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摘要
本發(fā)明涉及一種改良的浸鍍錫工藝，其是在浸 鍍錫之前增加一預(yù)鍍步驟，以較溫和的速率在一待 鍍表面上沉積一均勻的錫薄層，再進入主槽中浸鍍 錫。由于所述預(yù)鍍的沉積速率較慢，所以沉積在所 述表面上的錫的晶粒較小，而且該錫薄層堆積致密 且平整，因此，經(jīng)預(yù)鍍后的表面再經(jīng)浸鍍錫時，不 僅可在浸鍍錫沉積后的表面獲得一均勻的錫金屬表 面而且對于添加于錫浸鍍液的界面活性劑或錫面整 平劑等有機添加劑可因而減量，甚至到不需添加。
1、一種浸鍍錫工藝，在待鍍物上形成錫金屬層，該工藝包括下列步驟：
對待鍍物的待鍍表面施予前段表面處理程序;
對所述待鍍表面施予狀態(tài)調(diào)節(jié)程序，該狀態(tài)調(diào)節(jié)程序包括一次或一次
以上預(yù)鍍，使在該待鍍表面上預(yù)先形成均勻的錫薄層，所述一次或一次以 上預(yù)鍍包括至少一次使用含有錫的溶液，該預(yù)鍍使用的溶液包括曱基橫酸 錫0. l-120g/L、硫尿10-120g/L、曱基磺酸40-200ml/L、以及抗氧化劑 0. 5-100g/L;以及 10 浸鍍錫程序;
其中，所述預(yù)鍍的操作溫度不高于所述浸鍍錫程序的操作溫度，且所 使用溶液的錫濃度不高于浸鍍錫程序使用溶液的錫濃度，所述均勻的錫薄 層是以低于所述浸鍍4易程序中沉積錫的速率沉積而形成。
2、如權(quán)利要求1所述的浸鍍錫工藝，其中所述前段表面處理程序包
括下列步驟：對所述待鍍表面施予脫脂;水洗所述待鍍表面;微蝕所述待鍍表面;以及 水洗所述待鍍表面。
3、如權(quán)利要求2所述的浸鍍錫工藝，其中所述脫脂是在30-80°C下實施。
4、如權(quán)利要求2所述的浸鍍鍋工藝，其中所述微蝕是在20-5(TC下實施。
5、如權(quán)利要求2所述的浸鍍錫工藝，其中所述微蝕包括去除所述待 25 鍍表面的氧化物。
6、如權(quán)利要求1所述的浸鍍錫工藝，其中所述狀態(tài)調(diào)節(jié)程序更包括 一次或一次以上預(yù)浸所述待鍍表面。
7、如權(quán)利要求6所述的浸鍍錫工藝，其中所述預(yù)浸與預(yù)鍍使用同一溶液。
8、如權(quán)利要求6所述的浸鍍踢工藝，其中所述預(yù)浸是在20-70°C下實施。
9、如權(quán)利要求6所述的浸鍍錫工藝，其中所述預(yù)浸使用含有錫的溶液。
10、如權(quán)利要求6所述的浸鍍踢工藝，其中所述預(yù)浸使用不含錫的溶液。
11、如權(quán)利要求1所述的浸鍍踢工藝，其中所述浸鍍錫程序使用的溶 液包括曱基橫酸錫l-150g/L、疏尿l-150g/L、曱基橫酸l-300ml/L、以及 抗氧化劑0. l-110g/L。
12、如權(quán)利要求11所述的浸鍍錫工藝，其中所述浸鍍錫程序使用的溶液包括曱基橫酸踢20-120g/L、疏尿20-120g/L、曱基磺酸50-200ml/L、以及抗氧化劑l-100g/L。
13、如權(quán)利要求1所述的浸鍍錫工藝，其中所述預(yù)鍍的操作溫度為室 溫至55°C。
14、如權(quán)利要求13所述的浸鍍錫工藝，其中所述浸鍍錫程序的操作 溫度為室溫至80°C。
15、如權(quán)利要求14所述的浸鍍錫工藝，其中所述浸鍍錫程序的操作 溫度為50-70。。。
16、如權(quán)利要求1所述的浸鍍踢工藝，在所述浸鍍錫程序后更包括下
