CN102677037B - 一种化学锡后处理溶液组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种化学锡后处理溶液组合物，包含：一种有机酸或无机酸，或者两种酸的混合物，有机螯合剂以及表面活性剂的水溶液。本发明的化学锡后处理溶液，解决化学镀锡涂层在完成化学锡工艺以及在存储期间发黄的问题，保证后续电子元器件表面装配的焊接可靠性，有效提升了产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种印刷电路板表面处理用的材料，属于印刷电路板技术领域，特别是涉及一种化学锡后处理溶液组合物。
背景技术
锡是一种可焊性非常良好的金属，并有较好的耐蚀能力，因此在电子工业中被广泛使用。比如在电子产品用的印制线路板（PCB）的生产工艺中，一种方式是采用热风整平工艺（传统“喷锡”工艺采用的铅锡涂层因为铅及其化合物是危害人类健康及污染环境的有毒有害物质而日渐被业界淘汰），在制作好的线路板表面上喷涂一层锡层作为焊料，以保证PCB在后续的SMT（组装）过程中电子元器件有好的可焊性等特性；另外一种常用的方式是近年来发展起来的化学沉锡的工艺技术，通过化学置换反应产生一层厚度均匀、表面平整的纯锡涂层，方便后续电子元件表面贴装工艺，由于该工艺较热风整平涂层的厚度均匀性优良，而且没有焊料桥连、堵孔等不良问题，特别适合行业技术向高密度、高精度、细线路、小间距的印制线路板方向发展的表面处理，化学沉锡具有非常大的发展潜力。
但是，化学沉锡作为表面处理工艺也面临各种技术问题。比如，化学锡涂层容易形成“晶须”的须状晶体，这些晶须会导致“微短路”的问题；国内外一些专利针对此问题提出解决方案，例如中国专利CN1387465《铜或铜合金非电镀锡的方法》中，采用甲磺酸及其锡盐、络合剂和不少于一种外加金属组成化学镀锡液，克服镀锡涂层产生“晶须”问题。
另外，化学锡涂层在元件装配前还容易出现锡面发黄并进而出现焊接性能降低的问题，特别是从化学锡工艺完成到电子元器件装配的时间较长的时候、存储条件稍有偏离的时候更为严重；尤有甚者，当化学锡老化（溶液中铜离子浓度较高）的时候，甚至刚刚完成化学锡的工艺其涂层就出现发黄的现象。
发明内容
为了克服现有工艺存在的上述缺点，本发明提供一种化学锡后处理溶液，解决化学镀锡涂层在完成化学锡工艺以及在存储期间发黄的问题，保证后续电子元器件表面装配的焊接可靠性，有效提升了产品质量。
本发明提供的解决化学锡表面发黄的问题所采用的技术方案是：一种化学锡后处理溶液，包含：一种有机酸或无机酸，或者两种酸的混合酸，有机螯合剂以及表面活性剂的水溶液。
进一步而言，所述溶液组合物中，含有0.2~5g/l的有机酸和/或无机酸；0.05~0.5g/l的有机螯合剂；0.0005~0.5g/l的表面活性剂。
其中的有机酸包含柠檬酸、苹果酸、葡萄糖酸、羟基乙酸、对甲苯磺酸中任一种或二者以上的混合物。
其中的无机酸包含硫酸、磷酸或二者的混合物。
其中的有机螯合剂包含有机膦酸及其盐；可以是乙二胺四亚甲基膦酸钠、羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸。
其中表面活性剂包含PEG 400到PEG1500中任一种或二者以上的混合物。
借由上述技术方案，本发明化学锡后处理溶液组合物具有的优点和有益效果是：
本发明在传统化学锡工艺后增加本发明的后处理溶液清洗工序，可以有效减轻、防止化学锡锡面发黄的问题。本发明可以保证后续电子元器件表面装配的焊接可靠性，有效提升了产品质量。
具体实施方式
本发明的一种化学锡后处理溶液，包括了一种有机酸或无机酸，或者两种酸的混合酸，有机螯合剂以及表面活性剂的水溶液。
所述有机酸包括柠檬酸、苹果酸、葡萄糖酸、羟基乙酸、对甲苯磺酸；所述无机酸包括硫酸、磷酸；所述有机螯合剂包括有机膦酸及其盐；可以是乙二胺四亚甲基膦酸钠、羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸；所述表面活性剂包括PEG 400到PEG 1500中任一种或二者以上的混合。
