消除浸镀锡溶液中的h2s
阅读说明：本技术 消除浸镀锡溶液中的h2s (Eliminating H2S in immersion tin solution ) 是由 彻丽·S·桑托斯 泰勒·班克 约翰·斯旺森 徐凤婷 欧内斯特·隆 于 2018-05-24 设计创作，主要内容包括：在使用浸镀锡溶液时,污染物在溶液中堆积,这导致镀速和镀覆沉积物的质量降低。在使用时在镀液中堆积的一种主要污染物是硫化氢,H<Sub>2</Sub>S。如果气体被鼓泡通过或吹过溶液,则污染物(尤其是硫化氢)可有效地从溶液中除去,并且因此可恢复或保持高镀速和镀覆质量。就这一点而言,可使用任何气体,然而,优选的是使用将不会不利地与溶液相互作用的气体,而不是去除污染物。就该目的而言,氮气是特别优选的,因为其在去除包括硫化氢的污染物方面是有效的,但不引起锡离子从其二价状态到四价状态的氧化,这是不利的。(When using immersion tin plating solutions, contaminants build up in the solution, which results in a reduction in the plating rate and quality of the plated deposit. One of the main contaminants that accumulate in the bath during use is hydrogen sulfide, H 2 And S. Contaminants, particularly hydrogen sulfide, can be effectively removed from the solution if a gas is bubbled or blown through the solution, and thus high plating rates and plating quality can be recovered or maintained. In this regard, any gas may be used, however, it is preferred to use a gas that will not adversely interact with the solution, rather than remove contaminants. For this purpose, nitrogen is specificIt is particularly preferred as it is effective in removing contaminants including hydrogen sulfide, but does not cause oxidation of tin ions from their divalent to tetravalent states, which is disadvantageous.)
技术领域
本发明涉及一种用于浸(无电)镀锡和锡合金的方法，该锡和锡合金通常并且具体地作为制造印刷电路板、IC基板、半导体晶片等的最终涂饰剂。
背景技术
浸镀锡已被用作用于印刷线路板(PWB)的可供选择的最终涂饰剂中的一种，因为其提供均匀的金属涂层以获得改善的电路测试(ICT)探针寿命、压力配合式销的润滑性和优异的可焊接性。由于铜和锡之间的强亲和力，即使在室温下，也通过块状、晶界和表面扩散途径自发发生相互扩散，从而导致在Sn/Cu界面处以及基于锡的涂层的晶界中形成金属间化合物。