列步驟：
以溫水清洗所述待鍍物;以及
以純水清洗所述待鍍物。
浸鍍錫工藝
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種改良的浸鍍錫工藝，特別是指一種改善浸鍍錫時所產(chǎn)
生的踢金屬層分布不均勾現(xiàn)象及減少有機添加劑的用量的浸鍍踢工藝。
背景技術(shù)
浸鍍錫被廣泛地用來在物品的表面上形成踢金屬層，例如被應(yīng)用在印 10 刷電路板(PCB)或連接器的表面鍍錫，以及其它電子或非電子的產(chǎn)品。 傳統(tǒng)的浸鍍錫技術(shù)發(fā)展幾乎都專注在藥液或配方的改良上，但往往會帶來 污染或其它副作用。
圖1為傳統(tǒng)應(yīng)用于PCB的浸鍍錫工藝圖，其中前段表面處理程序的主要目的在于潔凈PCB的表面，包括步驟12為脫脂，以洗去PCB表面的油脂，其操作溫度為30-80°C，步驟14為水洗，是用清水清洗PCB的表 面，步翁16為微蝕，以去除PCB的銅表面上的氧化物，使銅面更為千凈， 其操作溫度為20-50°C,步驟18為水洗，再用清水清洗PCB的表面。接著， 步驟20為預(yù)浸，目的是活化PCB的銅面，同時防止在前段表面處理程序10 所使用的藥液被帶入浸鍍錫主槽內(nèi)而污染錫浸鍍液，預(yù)浸20所使用的溶液不含錫，其操作溫度在20-70°C之間。步驟22為浸鍍踢，將預(yù)浸后的 PCB放入浸鍍錫主槽，以便在PCB上浸鍍錫金屬，其操作溫度在4G-80°C 之間，優(yōu)選為50-70°C。最后，在步驟24中以溫水清洗PCB后再以純水 清洗一次，即完成浸鍍錫工藝。其中，步驟22的錫浸鍍液配方包括曱基 石黃酸錫(Stannous methanesulfonate )約 l-150g/L、疏尿(Thiourea ) 約 l_150g/L、曱基橫酸(Methanesulfonic acid)約 l-300ml/L、以及抗氧化劑(Antioxidant) 0. l-110g/L,優(yōu)選地，甲基橫酸踢為20-120g/L、 硫尿為20-120g/L、曱基續(xù)酸約50-200ml/L、以及抗氧化劑為l-100g/L。
在傳統(tǒng)的浸彼踢工藝中，通常在錫浸後液內(nèi)添加有機物作為錫面整平 劑或界面活性劑以抑制錫金屬成長速率，進而獲得平整的錫面，若不添加有機添加劑，則因為鎮(zhèn)的沉積速率過于激烈，將使得沉積的踢層的晶粒較 大而且堆積松散不平整，因而錫面較灰暗且具有水紋(即，浸鍍不均勻的 現(xiàn)象)出現(xiàn)，而且，有機添加劑會殘留在PCB上造成組件焊錫性變差及產(chǎn) 生錫須(whisker)，再者，有機添加劑在浸鍍過程中逐漸消耗，所以難 以控制其濃度，使得浸鍍液的管理更力口困難。
因此，目前急需發(fā)展出一種可改善浸鍍錫時所產(chǎn)生的錫金屬層分布不均勻現(xiàn)象及減少有機添加劑的用量的浸鍍錫工藝。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提出一種減少或不需添加整平劑或界面活性劑等有機添加劑即可消除在浸鍍時所產(chǎn)生的錫金屬層分布不均勻現(xiàn)象的浸鍍 4易工藝。
