镀锡添加剂成分析配方工艺及技术开发

镀锡添加剂成分分析，配方工艺及技术开发光亮硫酸镀锡添加剂由光亮剂、分散剂、稳定剂等组成。光亮剂由有机酸、芳香酮、醛等复配而成；分散剂主要是壬基酚聚氧乙烯醚，对光亮剂起分散和增溶作用；稳定剂由磺酸、络合剂等组成，能稳定Sn2+，降低其氧化速度。

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1 光亮剂

目前，国内外使用的酸性镀锡光亮剂大都是由主光亮剂(甲醛或苯甲醛)、载体光亮剂(非离子型表面活性剂如OP系列) 和辅助光亮剂(苄叉丙酮) 复配而成。国产光亮剂主要是AB 型，A 组分主要成分是润湿剂和甲醛（甲醛最佳量为5~ 10 ml/ L），B 组分主要成分是苄叉丙酮。由于采用载体光亮剂的型号、质量不一样，光亮剂的配方和附加剂(萘酚、烟酸、对(间、邻) 苯二酚、酚磺酸、二氨基二苯甲烷)不同，其性能各有差异。

1.1主光亮剂

主光亮剂一般具有以下结构：

只要方框内的结构保持不变，方框外的取代基Rl、R2可以改变，复配生成的有机化合物都有光亮效果。醛类的吸附能力比酮类和酯类强,这与醛基中羰基的化学活性特别高是一致的，在羰基连有共扼双键存在时，共扼双键上的电子云可移到羰基上，从而提高羰基的化学活性，提高了羰基上的电子云密度，从而提高了吸附Sn2+能力，但是吸附性过强，脱附电位很负，超过H+的析出电位的添加剂，在使金属锡离子沉积的同时，也伴随着大量氢气的产生，结果电流效率下降，镀层的光亮度变差。所以只有吸附性较强、脱附电位在析出电位之前的添加剂才有增光的效果。主光亮剂最佳量为0. 2~0. 3 g/ L。

1.2次级光亮剂（辅助光亮剂）

辅助光亮剂的作用是减少受镀面与电解液之间的表面微分电容，它吸附在电极上，对共存的主光亮剂的吸附产生影响，使主光亮剂吸附在电极上的电位范围变狭，产生细小的结晶沉积。辅助光亮剂的最佳用量为1. 0~1. 5ml/L。因此需要寻找次级光亮剂(辅助光亮剂)。根据文献报道和大量实验摸索，发现某些羧酸、胺类和羧酸酯类及电镀中常用的整平剂、乳化剂对镀层增光有协同效应。

2 分散剂

光亮剂及其辅助成分在水中的溶解度小，所以加入一些具有分散作用的表面活性剂，使光亮剂及其辅助成分在镀液中分散均匀。
由于光亮剂在水溶液中的溶解度很小，单独使用的光亮效果较差，必须配以适当的分散剂。分散剂

是一些表面活性剂，利用表面活性剂的胶束增溶作用提高光亮剂在镀液中的含量。离子型表面活性剂主要是聚乙二醇、聚乙二醇丙二醇镶嵌共聚物，烷醛酚聚氧乙烯醚。应用最多的是烷醛酚聚氧乙烯醚，即OP乳化剂。分散剂OP最佳量为10~15 ml/ L。

3 稳定剂

以亚锡盐为主盐的，管理上最困难的问题是镀液混浊，如果不加稳定剂，3个月内就会发生镀液混浊，这种混浊物是亚锡盐氧化、水解的产物及光亮剂的析出和分解物。这些不易沉降、不易过滤，无法回收的水解产物形成溶胶，导致锡盐的浪费。

因此，添加适量的稳定剂是必须的。作为稳定剂应具有对Sn4+有强络合能力、对Sn2+有抗氧化能力、没有其它副作用等特点。对(间、邻) 苯二酚的基团有吸氧能力，可作为稳定剂的基本成分。实践证明：添加酒石酸锑钾对于稳定镀层光亮度和提高镀层硬度是有好处的。

其他物质如：硫酸肼、抗坏血酸、间苯二酚、山梨酸钠、葡萄糖、脂硫醇、二乙酸硫醚、2-硫代乙醇、2,2-二羟基-二乙硫醚、硫代苯果酸、二羟基丙硫醇、三氯苯、苯酚、甲基苯酚、β-萘酚、苯酚磺酸、甲酚磺酸、萘酚硫酸、乙氧基a-萘酚磺酸等，都可以作为镀锡的稳定剂使用。而磺酸可以阻止Sn2+被电解氧化，故磺酸类衍生物的应用较多。稳定剂最佳量为20~ 30 ml/ L。

4 絮凝剂

至今还没有一种稳定剂能长期保持镀液稳定、清澈透明，因此Sn4+不可避

免产生。随着Sn4+的积累，镀液逐渐变浑，沉渣增加，镀层光亮区变小、均匀性变差，甚至出现发暗、发花等现象，此时必须对镀液进行絮凝剂处理。

阴离子型絮凝剂主要有环氧胺系共聚物、聚乙烯亚胺、聚乙烯胺类衍生物等，阴离子型絮凝剂主要有聚丙烯酰胺水解物、聚丙烯酰胺、磺酸钠类等，非离子型絮凝剂主要有聚丙烯酰胺、脲-醛聚合物等。聚丙烯酰胺和无机絮凝剂配合使用效果非常好，对镀液的性能无任何影响，但沉降速度太慢，长达48h以上。

5 防晶须添加剂

电容上的镀锡层长出的晶须会导致电路短路，所以人们探索了一些预防锡晶须生长的方法。S. M. Amold 于1966 年提出的合金化方法，即电镀Sn-Pb （1%）合金涂层，使锡晶须的生长得到很大的抑制。中国专利CN01807193.7发明了一种甲磺酸镀锡体系中防止晶须生成的添加剂，其成分主要为双酚A环氧乙烷加成物，在电镀纯锡时的添加量为1 g/L，在电镀锡铜合金时的添加量为0.5 g/L。

6 除杂质添加剂

在甲基磺酸镀锡溶液中，当Fe2+的质量浓度超过10 g/L 时，镀液和镀层的性能就会下降。曹立新等研究发现，三乙四胺六乙酸作为一种添加剂可以改变镀液性能和阴极电沉积过程，并抑制杂质Fe2+，避免镀层出现针孔。

7 复合添加剂

各种文献的研究结果表明，复合添加剂中的各种组分与其单独作为添加剂时的作用略微有所变化，但是其主要功能没有变化，仍然能起到增强镀液和镀层性

能的效果。

8 参考配方

镀锡稳定剂配方参考

成分含量说明

领苯二酚8-11g/l 稳定Sn2+

抗坏血酸10-13g/l 除氧剂

五氧化二钒0.1-0.5g/l 稳定镀液

三氯化钛0.1-0.5g/l /

硫酸适量调节PH

水950-990g/l /

镀锡添加剂配方参考

成分含量说明双酚A环氧乙烷聚合物80-100g/l 分散剂、防晶须剂丁二酸10-13g/l 辅助光亮剂

2.2二甲基丙酸1-5g/l 辅助光亮剂