專利名稱：一種磺酸型半光亮純錫電鍍液的制作方法
技術領域：
本發明屬于表面處理技術領域，具體的涉及一種磺酸型半光亮純錫電鍍液。
背景技術：
錫鍍層穩定性好，耐腐蝕、抗變色能力強，鍍層無毒、柔軟，有很好的可焊性和延展性，因此在工業上有廣泛的應用。為了防止操作或使用人員眼睛疲勞，現在流行采用低反光或無反光的鍍層和表面裝飾工藝。與光亮鍍錫不同，這類鍍錫稱為半光亮鍍錫，或啞光鍍錫工藝，其所得鍍層被稱為半光亮錫或啞錫、霧錫。半光亮鍍錫添加劑單一簡單，鍍液容易管理，能細化鍍層結晶，提高分散能力，但不使鍍層產生光亮。這種工藝有利于提高鍍層附著力和致密性，同時在裝配流水線上減少了光反射污染。在集成電路、印制線路版、電子元器件上都有廣泛應用。以前為達到半光亮鍍層的效果，多采用錫鉛合金鍍層。隨著越來越高的環保要求，鉛的使用受到更加嚴格的限制，因而半光亮鍍純錫工藝必將成為主要的選擇。
相對于已日湊成熟的電鍛光売純錫技術，關于半光売鍛純錫的工藝和文獻并不多見。目前用于半光亮純錫工藝的主要為硫酸鹽型鍍液酸性鍍錫工藝，即在以硫酸和硫酸亞錫為基本鍍液的成分中加入啞光鍍錫添加劑，其主要特點鍍液電流效率高，操作簡便，但鍍層易于長晶須，鍍層的內應力難于控制，鍍液穩定性較差，需要經常處理。最近國內公開了一種基于硫酸體系的半光亮酸性鍍錫液，其特點是各添加劑用量大大減少，降低了成本；但是添加劑組分過多，鍍液不易控制，穩定性未能改善。用于半光亮純錫工藝除硫酸鹽型鍍液酸性鍍錫工藝外也有甲基磺酸體系和氟硼酸體系鍍錫等。氟硼酸鹽鍍錫液成本比硫酸鹽鍍液高，還存在著氟化物的污染等缺點，目前幾乎不被使用。甲基磺酸體系以其沉積速率高，廢水容易處理等優點而被應用到連續電鍍生產中，但是當前應用的大多數鍍液的分散能力差、二價錫易水解。最近國內公開了一種基于磺酸體系的半光亮純錫電鍍液，其特點是可在弱酸范圍下操作，PH值為O. 5 - 6. 5之間；鍍液穩定性及鍍層性能良好，但存在由于操作溫度及電流密度低而導致的鍍速相對較低的缺陷。因此，有必要加強對半光亮純錫電鍍液及其工藝的研究，研制出一種穩定高效的電鍍液，以滿足實際應用和市場的需求。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種分散能力強、穩定、高效、所得純錫鍍層性能優異的磺酸型半光亮純錫電鍍液。為了實現上述發明目的，本發明的技術方案如下一種磺酸型半光亮純錫電鍍液，包括如下配方組分烷基磺酸60 ~50g/L烷基靖酸亞錫 150 ~ 280 g/L
光亮劑0.1 ~10 g/L
潤濕劑1.0-20 g/L
晶粒細化劑0.1 ~ 6 g/L
穩定劑0.5-10 g/L。本發明磺酸型半光亮純錫電鍍液采用烷基磺酸亞錫為主鹽，在光亮劑、穩定劑、烷基磺酸、潤濕劑、晶粒細化劑等組分的協同作用下，使該錫電鍍液具有以下有益效果I.不含氟硼酸鹽和鉛、鉍、鈰等重金屬，也不含甲醛和易燃物，電鍍后的廢棄液處理成本低，對環境無污染，安全、環保；·2.該磺酸型半光亮純錫電鍍液中各組分分散性好，通過各組分的協調作用，有效的避免了亞錫離子的水解和光亮劑等組分的氧化，保證了該磺酸型半光亮純錫電鍍液清亮透明，穩定性高，有效克服了現有酸性鍍錫工藝所采用的錫電鍍液中存在的不足；3.該磺酸型半光亮純錫電鍍液相容性好，通用性強；4.將該磺酸型半光亮純錫電鍍液進行電鍍時，沉積速度快，生產效率高，而且從高區到低區寬廣的電流密度范圍內，均可獲得外觀一致的半光亮純錫鍍層，且錫電鍍層中結晶細致，錫電鍍層均勻，且其具有優異的耐蝕性、抗變色劑和可焊性，特別適用電子電器的接插件、端子、以及IC和半導體分立器件的滾、掛鍍啞光純錫鍍層等電子電鍍工業領域。