锡表面作为最终涂饰剂用于制造印刷电路板、IC基板、半导体晶片和相关装置，从而用作用于后续组装步骤的可焊接或可粘结表面。锡主要沉积到基板的铜特征结构，具体地接触点上。对于该应用所选的方法是通过无电镀程序沉积锡，其中浸镀作为最常用的方法。锡或锡合金在铜表面上的浸镀工艺根据以下反应操作：
Sn2+加2Cu→Sn加2Cu+
因此，二价锡离子被铜金属还原成锡金属，并且铜被氧化成离子形式。在大多数情况下，一价铜离子被溶液中的氧进一步氧化成二价铜离子。浸镀锡被不同地称为“无电镀锡”、“置换镀锡”或“转化镀锡”。从反应中可以看出，铜金属从镀覆基板的表面溶解，而锡金属对应地镀在表面上。
沉积到铜特征结构上的锡层用作可焊接且可粘结的表面，以用于回流和焊接工艺以及引线结合。用于所述应用的锡层通常具有≤1μm的厚度。然而，可期望具有≥1μm或甚至≥5μm的厚度的锡层。
发明内容
本发明的一个目的是公开一种浸镀锡方法，其能够在长期使用过程中保持高、有效的镀速。
本发明涉及一种用于在铜基板的表面上沉积基于锡的涂层的方法。该方法包括使铜基板的表面与浸镀锡组合物接触。组合物包含Sn2+离子源，其优选地足以提供介于约5g/L和约20g/L之间的Sn2+离子浓度；基于硫的络合剂的源，优选地硫脲，其足以提供介于约60g/L和约120g/L之间的基于硫的络合剂浓度；优选地，抗氧化剂的源，其足以提供介于约30g/L和约110g/L之间的抗氧化剂浓度；以及酸，其浓度足以将组合物的pH降低在约0和约5之间。
本发明还涉及一种制品，该制品包括具有表面的铜基板；以及基板的表面上的基于锡的涂层，其中基于锡的涂层具有介于0.5微米和1.5微米之间的厚度。
本文的发明人已经发现，在使用浸镀锡溶液时，污染物在溶液中堆积，这导致镀速和沉积物的质量降低。在使用时在镀液中堆积的一种主要污染物是硫化氢，H2S。本发明人已经发现，如果气体被鼓泡通过或吹过溶液，则污染物(尤其是硫化氢)可有效地从溶液中除去，并且因此可恢复或保持高镀速和镀覆质量。就这一点而言，可使用任何气体，然而，优选的是使用将不会不利地与溶液相互作用的气体，而不是去除污染物。就该目的而言，氮气是特别优选的，因为其在去除包括硫化氢的污染物方面是有效的，但不引起锡离子从其二价状态到四价状态的氧化，这是不利的。
其他目的和特征结构将在下文中部分地显而易见并且部分地指出。
具体实施方式
本发明涉及一种用于通过浸镀在金属基板上沉积基于锡的涂层的方法。在一些实施方案中，本发明涉及一种用于通过浸镀在金属基板上沉积锡合金(诸如锡-银合金)涂层的方法和组合物。在一些实施方案中，本发明涉及一种用于在印刷线路板中的铜基板上沉积锡或锡合金作为最终涂饰剂的方法，最终涂饰剂包含通过浸镀从组合物沉积的锡或锡合金。
本发明的方法能够在相当短的时间内在金属基板(例如，铜基板)上沉积基于浸锡的涂层。在一个实施方案中，该方法在约9分钟内沉积具有至少约1微米的厚度的基于锡的涂层。在一些实施方案中，该方法在约13分钟内沉积具有至少约1.2微米的厚度的基于锡的涂层。在其他实施方案中，该方法在约12分钟内沉积1微米的基于锡的涂层，并且在约16分钟内沉积1.2微米的基于锡的涂层。实现的镀速取决于所用的浸镀锡溶液的制剂，然而与在不利用本发明方法的情况下将保持的镀速相比，本发明的方法被设计成在更大程度上保持浴的初始镀速。因此，使用本发明的方法的镀速可超过约0.1微米/分钟、约0.13微米/分钟、或甚至约0.15微米/分钟。前述镀速是通过获得镀覆的厚度并将其除以镀覆该厚度所需的时间来确定的净镀速。使基板暴露于浸镀锡溶液的持续时间最小化是有利的，因为镀液可潜在地损害焊接掩模，尤其是在高工艺温度下。快速镀速与高效的经济型制造操作一致。在其中基于锡的涂层将沉积在具有与锡不同物理和化学特性的金属(例如，铜)上的实施方案中，除了镀速之外，还考虑基于浸镀锡的涂层的长期稳定性和可焊接性。本发明与实现所有前述考虑目标一致。
