專(zhuān)利名稱(chēng):錫鈰鈷電鍍液及其配制方法
本發(fā)明涉及一種新型電鍍液，適用于印刷線路板，電子元器件引線的電鍍。
現(xiàn)有的應(yīng)用于印刷線路板、電子元器件引線的電鍍液為鉛錫電鍍液。該電鍍液以硼酸鉛為主鹽，含鉛量高，有毒，污染環(huán)境，危害人身健康。
用鉛錫電鍍液進(jìn)行鉛錫合金鍍層，因光亮劑不穩(wěn)定。采用暗黑色鍍層，然后涂甘油進(jìn)行熱溶，而熱溶溫度高達(dá)250℃，至使環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板變形，同時(shí)熱溶能使鍍層溢流。造成線路短路，熱溶還能使鍍層金屬晶格重新排列，使鍍層外表層90%為錫，而錫易氧化成灰色，降低可焊性。至使元器件生產(chǎn)過(guò)程增加管角刮腿，搪錫工序。鉛錫合金鍍層進(jìn)行熱溶處理后，表面仍然粗糙、活性大。存放過(guò)程中生成氧化物，因鍍層表面粗糙，鍍層孔隙率大，空氣中的蒸氣水分容易滲透到鍍層中，在鍍層晶界中生成氧化物，降低鍍層的可焊性。同時(shí)，鍍層中的錫與底層金屬生成金屬化合物(錫與銅生成(Cu6Sn5.Cn3Sn)導(dǎo)至鍍層中的鉛向鍍層表面富集，鉛被氧化生成氧化鉛，而氧化鉛阻礙焊料對(duì)鍍層的潤(rùn)濕，擴(kuò)散降低可焊性。
本發(fā)明的目的是提供一種新型的錫鈰鈷電鍍液和配制該電鍍液的方法。
錫鈰鈷電鍍液由絡(luò)合劑硫酸(H2SO4)，硫酸亞錫(SnSO4)光亮劑(SS-820)，含量36%的甲醛(H2CO)，硫酸鈷(CoSO4·7H2O)和去離子水合成的錫鈰鈷電鍍液。該電鍍液與鉛錫電鍍液比較有顯著特點(diǎn)無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染。用錫鈰鈷電鍍液對(duì)印刷線路板和元器件引線進(jìn)行電鍍時(shí)，鍍復(fù)層無(wú)須熱溶、正平工序，元器件生產(chǎn)過(guò)程中減少了管角刮腿、搪錫工序，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝。并能代替鍍金、鍍銀，降低生產(chǎn)成本。錫鈰鈷鍍層合金潤(rùn)濕能力強(qiáng)，增加了印刷線路板、元器件引線的可焊性。
本發(fā)明是以如下方式完成的，由絡(luò)合劑硫酸(H2SO4)硫酸亞錫(SnSO4)，光亮劑(SS-820)，含量為36%的甲醛(H2CO)、硫酸鈷(CoSO4·7H2O)去離子水按配制方法合成的元素、無(wú)味、無(wú)污染錫鈰鈷電鍍液。該電鍍液進(jìn)行電鍍時(shí)，陰極面積與陽(yáng)極面積之比為2∶1，電流密度(DK)每平方公分1-6安培，沉積速度每分鐘1微米。電流效率高達(dá)97%。該電鍍液中含有微量稀土金屬鈷、銻。因此，抗氧化性能好，并且抑制了與底層銅生成金屬化合物，提高可焊性。
該電鍍液的離子方程式(簡(jiǎn)單的)是
從離子方程式得知3價(jià)鈰(Ce3+)能抑制大氣對(duì)2價(jià)錫(Sn2+)的再氧化，抑制4價(jià)錫(Sn4+)的產(chǎn)生，使電鍍液處于穩(wěn)定狀態(tài)。同時(shí)電鍍液中的鈷(Co)能保護(hù)金屬抗氧化，使金屬鍍層具有抗氧化性，使錫(Sn)和基體銅(Cu)化合，抑制移位和溢流的產(chǎn)生。錫鈰鈷電鍍液進(jìn)行電鍍，其電鍍層抗氧化、抗腐蝕、耐高溫、可焊性好。完全可以代替現(xiàn)有的鉛錫合金鍍層。
本發(fā)明的配制方法是用去離子水加入電鍍槽容積的三分之一。然后用硫酸(H2SO4)(CP)(比重1.84)按每升160克加入電鍍槽中，此時(shí)槽液溫度上升到70～80℃，將硫酸亞錫以40克/升計(jì)量調(diào)成糊狀徐徐加入槽中，邊加入邊攪拌，使之完全溶解，然后用去離子水以10克/升溶解硫酸鈷，再加入電鍍槽中，此時(shí)槽液溫度開(kāi)始下降，這時(shí)用去離子水加入到槽中正常工作面。當(dāng)溫度降至18～40℃時(shí)，進(jìn)行低電流處理，電流密度(DK)每平方公分0.3～0.5安培，處理時(shí)間為1小時(shí)，然后把用去離子水稀釋的光亮劑(SS-820)按每升加15毫升加入槽中，同時(shí)把用去離子水溶解的硫酸鈷(CoSO4·7H2O)按每升0.5～0.7克加入電鍍槽中，即得到錫鈰鈷電鍍液。