本发明化学锡后处理溶液的配制方法是：在室温下，在1升水中加入0.2-5克无机酸、有机酸或者混合酸，0.05-0.5克有机螯合剂，0.0005到0.5克表面活性剂。
本发明化学锡后处理溶液，其使用方法包括传统化学锡工艺步骤：
1、酸性清洁，然后充分水洗；
2、微蚀粗化表面，并充分水洗；
3、预镀锡处理；
4、化学锡处理，充分水洗；
5、化学锡后处理溶液，充分水洗；
6、干燥。
下面是具体效果实验例：
1、取完成防焊工序待最后表面处理的电路板四块，尺寸5cm X 10cm，经过化学锡工艺流程（SkyPosit Sn950工艺，广州天承化学有限公司。新配制的化学锡SkyPosit Sn950溶液），四块电路板锡面都均匀洁白、无发黄，将其中三块（分别标记为A、B、C）经过本发明的后处理溶液清洗，具体后处理清洗条件如附表一，然后这三块电路板和另外一块没有经过后处理溶液清洗的电路板（标记为D）都在恒温（45℃）恒湿（85%）条件下，放置三个月后取出观察，结果见附表二。
2、另取完成防焊工序待最后表面处理的电路板两块，尺寸5cm X 10cm，经过化学锡工艺流程（SkyPosit Sn950工艺，广州天承化学有限公司。生产线已老化的化学锡SkyPosit Sn950溶液，化学锡溶液中铜离子浓度7.8g/l），两块电路板（标记分别为E、F）化学锡表面都有轻微发黄，其中一块标记为E的电路板经过本发明的后处理溶液清洗（具体后处理清洗条件如附表一），锡表面均匀洁白，无发黄现象。
表一：后处理溶液配制及清洗处理条件
这二块电路板（E和F）都在恒温（45C）恒湿（85%）条件下，放置三个月后取出观察，结果见附表二。
表二发黄现象处理结果
*标记D和F的电路板没有经过化学锡后处理溶液清洗。
从上述测试结果清楚表明，在传统化学锡工艺后增加本发明的后处理溶液清洗工序，可以有效减轻、防止化学锡锡面发黄的问题。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种化学锡后处理溶液组合物，其特征在于：所述溶液组合物中，含有0.2～5g/l的有机酸和/或无机酸；0.05～0.5g/l的有机螯合剂；0.0005～0.5g/l的表面活性剂；所述有机酸包含柠檬酸、苹果酸、葡萄糖酸、羟基乙酸、对甲苯磺酸中任一种或二者以上的混合物；所述无机酸包含硫酸、磷酸或二者的混合物；所述有机螯合剂包含有机膦酸及其盐；所述表面活性剂包含PEG 400到PEG 1500中任一种或二者以上的混合物。
2.根据权利要求1所述的化学锡后处理溶液组合物，其特征在于：所述有机膦酸及其盐是乙二胺四亚甲基膦酸钠、羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸。
3.根据权利要求1所述的化学锡后处理溶液组合物，其特征在于：所述溶液组合物中，含有1.2g/l的羟基乙酸；0.1g/l的硫酸；0.5g/l的羟基亚乙基二膦酸；0.05g/l的PEG600。
4.根据权利要求1所述的化学锡后处理溶液组合物，其特征在于：所述溶液组合物中，含有1.0g/l的磷酸；2.0g/l的羟基亚乙基二膦酸；0.2g/l的PEG 1000。
5.根据权利要求1所述的化学锡后处理溶液组合物，其特征在于：所述溶液组合物中，含有0.3g/l的苹果酸；2.1g/l的对甲苯磺酸；0.8g/l的氨基三亚甲基膦酸；0.05g/l的PEG 400。
6.根据权利要求1所述的化学锡后处理溶液组合物，其特征在于：所述溶液组合物中，含有4g/l的柠檬酸；0.1g/l的乙二胺四亚甲基膦酸钠；0.01g/l的PEG 1500。
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