具體實施例方式為了使本發明要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。本發明實施例提供一種分散能力強、穩定高效、所得純錫鍍層性能優異的磺酸型半光亮純錫電鍍液。該磺酸型半光亮純錫電鍍液包括如下配方組分
烷基磺酸 60~ 150 g/L 烷基磺酸亞錫 150 ~ 280 g/L 光亮劑0.1 ~ IOgZL
潤濕劑1.0 ~20 g/L
晶粒細化劑 0.1 ~ 6 g/L
穩定削0.5~ IOgZL0這樣，上述實施例磺酸型半光亮純錫電鍍液采用烷基磺酸亞錫為主鹽，在光亮劑、穩定劑、烷基磺酸、潤濕劑、晶粒細化劑等組分的協同作用下，磺酸型半光亮純錫電鍍液中各組分分散性好，通過各組分的協調作用，有效的避免了亞錫離子的水解和光亮劑等組分的氧化，保證了該磺酸型半光亮純錫電鍍液清亮透明，穩定性高，有效克服了現有酸性鍍錫工藝所采用的錫電鍍液中存在的不足。同時，該磺酸型半光亮純錫電鍍液相容性好，通用性強。另外，該磺酸型半光亮純錫電鍍液不含氟硼酸鹽和鉛，也不含甲醛和易燃物，電鍍后的廢棄液處理成本低，對環境無污染，安全、環保。將該磺酸型半光亮純錫電鍍液進行啞錫電鍍時，沉積速度快，生產效率高，而且從高區到低區寬廣的電流密度范圍內如10 100A/dm2，均可獲得外觀一致的半光亮純錫鍍層，且錫電鍍層中結晶細致，錫電鍍層均勻，且其具有優異的耐蝕性、抗變色劑和可焊性，特別適用電子電器的接插件、端子、以及IC和半導體分立器件的滾、掛鍍啞光純錫鍍層等電子電鍍工業領域。具體地，上述半光亮純錫電鍍液配方的實施例中，烷基 磺酸組分為磺酸型半光亮純錫電鍍液提供酸性環境，起到溶劑和電解質的作用。發明人在研究中發現，該烷基磺酸組分的濃度和種類對磺酸型半光亮純錫電鍍液的穩定性和導電性有重要影響。因此，當烷基磺酸濃度為60 150g/L時，烷基磺酸優選為甲基磺酸、乙基磺酸中一種或兩種復配時，該烷基磺酸能使得其他組分充分的溶解，所配制的磺酸型半光亮純錫電鍍液的穩定性能最好，導電性更強。上述烷基磺酸亞錫優選為甲基磺酸亞錫或/和乙基磺酸亞錫，其含量優選為180 230g/L。該優選的烷基磺酸亞錫能更好的電離出亞錫離子，在電鍍時，還能穩定磺酸型半光亮純錫電鍍液中的亞錫離子含量的穩定，降低電鍍時對烷基磺酸亞錫組分補充的頻率。同時進一步提高鍍層均勻性，并使得鍍層具有優良的可焊性和延展性。另外，在電鍍過程中，由于隨著電鍍的進行，亞錫離子的含量會隨之降低，因此，需要根據情況適當補充該烷基磺酸亞錫組分，保證該磺酸型半光亮純錫電鍍液中的亞錫離子濃度。上述光亮劑優選為一種β -萘酚乙氧基化物，如BASF公司的LugalvanBNO-12，其優選含量為2 6g/L。對現有的錫電鍍液而言，光亮劑可以使錫鍍層光亮。本領域常用的光亮添加劑一般是由醛、酚之類的有機物和增溶的表面活性劑等組成。但是發明人在研究中發現，該類現有的光亮添加劑含量太多會降低陰極電流效率，同時過多的光亮添加劑在鍍液中的氧化又會加速鍍錫液的渾濁。發明人優選的β_萘酚乙氧基化物光亮劑，特別是ΒΝ0-12和優選含量能有效的克服現有光亮劑存在的不足，保證上述實施例磺酸型半光亮純錫電鍍液在電鍍時保持很高的陰極電流效率，且防止高電流區燒焦，增加深鍍能力；同時避免其自身的氧化，保證該磺酸型半光亮純錫電鍍液的清亮透明。