用于通过本发明的浸镀沉积基于锡的涂层的组合物一般包含Sn2+离子源、pH调节剂、络合剂、速率增强剂、抗氧化剂和润湿剂。其还可包含合金金属，诸如银离子。
Sn2+离子的源可以为包含阴离子的任何盐，该阴离子不与可处于溶液中的其他金属离子形成基本上不溶的盐。就这一点而言，Sn2+离子的源包括硫酸锡、甲磺酸锡和其他链烷磺酸锡、乙酸锡、以及可与银离子相容的其他锡盐。优选的源是硫酸锡和甲磺酸锡。由于Sn2+离子和Cu金属之间的置换反应由Sn2+(硫脲)络合物和Cu+(硫脲)络合物的电位控制，因此期望将Sn2+离子、Cu+离子和硫脲的浓度保持在某些优选的范围内。值得注意的是，铜离子通过使用置换反应进入镀液。
在EMF系列中，Cu比Sn更贵，因此在Sn离子和Cu金属之间不发生交换反应。硫脲有效地逆转Sn和Cu的电位以有利于交换反应。溶液中Sn和Cu的电位取决于镀覆组合物中硫脲、Sn离子和Cu离子的浓度(铜离子不存在于新鲜的浴中，但随着反应发生而逐渐堆积)。一般来讲，硫脲的浓度越高，Sn和Cu之间的电位差就越大，并且因此沉积速率越快。硫脲的浓度受其在水中的溶解度限制，在室温下为约120g/L。Sn2+离子浓度越低，可用于络合Cu离子的硫脲就越多，并且产生更高的驱动力以用于使交换反应发生。然而，已观察到，当Sn2+离子的浓度小于约6g/L(按SnSO4计为约10g/L)时，涂层的粘附性降低。因此，在一些实施方案中，Sn2+离子源以足以提供介于约5g/L和约20g/L之间，诸如介于约6g/L和约12g/L之间，或介于约6g/L和约10g/L之间的Sn2+离子浓度添加。
用于沉积本发明的基于锡的涂层的组合物还包含锡离子和铜离子的基于硫的络合剂。优选地，基于硫的络合剂是如上所述能够逆转铜和锡的相对EMF电位的络合剂。可用的基于硫的络合剂包括硫脲、N-烯丙基硫脲和N-烯丙基-N'-β-羟乙基-硫脲(“HEAT”)等。基于硫的络合剂可以介于约60g/L和120g/L之间的浓度添加，该浓度接近优选的硫脲络合剂的溶解度极限。优选地，基于硫的络合剂以至少约90g/L的浓度存在，具体地在沉积过程开始时，因为迄今为止的经验结果指示，当基于硫的络合剂浓度为至少约90g/L时，可在70℃下在约九分钟内沉积约1微米或更大的期望涂层厚度。由于浸没反应机制逐渐增加溶液中的铜离子浓度，因此优选的是随沉积继续，逐渐增加络合剂的浓度。迄今为止的经验结果指示，基于硫的络合剂应当以每1g本发明的浸锡组合物中堆积的铜离子/L，介于约3g/L和约9g/L之间的络合剂，优选地以每1g本发明的浸锡组合物中堆积的铜离子/L，介于约5g/L和约7g/L之间的络合剂，诸如每1g本发明的浸锡组合物中堆积的铜离子/L，约6g/L络合剂的速率添加到浸镀组合物中。此外，基于硫的络合剂对增加相对沉积速率的影响还部分地取决于锡离子的浓度。当锡离子浓度相对低，诸如介于约5g/L和约10g/L锡离子之间时，高的基于硫的络合剂浓度是最有效的。然而，锡离子浓度不应太低，以不利地影响基于锡的合金对基板的粘附性。
可添加合金离子，诸如Ag+离子。Ag+离子源可以为硫酸盐、乙酸盐、甲烷磺酸盐和其他链烷磺酸盐、以及基本上可溶于水中的其他银盐。优选的源是硫酸银。通常，Ag+离子源的浓度足以提供介于约10ppm和约24ppm之间的银离子，优选地介于约12ppm和约24ppm之间的银离子，更优选地介于约12ppm和约20ppm之间的银离子，或者在一些实施方案中介于约10ppm和约16ppm之间的银离子。
