发明内容

为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种稳定锡类化学镀液，所述镀液的制备原料包括亚锡盐、有机酸、硫脲类促进剂和还原剂。

作为本发明一种优选的技术方案，1L镀液中，亚锡盐的质量为20～30g。

作为本发明一种优选的技术方案，所述亚锡盐选自硫酸亚锡、氟硼酸亚锡、卤化亚锡、甲基磺酸亚锡中的一种或多种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述有机酸和亚锡盐的重量比为(2.5～3)：1。

作为本发明一种优选的技术方案，所述有机酸包括C1～C5有机酸，所述C1～C5有机酸选自甲基磺酸、柠檬酸、酒石酸中的一种或多种。优选为甲基磺酸和柠檬酸，重量比为1：(6～8)。

作为本发明一种优选的技术方案，所述有机酸还包括C10～C20不饱和酸，所述C10～C20不饱和酸和C1～C5有机酸的重量比为1：(3～5)。

作为本发明一种优选的技术方案，所述C10～C20不饱和酸选自油酸、9-十八烯酸、2-十六烯酸、2-十四碳烯酸、9-十六烯酸中的一种或多种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述还原剂选自水合肼、抗坏血酸、次磷酸钠、次磷酸铵中的一种或多种。优选为抗坏血酸和次磷酸钠，重量比为1：(4～6)。

作为本发明一种优选的技术方案，所述还原剂和亚锡盐的重量比为(1.5～2)：1。

作为本发明一种优选的技术方案，所述硫脲类促进剂选自氨基硫脲、苯基硫脲、乙烯基硫脲中的一种或多种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述硫脲类促进剂和亚锡盐的重量比为(2.5～3)：1。

在对PCB板镀锡过程中，因为锡具有高的电位，难以和铜发生置换，且当使用还原剂还原时，难以实现连续还原得到锡层，此外，因为亚锡易被氧化，使得电镀过程中可能出现发黑的问题，影响镀层的光亮平整性，发明人发现，通过在硫脲促进剂，以及小分子有机酸环境中，可促进铜电位的降低，从而促进亚锡的起镀，并通过使用合适的还原剂进行连续还原沉积，进行镀锡。

且发明人发现，为了避免镀锡过程中氧化发黑，需使用较高用量的小分子有机酸，提供较稳定的螯合位点，但小分子有机酸较高的用量也使得亚锡螯合配位稳定性增加，影响了和铜的进一步置换，影响锡层的增厚，而发明人发现，通过添加柠檬酸作为主要成分的小分子有机酸，并添加不饱和的中链有机酸，可在柠檬酸等稳定亚锡的同时，中链有机酸参与进来，利用不饱和中长链来调控柠檬酸和甲基磺酸等和亚锡螯合的数目，使得柠檬酸等倾向于和亚锡形成一配位、二配位的结构，减少更多配位结构的实现，促进连续镀锡，得到合适厚度的较光亮镀层。

作为本发明一种优选的技术方案，所述镀液的制备原料还包括分散剂，所述分散剂和脂肪族醇胺的重量比为(0.2～0.6)：1。

作为本发明一种优选的技术方案，所述分散剂选自聚醚、磺酸盐、聚乙烯酰胺中的一种或多种。优选为聚醚和磺酸盐，重量比为1：(2～3)。

作为聚醚的实例，可列举的有，聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。所述聚醚的重均分子量为2000～4000，HLB值为12～18。可列举的有，海石花的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物，如L45(重均分子量为2400，HLB值为15)、L65(重均分子量为3500，HLB值为15)、L64(重均分子量为2900，HLB值为13)。

作为本发明一种优选的技术方案，所述磺酸盐选自2-磺基琥珀酸4-十八烯醇酯二钠、二(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钙、二(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸镁、2-磺基琥珀酸4-异癸酯二钠中的一种或多种，优选为二(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钙、二(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸镁。

此外，发明人发现，在PCB板浸锡过程中，容易出现铜面开窗部位的蚀刻等问题，故需要在PCB板上加上油墨，减少对开窗部分的影响，但这也造成了镀液，尤其是酸性镀液对油墨的攻击，而发明人通过添加聚醚和磺酸盐，可有效减少对油墨攻击的同时，进一步提高油墨的稳定性。

这可能是因为在镀锡过程中，通过使用合适分子量和HLB值的聚醚，在提高聚醚在镀液水中的溶解和PCB油墨部分和铜面铺展性的同时，利用磺酸盐，尤其是含有镁、钙等二价离子的磺酸盐和有机酸等的作用，可减少镀液对油墨层的攻击的同时，促进镀液的稳定，且发明人发现，通过添加二支链的磺酸盐，和含有多氧和多支链的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物时，可进一步减少镀液对油墨层的攻击，提高镀液的放置稳定性。

作为本发明一种优选的技术方案，所述镀液的制备原料还包括脂肪族醇胺，所述硫脲促进剂和脂肪族醇胺的重量比为1：(0.1～0.2)。

作为本发明一种优选的技术方案，所述脂肪族醇胺选自脂肪族单醇胺和/或脂肪族二醇胺。

作为本发明一种优选的技术方案，所述脂肪族单醇胺选自月桂酸单乙醇酰胺、硬脂酸单乙醇酰胺、豆蔻酸单乙醇酰胺、油酸单乙醇酰胺中的一种或多种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述脂肪族二醇胺选自月桂酸二乙醇酰胺、硬脂酸二乙醇酰胺、豆蔻酸二乙醇酰胺、油酸二乙醇酰胺中的一种或多种。

发明人发现，当添加聚醚长链作用时，会影响锡层沉积的致密性和附着性，影响镀锡层和PCB板的附着力，而发明人发现，通过添加合适的脂肪族醇胺，尤其是脂肪族单醇胺，可提高镀层的附着力的同时，进一步得到全光亮的镀层。

这可能是因为通过添加脂肪族单醇胺，因为脂肪链和聚醚长链的相互作用和竞争吸附，以及单醇胺的NHROH键的结构，可以和铜等发生螯合进一步降低电位，促进置换的作用，使得在镀锡初期形成聚醚、脂肪单醇胺交叉吸附，从而促进初期锡沉积的晶格形成以及晶格密度，从而当继续反应过程中，利用硫脲促进剂的降低电位和磺酸盐中钙、镁等和亚锡的竞争作用，提高亚锡反应活性和浓度，从而形成附着性和致密性更好的涂层，促进镀层附着力和光亮性的提高。

作为本发明一种优选的技术方案，所述镀液的制备原料还包括金属氧化物，所述金属氧化物和亚锡盐的重量比为(0.1～0.2)：1。

作为本发明一种优选的技术方案，所述金属氧化物选自Na₂WO₄、CuSb₂O₆、Na₂SnO₃中的一种或多种。

发明人发现，通过使用较高用量的有机酸稳定亚锡的同时，使用硫脲和醇胺促进亚锡和铜的置换，并通过合适的还原剂进行连续沉积，可得到合适厚度的镀锡层，并避免镀层发黑等问题，且本发明通过使用一定用量的聚醚和磺酸盐作为分散机，并添加金属粉末共同作用，可调整镀锡过程中晶体的形成和生长，得到光滑全光亮的镀层，提高镀层的结合力。

本发明第二个方面提供了一种所述的稳定锡类化学镀液的应用，用于电子元件和半导体的镀锡。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)本发明提供一种化学镀液，通过使用合适的硫脲促进剂和还原剂，在酸性条件下可实现连续镀锡，在较高厚度的锡层上实现较高光滑和光亮性。

(2)通过添加合适的分散剂，和有机酸等作用，可提高镀液稳定性的同时，减少对油墨的攻击性。

(3)通过添加合适的酰胺，和分散剂等作用，在避免对油墨攻击的同时，有利于结合能力和光亮性的提高。

(4)通过本发明提供的镀液各组分共同作用，可实现较快镀速下的到致密的镀层，提高后续PCB板等电子元件的可焊性。