為達上述目的，本發(fā)明提供了一種改良的浸鍍錫工藝，其包括前段表 面處理程序、狀態(tài)調(diào)節(jié)程序(conditioning)以及浸鍍踢程序。與現(xiàn)有技 術(shù)相比，其關(guān)鍵技術(shù)在于在所述浸鍍踢程序之前，先在待鍍表面上以較溫和的速率預(yù)鍛一均勻的傷薄層。具體地說，本發(fā)明所提供的以在待鍍物上形成錫金屬層的浸鍍錫工 藝，包括下列步驟：對待鍍物的待鍍表面施予前段表面處理程序;對所述 待鍍表面施予狀態(tài)調(diào)節(jié)程序，該狀態(tài)調(diào)節(jié)程序包括一次或一次以上預(yù)鍍， 使在該待鍍表面上預(yù)先形成均勾的錫薄層，所述一次或一次以上預(yù)鍍包括至少一次使用含有錫的溶液，該預(yù)鍍使用的溶液包括甲基靖酸錫0/1-120g/L、硫尿 10-120g/L、曱基磺酸 40-200ml/L、以及抗氧化劑 0. 5-100g/L;
以及浸鍍鎮(zhèn)程序;
其中，所述預(yù)鍍的操作溫度不大于所述浸鍍踢程序的操作溫度，且所 使用溶液的錫濃度不高于浸鍍錫程序使用溶液的錫濃度，所迷均勻的錫薄 層是以低于所述浸後踢程序中沉積錫的速率沉積而形成。
在本發(fā)明的浸鍍領(lǐng)工藝中，由于所述預(yù)鍍錫的沉積速率較慢，所以沉
積在所述表面上的錫的晶粒(grain)較小，且該錫薄層堆積致密且平整, 因此，經(jīng)預(yù)鍍后的表面再經(jīng)浸鍍錫時，不僅可在浸鍍踢沉積后的表面獲得 一均勻的錫金屬表面，而且對于添加于錫浸鍍液的界面活性劑或踢面整平 劑等有機添加劑可因而減量，甚至到不需添加，從而使產(chǎn)品質(zhì)量較高。
附圖說明
圖1為傳統(tǒng)的浸鍍錫工藝示意圖;
圖2為本發(fā)明的改良的浸鍍錫工藝示意圖;
圖3顯示使用傳統(tǒng)浸鍍錫工藝于PCB表面所形成的錫層;
圖4是利用電子顯微鏡觀察圖3中的錫層的摘1觀狀態(tài)示意圖;
圖5顯示使用本發(fā)明的浸鍍錫工藝于PCB表面所形成的錫層;
圖6是利用電子顯微鏡觀察圖5中的錫層的微觀狀態(tài)示意圖。
圖中標號說明：
前段表面處理程序 12脫脂 14水洗 16微蝕
18水洗 20預(yù)浸 22浸鍍踢 24溫水洗
26狀態(tài)調(diào)節(jié)程序 28預(yù)浸 30預(yù)鍍 32浸鍍錫
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加明顯，使本發(fā)明的技術(shù)特征更易了解，
現(xiàn)配合附圖并列舉一具體實施例詳細說明如下：
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的浸鍍錫工藝示意圖，如同傳統(tǒng)技術(shù)，本發(fā)明的改良的浸鍍錫工藝也包括前段表面處理程序10,其含有脫 脂12、水洗14、微蝕16、以及水洗18等步驟，在此不再重復(fù)詳細描述。 在潔凈待鍍物(例如PCB)后，接著對待鍍面進行狀態(tài)調(diào)節(jié)程序26,在一 優(yōu)選實施例中，其含有預(yù)浸28及預(yù)鍍30兩個步驟，這兩個步驟可以在同一溶液中完成，或分別在各自的溶液中完成。同樣地，預(yù)浸28的目的是 為活化PCB的銅面，同時防止在前段表面處理程序10所使用的藥液帶入 浸鍍錫主槽內(nèi)而污染浸鍍錫鍍液，其操作溫度也在20-70°C之間，不過， 在此預(yù)浸28中所使用的溶液可以含踢，也可以不含錫。