本发明的浸镀浴优选地具有酸性pH。因此，浴pH优选地介于约0和约5之间，优选地介于约0.2和约1之间。优选的酸性pH可使用硫酸、甲磺酸和其他链烷磺酸、乙酸、以及不与金属离子形成不溶性盐的其他酸、以及此类酸的组合来实现。在一个优选的实施方案中，酸为硫酸。在一个优选的实施方案中，硫酸(98％或更大的浓溶液)的浓度介于约20mL/L至约100mL/L之间，优选地介于约30mL/L和约50mL/L之间。硫酸的浓度优选地保持在这些范围内，因为已观察到当组合物包含小于约30mL/L H2SO4时涂层厚度减小。当组合物包含介于约30mL/L和约50mL/L之间的H2SO4时，可实现稳定的涂层厚度。较高的酸浓度是不可取的，因为这可损坏焊接掩模。
可添加次磷酸盐的源作为速率增强剂。次磷酸盐的源如速率增强剂那样起作用，在一定程度上其如用于沉积基于锡的涂层的催化剂那样起作用，并且在沉积过程中不被消耗。这与还原剂形成对比，该还原剂在其将金属离子还原成金属时通常被氧化反应消耗。在本文中，由于次磷酸盐为速率增强剂，因此其在沉积期间不被消耗，即氧化。次磷酸盐的源包括次磷酸钠、次磷酸钾、次磷酸铵和次膦酸。与如果有的话略影响溶液pH的次磷酸盐的源相比，可改变溶液pH的源(诸如次磷酸铵和次膦酸)是较不优选的。次磷酸盐的源可以至少约0.45M，诸如介于约0.45M和约1.4M之间的浓度添加，这提供至少约30g/L的次磷酸根离子，诸如介于约30g/L和约100g/L之间的次磷酸根离子。次磷酸钠是最优选的速率增强剂。为了用作速率增强剂，次磷酸钠浓度相对高，诸如至少约40g/L，诸如介于约40g/L和约120g/L之间。迄今为止的经验结果指示，介于约70g/L和约100g/L之间的次磷酸钠浓度对于在沉积约9分钟之后实现快速锡沉积和至少约1微米的厚锡沉积是特别优选的。
可添加抗氧化剂以便抑制Sn2+离子向Sn4+离子的氧化。合适抗氧化剂的示例包括乙醇酸(羟基乙酸)、葡糖酸、对苯二酚、儿茶酚、间苯二酚、间苯三酚、甲苯酚磺酸及其盐、苯酚磺酸及其盐、儿茶酚磺酸及其盐、对苯二酚磺酸及其盐、肼等。此类抗氧化剂可单独使用或作为两种或更多种的混合物使用。抗氧化剂的浓度可介于约30g/L和约110g/L之间，诸如介于约40g/L和约80g/L之间。优选的抗氧化剂为乙醇酸，其作为70重量％溶液商购获得。为实现足够的结果，乙醇酸溶液(70重量％)可以介于50mL/L和150mL/L之间的浓度添加到浸锡组合物中，其中优选的浓度为70mL/L至约100mL/L。在这些体积浓度下以乙醇酸溶液(70重量％)形式添加乙醇酸提供介于约35g/L和约105g/L之间的乙醇酸，优选地介于约49g/L和约70g/L之间的乙醇酸。
可采用润湿剂以增强横跨基板的基于锡的合金的厚度均匀性。吡咯烷酮的源是优选的润湿剂。就这一点而言，聚乙烯吡咯烷酮是尤其优选的润湿剂的源。优选的聚乙烯吡咯烷酮的源包括得自BASF的
其他可用的润湿剂包括EO/PO共聚物，诸如购自BASF的
补充络合剂可被添加到沉积组合物中。补充络合剂可选自具有2至10个碳原子的氨基酸；多元羧酸，诸如草酸、柠檬酸、酒石酸、葡糖酸、苹果酸、乳酸、己二酸、琥珀酸、丙二酸和马来酸；氨基乙酸，诸如次氮基三乙酸；亚烷基多胺聚乙酸，诸如乙二胺四乙酸(“EDTA”)、二亚乙基三胺五乙酸(“DTPA”)、N-(2-羟乙基)乙二胺三乙酸、1,3-二氨基-2-丙醇-N,N,N′,N′-四乙酸、双-(羟基苯基)-乙二胺二乙酸、二氨基环己烷四乙酸或乙二醇-双-((β-氨基乙基醚)-N,N'-四乙酸)；多胺，诸如或N,N,N′,N′-四-(2-羟丙基)乙二胺、乙二胺、2,2′,2″-三氨基三乙胺、三亚乙基四胺、二亚乙基三胺和四(氨基乙基)乙二胺；以及N,N-二-(2-羟乙基)甘氨酸。补充络合剂可以至少约1g/L，诸如介于约1g/L和约20g/L之间的浓度添加。
用于通过浸镀在其上沉积基于锡的涂层的基板通常为金属基板，诸如铜。在一个优选的实施方案中，基板包括印刷线路板上的铜，并且基于锡的涂层为用于PWB的最终涂饰剂。其他基板包括通常也涂覆有铜的电子器件中的引线框和连接器。本发明的方法还适用于将基于锡的涂层沉积到凸点下金属化层中的冲模垫上。
在处理之前使用常规方法清洁并蚀刻金属基板。对基板进行微蚀刻以蚀刻表面并获得期望的表面纹理。如本领域已知的微蚀刻组合物除了酸之外，还可含有氧化剂，诸如过氧化氢或过硫酸盐。如已知的，氧化剂和酸的比率决定表面纹理。迄今为止的经验结果指示，较粗糙的表面对于增强基于锡的合金的厚度是理想的。在基板与微蚀刻组合物接触之后(通过浸没、泻落、喷涂或实现充分蚀刻的任何其他技术)，使基板与预浸组合物接触。用于通过拖入来清洁表面并防止对镀锡溶液的污染的预浸组合物可包含介于约1重量％和约7重量％之间，诸如介于约1重量％和约5重量％之间，或甚至介于约1重量％和约3重量％之间的浓度的硫酸以用于蚀刻。迄今为止的经验证据表明，预浸组合物的温度应当介于约20℃和约50℃之间，以实现基板上的锡合金层厚度和均匀度的最佳平衡。在高于约50℃的温度下，已观察到较厚的沉积物，但这些沉积物比在优选范围内的温度下沉积的锡层更不均匀。
在基板与预浸组合物接触之后(通过浸没、泻落、喷涂)，使基板与本发明的锡沉积组合物接触。由于浸镀是一种自限制性技术，并且因为长期暴露于沉积组合物可不利地影响焊接掩模，因此优选的是在基板对镀覆组合物的相对短暴露持续时间内，将锡合金沉积到至少约1微米，或甚至至少约1.2微米的厚度。就这一点而言，迄今为止的经验结果示出，根据本发明的方法中的约9分钟的镀覆时间实现期望的锡合金厚度。由于期望的厚度通常为1微米，因此本发明的方法实现至少约0.11微米/分钟，诸如至少约0.13微米/分钟，或甚至至少约0.15微米/分钟的镀速。前述镀速是通过获得镀覆的厚度并将其除以镀覆该厚度所需的时间来确定的净镀速。
本文的发明人已发现，在使用时，污染物堆积在镀液中。这些污染物趋于导致溶液的镀速降低。污染物还导致镀覆沉积物的质量下降。一种特别令人关注的污染物是硫化氢(H2S)，其作为硫脲或溶液中的其他硫化合物的分解产物产生。本发明人已发现，使气体鼓泡通过或吹过溶液可除去这些污染物，尤其是硫化氢，并且恢复或保持镀速或镀覆质量。
可使用各种类型的气体来完成这种污染物除去。然而，优选的是使用将不会不利地与镀液的其他组分反应的气体。具体地，有利的是使用将不引发溶液中二价锡氧化成四价锡的气体。因此，虽然空气可用于除去污染物，但空气中的氧气可引发二价锡氧化成四价锡。这种氧化反应是不利的，由于四价锡趋于不溶于镀液中，并且因此不溶性锡不可用于镀覆并且妨碍良好的镀覆结果。因此，优选的是使用非反应性气体，诸如氮气、二氧化碳或氩气。从性能和成本角度而言，氮气是特别优选的。优选的是，如果使用氮气，则所用的氮气的纯度为至少90重量％纯，优选地至少95重量％纯，并且最优选地至少99重量％纯。