而且，該優選含量和種類的光亮劑與烷基磺酸亞錫主鹽體系協同作用，還能獲得均勻一致的半光亮純錫鍍層。上述穩定劑優選為對苯二酚，優選含量為O. 8 3g/L。對錫電鍍液來說，穩定劑能使得各組分分散均勻，保證該電鍍液的穩定性，現有的穩定劑主要是絡合劑、抗氧劑和還原劑的混合物，如異煙酸、硫酸亞鐵等，但是該類現有的穩定劑不能很好的防止上述實施例磺酸型半光亮純錫電鍍液中的烷基磺酸亞錫的亞錫離子水解，這樣會導致本實施例中的烷基磺酸亞錫電離出的亞錫離子因水解而導致電鍍液呈乳狀渾濁。因此，該優選的對苯二酚穩定劑在保證上述實施例磺酸型半光亮純錫電鍍液中各組分分散均勻的基礎上，還能有效的防止亞錫離子水解，保證該電鍍液的清亮透明。在具體地電鍍過程中，穩定劑會隨鍍液的帶出而需要及時補充，才能保持酸性光亮鍍錫溶液的穩定性。上述潤濕劑優選為壬基酚聚氧乙烯醚NP系列，如NP-10至NP-20等非離子型表面活性劑，其中，潤濕劑優選為NP-12，優選含量為1.5 6.0g/L。該潤濕劑在該磺酸型半光亮純錫電鍍液中起到光亮劑等組分的溶劑和載體的作用，從而保證了電鍍液穩定性和清亮透明，提高了電鍍液的陰極電流效率。上述晶粒細化劑優選為椰子油脂肪醇聚氧乙烯醚，如Clariant公司生產的GENAPOL C-050，優選含量為O. 5 3.0g/L。該優選的椰子油脂肪醇聚氧乙烯醚，特別是GENAPOL C-050能提高該磺酸型半光亮純錫電鍍液各組分的分散能力，使得錫層中晶粒細化，錫層均勻，從而保證純錫鍍層均勻的啞光度和優良的性能。應用本發明實施例磺酸型半光亮純錫電鍍液配制步驟為在烷基磺酸的水溶液中依次加入光亮劑、潤濕劑、晶粒細化劑和穩定劑至完全溶解，然后加入烷基磺酸亞錫，使得各組分混合均勻。另外，在鍍液開缸前，優選先采用10%甲基磺酸濾洗鍍槽、過濾泵、陽極和陽極袋，然后用水沖洗，再用去離子水徹底清洗干凈。為了對本發明進行進一步詳細說明，優選了一些實例如下
實施例I一種磺酸型半光亮純錫電鍍液，包括如下配方組分
曱基磺酸100 g/L
甲基磺酸亞錫200 g/L
光亮劑 BNO-122.0 g/L
潤濕劑 NP-122.0 g/L
晶粒細化劑 GENAPOLC-050 1.0 g/L
穩定劑對苯二酚2.0 g/L。該磺酸型半光亮純錫電鍍液的開缸I.用10%甲基磺酸濾洗鍍槽、過濾泵、陽極和陽極袋，然后用水沖洗，再用去離子水徹底清洗干凈；加入去離子水至槽體積的25% ；2. —邊攪拌一邊加入所需烷基磺酸；3. 一邊攪拌一邊依次加入光亮劑、潤濕劑、晶粒細化劑和穩定劑至完全溶解；4. 一邊攪拌一邊加入甲基磺酸亞錫；5.加去離子水至最終體積。將上述開缸的磺酸型半光亮純錫電鍍液依照電鍍操作方法在銅片上電鍍2分鐘，電鍍條件為電流密度ΙΟΑ/dm2，溫度40 45°C。結果在銅片上鍍上10. 5um呈均勻啞光的純錫鍍層。實施例2一種磺酸型半光亮純錫電鍍液，包括如下配方組分
曱基磺酸60 g/L曱基磺酸亞錫180g/L
光亮劑 BNO-12IO g/L
潤濕劑 NP-121.0 g/L
晶粒細化劑 GENAPOLC-0506.0 g/L
穩定劑對苯二酚10 g/L。該磺酸型半光亮純錫電鍍液的開缸方法參照實施例I。將上述開缸的磺酸型半光亮純錫電鍍液依照電鍍操作方法在銅片上電鍍I分鐘，電鍍條件為電流密度30A/dm2，溫度40 45°C。結果在銅片上鍍上15um的呈均勻啞光的純錫鍍層。
實施例3一種磺酸型半光亮純錫電鍍液，包括如下配方組分
曱基續酸150g/L
曱基磺酸亞錫230g/L
光亮劑 BNO-120.1 g/L