接著，預(yù)鍍30所 使用的溶液可以使用與后續(xù)的浸鍍錫程序32所使用的溶液相同或不相同 的配方，但是在狀態(tài)調(diào)節(jié)程序26時所使用的溶液中錫的濃度低于浸鍍錫 程序32所使用的溶液中錫的濃度，例如，浸鍍錫程序32所使用的配方包 括曱基橫酸錫約l_150g/L、疏尿約l-150g/L、曱基續(xù)酸約卜300ml/L、以 及抗氧化劑0. l-110g/L，優(yōu)選地，曱基續(xù)酸錫為20-120g/L、硫尿為20-120g/L、曱基橫酸為50-200ml/L、以及抗氧化劑為l-100g/L,而預(yù)鍍30 所使用的配方包括曱基磺酸錫為0.卜120g/L、疏尿為10-120g/L、曱基橫 酸為40-200ml/L、以及抗氧化劑為0. 5-100g/L。而且預(yù)鍍30的操作溫度 也低于浸鍍錫程序32的操作溫度，例如，浸鍍錫程序32的操作溫度在室 溫至80°C之間，優(yōu)選為50-70°C,而預(yù)鍍30的操作溫度約為室溫至55°C。 同樣地，在浸鍍踢程序32后，也包括溫水洗步驟24。
預(yù)鍍30的目的在于以較溫和的速率在PCB的表面上沉積一均勻的錫金屬薄層。由于其沉積速率較慢，所以沉積在PCB表面上的錫晶粒較小， 而且堆積致密且平整，因此，經(jīng)預(yù)鍍30后的PCB在浸鍍踢32時，不僅可 在PCB的表面上沉積一均勻的踢金屬表面，使得鍍踢面沒有水紋出現(xiàn)，而 且，由于錫浸鍍液可以減少甚至不需添加界面活性劑或錫面整平劑等有機添加劑，所以具有提高錫層純度及抑制踢須成長的優(yōu)點，此外，由于減少 或不需添加界面活性劑或錫面整平劑等有機添加劑，使得錫浸鍍液的組成更簡單，因此，錫浸鍍的管理也更容易。
熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以輕易了解，浸鍍踢的配方或工藝有許多選 擇及變化，而本發(fā)明的主要特點是在進行浸鍍鎊之前，先行預(yù)鍍一均勻的 錫薄層，使得后續(xù)的浸鍍錫得到良好的品質(zhì)，因此，雖然上述實施例被設(shè)計為容易了解的方式以提供例示，然而，不論采用相同或其它的浸鍍錫工 藝及配方，只要在進行浸鍍錫之前，先行預(yù)鍍一均勻的錫薄層，仍未脫離 本發(fā)明的精神。
為顯示本發(fā)明的效果，還提供了 PCB試片的浸鍍錫成果的微觀圖片， 使用的藥液及操作溫度與前述的內(nèi)容相同。圖3是使用傳統(tǒng)的浸鍍錫工藝，其表面出現(xiàn)不均勻的水紋現(xiàn)象;圖4是利用電子顯微鏡觀察圖3的錫層的 微觀狀態(tài)顯示其晶粒較粗糙;圖5是使用本發(fā)明的結(jié)果，其表面均勻且平 整;圖6是利用電子顯微鏡觀察圖5的錫層的微觀狀態(tài)，與圖4比較可清 楚發(fā)現(xiàn)，使用本發(fā)明浸鍍錫工藝所形成的晶粒較細致。從圖3至圖6的實 際試驗結(jié)果，證明本發(fā)明在功效上遠超過傳統(tǒng)技術(shù)。
以上對于本發(fā)明的優(yōu)選實施例所作的敘述僅為闡明的目的，而無意限定本發(fā)明精確地為所揭露的形式，基于以上的教導(dǎo)或從本發(fā)明的實施例學(xué) 習(xí)而作修改或變化是可能的，實施例是為解說本發(fā)明的原理以及讓熟悉本 領(lǐng)域的技術(shù)人員以各種實施例利用本發(fā)明在實際應(yīng)用上而選擇及敘述，本 發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準。
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