如所述的，镀锡溶液可用于简单的浸没槽中或自动输送线中。输送线可通过喷雾或通过溢流施用来施用镀锡溶液。如果镀锡溶液用于浸没槽中，则气体仅被鼓泡通过镀液。优选地将气体分散曝气器置于浸没槽的底板上，使得曝气器将气体均匀地分散在整个槽中。最优选地，曝气器包括在溶液中产生极细气泡的细孔材料，然而，如果镀锡溶液含有表面活性剂，则使用极细的气泡可导致发泡问题。因此，必须考虑以下两个事实：(i)较细的气泡意指与溶液的更多表面接触，并且因此意指污染物的更好去除以及更好的界面交换，以及(ii)太细的气泡可导致发泡问题。气泡尺寸可在1/16英寸或更大(利用钻孔曝气器)至100微米或更小(利用多孔曝气器)的范围内。优选地，如果前述不导致镀锡溶液中的发泡问题，则气泡位于介于约500微米和100微米之间的前述范围的小端。如果使用传送装置系统施用镀液，则可通过以下方式施用气体：(i)将曝气器置于设有传送装置的施用设备的贮槽中，和/或(ii)用气体溢流施用室。在曝气器的情况下，优选的是曝气器被设计成在整个溶液的体积中均匀分布气体。在气体在整个施用室中溢流的情况下，该方法在喷雾应用的情况下最有效，因为喷雾确保气体和液体之间的高表面积接触。在传送装置系统中，使用贮槽曝气器是优选的，因为其使镀液和气体之间的接触最大化，具体地因为在离开贮槽时，气体将自然地进入施用室，从而提供这两种接触模式。如果产生太多泡沫，则可任选地将消泡剂添加到镀锡溶液中。
本发明人已发现，与镀液接触的气体的连续施用是最有利的。因此，优选的是，在将浴用于镀覆时，使镀液与气体连续接触。然而，在镀液的整个寿命中，通过与气体间歇接触可重复分批处理镀液。因此，可用溶液镀覆一天或几天，并且然后通过与气体接触来去除堆积在溶液中的污染物。这种类型的分批操作具有使用较少气体的优点，但具有采用非稳态加工的缺点。
如本文所用，使镀液与气体强制接触意指(i)使气泡喷射通过镀液，(ii)使气体强制移动通过溶液，和/或(iii)使溶液强制移动通过气体。
如所述的，本发明人已发现，在使用溶液时，使用该镀覆方法可随时间的推移保持镀液的镀速和镀覆质量。通常，在不使用本文受权利要求书保护的本发明的情况下在200个至500个操作小时之后，浸镀锡溶液将观察到镀速的显著降低和/或镀覆质量问题。所谓操作小时，意指将镀锡溶液保留在其升高的操作温度下并准备好进行镀覆的时间。本发明人已发现，使用本文受权利要求书保护的本发明可将镀锡溶液的使用寿命延长至超过500个操作小时，优选地超过1000个操作小时，并且最优选地超过2000个操作小时。具体地，用本文受权利要求书保护的本发明方法处理的镀锡溶液可在500个操作小时之后，优选地在1000个操作小时之后，并且最优选地在2000个操作小时之后，将镀速保持在镀锡溶液的初始镀速的20％内，优选地10％内，并且最优选地5％内。本发明人还发现，使用本文受权利要求书保护的本发明方法将类似地将镀覆沉积物的质量保持至少500个操作小时，优选地1000个操作小时，并且最优选地2000个操作小时。优选地，在使用受权利要求书保护的本发明的情况下，在600个操作小时之后，浴的镀速将保持在初始镀速(即第一次使用时浴的镀速)的5％内。
在其中将基于浸镀锡的涂层作为基于金属的基板(例如，铜基板)上的涂层沉积的实施方案中，根据本发明的方法沉积的基于锡的涂层在多次热循环之后保持不含锡晶须，在该热循环中基于锡的涂层暴露于极端温度。基于锡的涂层可具有介于约0.5微米和约1.5微米之间，诸如介于约0.7微米和约1.2微米之间，或甚至介于约0.7微米和约1.0微米之间的厚度。在本发明的金属基板上作为在这些厚度范围内的涂层沉积的基于锡的涂层在至少约1000次热循环之后保持不含锡晶须，在该热循环中基于锡的合金暴露于-55℃至少10分钟，之后暴露于85℃至少10分钟。在一些实施方案中，作为在这些厚度范围内的涂层沉积的本发明的基于锡的涂层在至少约2000次热循环之后保持不含锡晶须，在该热循环中基于锡的合金暴露于-55℃至少10分钟，之后暴露于85℃至少10分钟。在一些实施方案中，作为在这些厚度范围内的涂层沉积的本发明的基于锡的涂层在至少约3000次热循环之后保持不含锡晶须，在该热循环中基于锡的合金暴露于-55℃至少10分钟，之后暴露于85℃至少10分钟。