潤濕劑 NP-1210 g/L
晶粒細化劑 GENAPOLC-050 3.0 g/L
穩定劑對苯二酚0.5 g/L。該磺酸型半光亮純錫電鍍液的開缸方法參照實施例I。將上述開缸的磺酸型半光亮純錫電鍍液依照電鍍操作方法在銅片上電鍍O. 5分鐘，電鍍條件為電流密度50A/dm2，溫度40 45°C。結果在銅片上鍍上13. 5um的呈均勻啞光的純錫鍍層。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種磺酸型半光亮純錫電鍍液，包括如下配方組分烷基續酸60~150g/L烷基磺酸亞錫150 ~ 280 g/L光亮劑0.1 ~10 g/L穩定劑0.5 ~ 10 g/L潤濕劑1.0 ~20 g/L晶粒細化劑 0.1 ~ 6 g/L。
2.根據權利要求I所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述烷基磺酸亞錫含量為180 230g/L。
3.根據權利要求I所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述光亮劑2 6g/L0
4.根據權利要求I 3任一所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述烷基磺酸亞錫為甲基磺酸亞錫或/和乙基磺酸亞錫。
5.根據權利要求I 3任一所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述光亮劑為￠-萘酚乙氧基化物。
6.根據權利要求I 3任一所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述穩定劑為對苯二酚。
7.根據權利要求I 3任一所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述潤濕劑為壬基酚聚氧乙烯醚NP系列。
8.根據權利要求7所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述潤濕劑為NP-12。
9.根據權利要求I 3任一所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述晶粒細化劑為椰子油脂肪醇聚氧乙烯醚。
10.根據權利要求I 3任一所述的磺酸型半光亮純錫電鍍液，其特征在于所述烷基磺酸為甲基磺酸或/和乙基磺酸。
全文摘要
本發明公開了一種磺酸型半光亮純錫電鍍液。該磺酸型半光亮純錫電鍍液包括如下配方組分烷基磺酸60～150g/L、烷基磺酸亞錫150～280g/L、光亮劑0.1～10g/L、穩定劑0.5～10g/L、潤濕劑1.0～20g/L、晶粒細化劑0.1～6g/L。本發明公開的磺酸型半光亮純錫電鍍液采用烷基磺酸亞錫為主鹽，并與其他組分協同作用，使得錫電鍍液中各組分分散性好，有效的避免了亞錫離子的水解和光亮劑等組分的氧化，保證了該半光亮純錫電鍍液清亮透明，穩定性高，相容性好，通用性強，安全、環保，鍍液電流效率高，鍍速快，獲得的純錫鍍層結晶細致，啞光度均勻，性能優良。
文檔編號C25D3/32GK102758228SQ20121024350
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月13日 優先權日2012年7月13日
發明者劉迪 申請人:深圳市華傲創表面技術有限公司