍后的工件具有優良的可焊性；

3、儲存、蒸汽老化及熱測試后表現出較少的變色；

4、電鍍液中穩定的添加劑體系有效減少添加劑的消耗；

5、電鍍液中獨特的添加劑體系間的協同作用降低了鍍層間的壓應力，從而抑制錫須生長，符合JESD201要求（錫和錫合金表面涂層的錫須靈敏度環境驗收要求）；

6、電鍍液具有一定的抗氧化性，使電鍍液中不易產生四價錫，減小維護費用；

7、電鍍液具有抑泡功能（使電鍍液屬于低泡型），可以有效減少藥水外溢；

8、電鍍液為簡單的兩劑型（濕潤劑和光亮劑），操作簡單、容易控制。

在一些實施方式中，本發明的電鍍液可以為包括以下濃度物質的水溶液：二價錫離子20～50g/L、自由酸120～180ml/L、濕潤劑40～60ml/L和光亮劑8～15ml/L，電鍍液的總酸量為185～285ml/L。。由此，可以使得電鍍液更加穩定，得到的鍍層效果更佳，添加劑的消耗更加少，更容易維護。

上述各物質濃度可以優選為：二價錫離子25～35g/L、自由酸140～180ml/L、濕潤劑45～55ml/L和光亮劑8～12ml/L，電鍍液的總酸量為200～250ml/L。由此，可以使得電鍍液更加穩定，得到的鍍層效果更佳，添加劑的消耗更加少，更容易維護。

上述各物質濃度可以進一步優選為：二價錫離子30g/L、自由酸160ml/L、濕潤劑50ml/L、光亮劑10ml/L，電鍍液的總酸量為160ml/L。由此，可以使得電鍍液更加穩定，得到的鍍層效果更佳，添加劑的消耗更加少，更容易維護。