實(shí)施例1、按配制方法將去離子水，硫酸(H2SO4)每升160克、硫酸亞錫(SnSO4)每升40克、硫酸鈰(Ce2(SO4)3)每升10克、光亮劑(SS-820)每升15毫升劑量、甲醛每升15毫克劑量、硫酸鈷(CoSO4·7H2O)，每升0.5～0.7克加入。按配制方法進(jìn)行即得到錫鈰鈷電鍍液，該電鍍液在陰極面積與陽(yáng)極面積之比為2∶1，電流密度每平方公分6安培。進(jìn)行印刷線路板電鍍即得到錫鈰鈷合金鍍層。在電鍍過(guò)程中，光亮劑(SS-820)補(bǔ)加量用霍爾槽測(cè)即光量劑(SS-820)補(bǔ)加量＝ (4×Vn)/1.3Vn為霍爾槽容積實(shí)施例2、鍍液性能測(cè)室序號(hào) 項(xiàng)目 方法 結(jié)果1 電流效率 庫(kù)侖計(jì)法20℃ 97.6%2 分散能力 T＝ (Ys)/(Y1) ×100% 63%3 深鍍能力 φ8×100銅(Cu) 100%4 沉積速度 19℃.15分鐘1.5A/cm264.8m/吋錫鈰鈷電鍍液，性能穩(wěn)定，光亮度高，耐腐蝕，抗氧化性強(qiáng)，可焊性好，無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染。完全代替目前使用的鉛錫鈷電鍍液，代替部分鍍金、鍍銀，具有推廣價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種新型錫鈰鈷電鍍液，其特征由絡(luò)合劑硫酸(H2SO4)，硫酸亞錫(SnSO4)，硫酸鈰(Ce2(SO4)3)，硫酸鈷(CoSO4·7H2O)，含量36%的甲醛(H2CO)去離子水合成的電鍍液，該電鍍液無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染。該電鍍液進(jìn)行電鍍時(shí)，陰極面積與陽(yáng)極面積之比為2∶1，電流密度(DK)每平方公分1-6安培，沉積速度每分鐘1微米，電流效率高達(dá)97%。該電鍍液進(jìn)行電鍍，其電鍍層抗氧化、抗腐蝕、耐高溫、可焊性好、電鍍層無(wú)須熱溶，正平工序、元器件生產(chǎn)過(guò)程中減少管角刮腿、搪錫，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，并能代替鍍金、鍍銀，降低成本。
2.配制錫鈰鈷電鍍液的方法，其特征是用去離子水加入電鍍槽容積的三分之一，然后用硫酸(H2SO4)(CP)(比重1.84)按每升160克加入電鍍槽中，此時(shí)槽液溫度上升到70～80℃，將硫酸亞錫以40克/升計(jì)量調(diào)成糊狀徐徐加入槽中，邊加入邊攪拌，使之完全溶解，然后用去離子水以10克/升溶解硫酸鈰，再加入電鍍槽中，此時(shí)槽液溫度開(kāi)始下降，這時(shí)用去離子水加入到槽中，正常工作面，當(dāng)溫度降至18～40℃時(shí)，進(jìn)行低電流處理，電流密度(DK)每平方公分0.3～0.5安培，處理時(shí)間為1小時(shí)，然后把用去離子水稀釋的光亮劑(SS-820)按每升加15毫升加入槽中同時(shí)把用去離子水溶解的硫酸鈷(CoSO4·7H2O)，按每升0.5～0.7克加入電鍍槽中，即得到錫鈰鈷電鍍液。該電鍍液使用過(guò)程中，溶液混濁，2價(jià)錫溢出。此時(shí)，每升加3-5毫升含量36%的甲醛沉淀8小時(shí)，過(guò)濾，即可重新使用。
專(zhuān)利摘要
一種由硫酸(H
文檔編號(hào)H01L23/48GK87103732SQ87103732
公開(kāi)日1988年12月14日 申請(qǐng)日期1987年5月25日
發(fā)明者徐希寶 申請(qǐng)人:北京無(wú)線電儀器二廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan