一种用于5g信号板化学沉锡的药水
阅读说明：本技术 一种用于5g信号板化学沉锡的药水 (Liquid medicine for chemical tin precipitation of 5G signal plate ) 是由 杜腾辉 谭文灵 陈太平 于 2021-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于5G信号板化学沉锡的药水,属于化学沉锡技术领域,所述药水组合物包括沉锡用A剂和预处理剂B剂。本发明中,氯化铈和纳米铋微粒能够粘附在亚锡离子表面空位、位错露头和晶界,能使晶粒表面能降低,从而提高锡离子置换反应,保证镀层的成型速率增加,氯化铈和纳米铋能够降低溶剂电阻率,在通过置换反应同步吸附在铜基表面后,能够提高导电性能,同时在沉锡处理前PCB板预浸入B剂内预处理,使得非离子表面活性剂后能够将APG、槲皮素和硫脲均匀分散吸附在铜基表面,使得铜基表面具有良好的润湿性,在置换反应时,锡离子扩散系数减少,沉积过程受到抑制,结晶细致和均匀,提高导电强度和耐用寿命。(The invention discloses a liquid medicine for chemical tin precipitation of a 5G signal plate, belonging to the technical field of chemical tin precipitation. In the invention, cerium chloride and nano bismuth particles can be adhered to a stannous ion surface vacancy, a dislocation outcrop and a crystal boundary, and the surface energy of a crystal grain can be reduced, so that a stannum ion replacement reaction is improved, the forming rate of a coating is increased, the solvent resistivity can be reduced by cerium chloride and nano bismuth, the conductivity can be improved after the cerium chloride and the nano bismuth are synchronously adsorbed on a copper-based surface through the replacement reaction, and meanwhile, a PCB (printed circuit board) is pre-soaked in a B agent for pretreatment before the stannum deposition treatment, so that APG, quercetin and thiourea can be uniformly dispersed and adsorbed on the copper-based surface after a non-ionic surfactant, the copper-based surface has good wettability, the diffusion coefficient of stannum ions is reduced during the replacement reaction, the deposition process is inhibited, the crystallization is fine and uniform, the conductivity is improved, and the service life is prolonged.)
技术领域
本发明属于化学沉锡技术领域，尤其涉及一种用于5G信号板化学沉锡的药水。
背景技术
PCB沉锡工艺是为有利于SMT与芯片封装而特别设计的在铜面上以化学方式沉积锡金属镀层，是取代Pb-Sn合金镀层制成的一种绿色环保新工艺，已广泛应用于电子产品，五金件，装饰品等，5G信号板因为能够通过化学沉锡实现较为精密的电路板镀锡处理，正被广泛利用；
5G信号是指利用第五代移动通信技术传输的信号，是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，由于5G信号传输需要大功率、低时延和大连接的特点，对5G信号板物理性能较高，传统信号板镀锡层缺乏对其一定的匹配能力。
近年来，镀锡层作为可焊性镀层已广泛应用于以铜和铜合金为基体的电子元器件和半导体封装等行业，中国专利文献公开号CN110106535B公开了一种中性镀锡添加剂，其特征在于，按重量百分数计，其制备原料包含：络合剂20％～30％、润湿剂1％～3％、表面活性剂1％～5％、pH调节剂10％～20％，余量为水。该方案避免了现有技术中的酸性添加剂带来的危险性和污染性，可以在不同温度下保持性能稳定，其中，中国专利文献公开号CN104746057B公开了一种化学镀锡液及其制备方法，所述化学镀锡液中含有锡盐、络合剂、还原剂和促进剂，其中，所述还原剂为氯化钛，所述促进剂中含有磺酸类促进剂；所述磺酸类促进剂选自A、B、C中的至少一种，其中A为十二烷基硒代磺酸盐，B为十二烷基磺酸盐与硒代磺酸盐的混合物，C为十二烷基磺酸盐与硒代硫酸盐的混合物。该方案提供的化学镀锡液，通过在氯化钛系还原剂化学镀锡液中新增磺酸类促进剂，能有效改善镀液的活性和稳定性，但在实际使用时，上述镀锡药剂均缺乏对镀膜中团聚现象的抑制作用，导致沉积锡层厚度不能满足信号板工艺需要。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决镀锡药剂均缺乏对镀膜中团聚现象的抑制作用，导致沉积锡层厚度不能满足信号板工艺需要的问题，而提出的一种用于5G信号板化学沉锡的药水。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于5G信号板化学沉锡的药水，所述药水组合物包括沉锡用A剂和预处理剂B剂，所述A剂包括以下组分按质量百分比计：亚锡类化合物5-12％、还原剂18-26％、络合剂18-26％、添加助剂1-5％、还原剂8-10％和余量的纯水，所述B剂包括以下组分按重量份计：渗透剂2-6％、改性剂1-5％和余量的纯水。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述亚锡类化合物为硫酸亚锡、氯化亚锡和磺酸锡中的一种或组合。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述还原剂为次磷酸钠，所述络合剂为柠檬酸类试剂。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述添加助剂为改性氯化铈溶液，且氯化铈溶液通过浸渍法改性负载有纳米铋。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述改性剂包括槲皮素和硫脲，且重量比为2:3。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述渗透剂包括非离子表面活性剂APG，且非离子表面活性剂质量百分比为1％。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述药水组合物还包括PH调节剂氨水，且调节后药水组合物PH值为8-10。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，通过在添加助剂汇总加入氯化铈微粒溶液以及负载纳米铋，氯化铈和纳米铋微粒能够粘附在亚锡离子表面空位、位错露头和晶界，能使晶粒表面能降低，从而提高锡离子置换反应，保证镀层的成型速率增加，氯化铈和纳米铋能够降低溶剂电阻率，在通过置换反应同步吸附在铜基表面后，能够提高导电性能，因此提高沉锡药水的沉积速率，同时在沉锡处理前PCB板预浸入B剂内预处理，使得非离子表面活性剂后能够将APG、槲皮素和硫脲均匀分散吸附在铜基表面，使得铜基表面具有良好的润湿性，在置换反应时，锡离子扩散系数减少，沉积过程受到抑制，结晶细致和均匀，提高导电强度和耐用寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供一种技术方案：一种用于5G信号板化学沉锡的药水，所述药水组合物包括沉锡用A剂和预处理剂B剂，所述A剂包括以下组分按质量百分比计：亚锡类化合物5％、还原剂18％、络合剂18％、添加助剂1％、还原剂8％和余量的纯水，所述B剂包括以下组分按重量份计：渗透剂2％、改性剂1％和余量的纯水，所述亚锡类化合物为硫酸亚锡，所述还原剂为次磷酸钠，所述络合剂为柠檬酸类试剂，所述添加助剂为改性氯化铈溶液，且氯化铈溶液通过浸渍法改性负载有纳米铋，所述改性剂包括槲皮素和硫脲，且重量比为2:3，所述渗透剂包括非离子表面活性剂APG，且非离子表面活性剂质量百分比为1％，所述药水组合物还包括PH调节剂氨水，且调节后药水组合物PH值为8；
其中，沉锡方法具体包括与PCB板进行预处理后，在PCB板表面沉锡位置涂覆B剂预处理剂，并将其进入混合后的A剂内，柠檬酸和硫脲与镀层基面CU2形成稳定络合物使铜的电位负移，达到沉锡的目的，等待A剂中亚锡离子通过置换反应置换在PCB板铜基表面，同时将改性的添加助剂、渗透剂和改性剂通过络合作用负载至镀锡层表面实现镀层致密改性处理，非离子表面活性剂能够有效改变镀基表面湿润性，并且能够在沉镀前去除铜基表面氧化物，提高锡离子沉镀后的相对结合强度，减少加工过程中铜面开窗边缘侧蚀过大导致基面发白以及开窗尖角位置掉阻焊膜现象，提高沉镀工艺精度。
实施例2：
本发明提供一种技术方案：一种用于5G信号板化学沉锡的药水，所述药水组合物包括沉锡用A剂和预处理剂B剂，所述A剂包括以下组分按质量百分比计：亚锡类化合物8％、还原剂23％、络合剂22％、添加助剂3％、还原剂9％和余量的纯水，所述B剂包括以下组分按重量份计：渗透剂4％、改性剂3％和余量的纯水，所述亚锡类化合物为氯化亚锡，所述还原剂为次磷酸钠，所述络合剂为柠檬酸类试剂，所述添加助剂为改性氯化铈溶液，且氯化铈溶液通过浸渍法改性负载有纳米铋，所述改性剂包括槲皮素和硫脲，且重量比为2:3，所述渗透剂包括非离子表面活性剂APG，且非离子表面活性剂质量百分比为1％，所述药水组合物还包括PH调节剂氨水，且调节后药水组合物PH值为8。
实施例3：
本发明提供一种技术方案：一种用于5G信号板化学沉锡的药水，所述药水组合物包括沉锡用A剂和预处理剂B剂，所述A剂包括以下组分按质量百分比计：亚锡类化合物12％、还原剂26％、络合剂26％、添加助剂5％、还原剂10％和余量的纯水，所述B剂包括以下组分按重量份计：渗透剂6％、改性剂5％和余量的纯水，所述亚锡类化合物为磺酸锡，所述还原剂为次磷酸钠，所述络合剂为柠檬酸类试剂，所述添加助剂为改性氯化铈溶液，且氯化铈溶液通过浸渍法改性负载有纳米铋，所述改性剂包括槲皮素和硫脲，且重量比为2:3，所述渗透剂包括非离子表面活性剂APG，且非离子表面活性剂质量百分比为1％，所述药水组合物还包括PH调节剂氨水，且调节后药水组合物PH值为10。
试验例：
将上述实施例中制备的样品每组取样五片作为样片，并购置传统工艺PCB板沉锡后样片做对比例，用X射线衍射仪分析化学镀锡层的物相，测量判断沉锡厚度，将样品在质量分数为3.5％的氯化钠溶液中的极化曲线测试判断耐腐蚀性，并在测试表面电阻率，得到下表：
由上表可知，腐蚀电位随锡层厚度增大而降低，说明厚度越高耐腐蚀性越强，缺在锡层厚度为1.32um时表面均匀度、致密度和电阻率均有良好表现，为本发明的优选实施例，并且经过物相判断发现，亚锡类化合物在添加量为5％时锡晶粒最为细小，排列比较疏松，8％时镀层中锡晶粒大小适中，排列最为紧密；％12时镀层中锡晶粒最大，排列最为疏松。
化学物质：
氯化亚锡化学式SnCl2，是一种无机化合物，为白色结晶性粉末；
次磷酸钠一种无机化合物，强还原剂，化学式为NaH2PO2，为无色有珍珠光泽的晶体或白色粉末。味咸、易潮解。强烈加热，分解放出磷化氢并立即在空气中着火，与强氧化剂混合会引起爆炸，易溶于甘油和热乙醇，溶于水、冷乙醇，微溶于无水乙醇，不溶于乙醚；
络合剂，柠檬酸钠，柠檬酸是一种络合剂，易与化合价高的金属离子形成络合物；
氯化铈，别称三氯化铈(III)，是无水的无水氯化铈或者氯化铈的多水化合物，刺激眼睛、呼吸系统和皮肤。用于石油催化剂、汽车尾气催化剂、中间化合物等行业；
纳米铋：铋是一种环境友好的脆性金属电学材料，具有很高的电阻率和很强的抗磁性，可应用于半导体原料；
槲皮素：是植物界分布广泛，具有多种生物活性的黄酮醇类化合物，化学式为C15H10O7；
硫脲：是一种有机含硫化合物，分子式CH4N2S，白色而有光泽的晶体，味苦，密度1.41g/cm3，熔点176～178℃。用于制造药物、染料、树脂、压塑粉等的原料，也用作橡胶的硫化促进剂、金属矿物的浮选剂等；
APG：烷基糖苷(简称APG)是一种非离子表面活性剂，是由天然葡萄糖和天然脂肪醇一步直接合成的新型非离子表面活性剂，兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性，具有高表面活性、良好的生态安全性和相溶性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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