此外，在一些实施方案中，本发明的方法在例如铜基板上沉积基于锡的涂层，该铜基板通过多次无铅回流循环(诸如至少约3次无铅回流循环)保持可焊接性。
可焊接性的下降和锡晶须的形成归因于在Sn/Cu界面中形成金属间化合物(IMC)。由于Sn和Cu原子之间的自发相互扩散，因此IMC的形成是不可避免的。IMC形成是温度依赖性的，其中IMC形成的速率随温度升高而增加。本发明的基于锡的涂层可维持典型回流工艺的高温并抵抗IMC形成和形成晶须。此外，涂层保持可焊接，从而表明在多次回流之后表面上存在游离锡。
在一些实施方案中，通过沉积基于锡的涂层保持本发明的基于锡的涂层的可焊接性，其中在至少三次无铅回流循环(其近似于典型的PWB组装步骤的温度)之后，不含此类Sn-Cu金属间化合物的表面区域从基于锡的涂层的表面朝向基板延伸至少约0.1微米。在一些实施方案中，通过沉积基于锡的涂层来保持可焊接性，该基于锡的涂层在多次无铅回流循环(例如，至少三次无铅回流循环)期间抵抗铜到基于锡的涂层中的迁移。优选地，在至少三次无铅回流循环(其近似于典型的PWB组装步骤的温度)之后，不含铜的表面区域从基于锡的涂层的表面朝向基板延伸至少约0.1微米。典型的无铅回流循环包括使制品经受至少217℃，诸如介于约250℃和约260℃之间的温度，之后冷却至约室温，例如介于20℃和约28℃之间。通常，在至少五次此类无铅回流循环之后，在至少七次此类无铅回流循环之后，在至少九次此类无铅回流循环之后，在十一次此类无铅回流循环之后，或甚至在十五次此类无铅回流循环之后，不含Sn-Cu金属间化合物的表面区域延伸至少约0.1微米。在一些实施方案中，通过至少五次此类无铅回流循环，在至少七次此类无铅回流循环之后，在至少九次此类无铅回流循环之后，在十一次此类无铅回流循环之后，或甚至在十五次此类无铅回流循环之后，基于锡的涂层抵抗铜到基于锡的涂层中的迁移，并且因此不含铜。
优选地，在至少三次无铅回流循环之后(其中每次循环包括使制品经受至少217℃，诸如介于约250℃和约260℃之间的温度，之后冷却至约室温，例如介于约20℃和约28℃之间)，在至少五次此类无铅回流循环之后，在至少七次此类无铅回流循环之后，在至少九次此类无铅回流循环之后，在十一次此类无铅回流循环之后，或甚至在十五次此类无铅回流循环之后，不含Cu和/或Sn-Cu金属间化合物的本发明的基于锡的涂层的表面区域从基于锡的涂层的表面朝向基板延伸至少约0.25微米的厚度。
甚至更优选地，在至少三次无铅回流循环之后(其中每次循环包括使制品经受至少217℃，诸如约260℃的温度，之后冷却至约室温)，在至少五次此类无铅回流循环之后，在至少七次此类无铅回流循环之后，在至少九次此类无铅回流循环之后，在十一次此类无铅回流循环之后，或甚至在十五次此类无铅回流循环之后，不含Cu和/或Sn-Cu金属间化合物的本发明的基于锡的涂层的表面区域从基于锡的涂层的表面朝向基板延伸至少约0.35微米的厚度。
最后，本发明的方法还在铜基板上沉积基于锡的涂层，其特征在于如通过剥离测试测量的对基板的良好粘附性，该剥离测试为工业上用于通过透明胶带拉脱来评价涂层粘附性的常见“定性”测试，其中根据由透明胶带剥离了多少涂层来给予0至5的等级。
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