[發明專利]一種硫酸鹽光亮電鍍錫的溶液

在審

• 申請號: 201410305060.4
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104087983A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 李立清;廖春發;肖友軍;唐云志;楊麗欽;李敏
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: C25D3/30
• 分類號: C25D3/30
• 代理公司: 贛州凌云專利事務所 36116
• 代理人: 曾上

技術領域

本發明涉及一種硫酸鹽光亮電鍍錫的溶液，能顯著提高光亮電鍍錫工藝中的鍍液和鍍層性能。

背景技術

錫鉛合金因其能抑制錫須生長而被長期作為優質的可焊性鍍層使用，目前因《關于限制在電子電器設備中使用某些有害成分的指令》(ROHS)通過，金屬鉛的使用受到嚴格限制，這將影響錫鉛合金的使用范圍，因此無鉛的純錫鍍層被逐漸受到重視，其也是一種優質可焊性鍍層，被廣泛應用于電子和食品工業。酸性鍍錫工藝中以硫酸鹽電鍍錫的應用最為廣泛，其優點是成分簡單、維護方便、沉積速度快、鍍層光亮、整平性及可焊性好；其缺點是鍍液不穩定，容易被氧化，且鍍層容易長錫須而使電子產品產生安全隱患。

目前國內雖有不少電鍍錫專用添加劑，對電鍍錫性能有所改善，但不僅售價不菲，而且耐溫性能和抗氧化性能還不夠理想，還容易造成環境污染。

發明內容

針對現有電鍍錫技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種硫酸鹽光亮電鍍錫的溶液，其中含有特殊添加劑，該添加劑可有效改善鍍液性能、延長鍍液壽命、改善鍍層質量，為電鍍錫工藝的快速發展提供重要的技術保障。

本發明的技術方案：一種硫酸鹽光亮電鍍錫的溶液，含有的添加劑為芐叉丙酮、甲醛和抗壞血酸；組成及含量如下：硫酸亞錫為35-55g/L，98％的硫酸為90-110g/L，芐叉丙酮為0.2-0.4g/L，甲醛為4-7mL/L，抗壞血酸為7-10g/L，錫粒為3-4粒/L，其余為去離子水。

一種硫酸鹽光亮電鍍錫的溶液，其工作溫度為15-40℃，工作電流密度為1.5-2.5A/dm²。

鍍液的配置方法：向1升電鍍槽中添加500ml的去離子水，然后依次添加稱重準確的濃硫酸(98％)和硫酸亞錫，攪拌溶解，將用OP乳化劑處理過的芐叉丙酮加入到電鍍液中，加入準確稱量的甲醛，加入準確稱量的抗壞血酸，加入一些錫粒；最后用去離子水定容至1L。

由于本發明鍍液的主鹽是硫酸亞錫，亞錫離子很容易被氧化，尤其是高溫情況下二價錫很容易被氧化成四價錫。

鍍液中存在以下2個反應過程：

O₂+4H⁺+2Sn²⁺→2Sn⁴⁺+2H₂O??(1)

Sn+Sn⁴⁺→2Sn²⁺??(2)

反應式(1)使鍍液氧化，反應式(2)使鍍液得到保護。兩個反應都屬于多相反應，鍍液與空氣接觸使鍍液里溶解氧，或者鍍液中存在其他氧化性物質，都會使反應式(1)的速度大于反應式(2)，盡管有錫陽極板存在，但隨著時間推移，鍍液仍然會被緩慢氧化，也即Sn²⁺被氧化成Sn⁴⁺，Sn⁴⁺濃度積累上升到一定程度后，由于Sn⁴⁺水解作用大于Sn²⁺，遂水解產生水解混濁物(α-錫酸轉變成的β-錫酸)。水解過程如下式(3)所示：

Sn⁴⁺+4H₂O→Sn(OH)₄+4H⁺??(3)

Sn(OH)₄由α-錫酸最終轉變成的β-錫酸，β-錫酸是一種不溶于酸或堿的物質，從而使鍍液混濁。

因此可在溶液中放置少許錫粒以防止二價錫離子被氧化。

本發明是一種無毒、無害、價格低廉的硫酸鹽電鍍錫溶液，含有的特殊添加劑，能改善電鍍錫鍍液的穩定性和提高錫鍍層的質量，延長了鍍液壽命，錫鍍層的表面光亮平滑，晶粒非常平整、排列有序。為電鍍錫工藝的發展提供強大的技術支持，這對因鉛受到限制而被影響的可焊性鍍層來說是一個重大的利好。

附圖說明

圖1為本發明實施例1電鍍后的錫鍍層的效果照片。

圖2為本發明實施例1電鍍后的錫鍍層的電鏡照片。

圖3為本發明實施例1鍍液的陰極極化曲線圖；

圖3中：A-無添加劑的電鍍錫液；B-含有添加劑的電鍍錫液。

圖4為本發明實施例5電鍍后的錫鍍層的效果照片。

圖5為本發明實施例5電鍍后的錫鍍層的電鏡照片。

具體實施方式

本發明旨在探索出來源廣泛、成本低廉、對環境無污染的添加劑，以獲得一種獨特的硫酸鹽電鍍錫鍍液，以改善鍍液性能和提高鍍層質量。

酸性電鍍錫的總體工藝流程如下：