[发明专利]退锡剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种退锡剂及其制备方法，属于金属镀层的退除领域。

背景技术

印刷线路板，英文简称PCB(printed circuit board)或PWB(printed wiring board)，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，典型的印刷线路板就是利用蚀刻未被锡或锡合金层覆盖的镀铜层而保留镀成图形的锡层或锡合金层及其覆盖的底铜，因镀锡或锡合金过程如同在铜箔上印制图形，所以简称为印刷线路板。一般先将基材进行全板电镀后将线路空白区进行保护，然后再裸露的铜镀层线路上进行图形电镀锡或锡合金，之后去掉保护膜，将未被锡层保护的铜层蚀刻，得到印制线路。锡或锡合金层作为底铜保护层，防止蚀刻过程对印制图形的腐蚀。而未被锡层覆盖的铜层则利用化学蚀刻剂，如二价铜氯化物的氨水溶液，蚀刻为绝缘层和载体。锡或锡合金层的处理一般有两种工艺，一种是保留，做成锡或锡合金层印制板，锡或锡合金层用于将两种或多种金属焊接在一起；另一种是将其退除后镀其他镀层。

上面所提的第二种工艺，需要退除铜层表面的锡层或锡合金层，可以用退锡剂有效除掉。上述所指的锡或锡合金层不仅可以是铅锡合金、纯锡层，而且可以是一些其他锡合金镀层，如锡银合金、锡铋合金、锡镉合金、锡铟合金或其他合金。这些镀层，特别是锡，由于钝化膜的形成，很难有效去除，而且，铜底材进行镀锡后，在铜锡结合部之间会形成0.05-0.10微米厚度的铜锡合金层，这就必须有一种物质能有效退除锡-铜合金层。

传统退锡剂有两种配方，早期应用最广泛的组合物是双氧水和氟化物的酸性水溶液。近年来，以硝酸为基础，包含铁离子的退锡液开始广泛应用于商业生产中。酸性过氧化物退锡剂使用量由于使用和储存原因逐渐下降，此退锡反应属于放热反应，因此当增加退锡速度和铜层蚀刻速度时，溶液温度升高使不稳定的过氧化物分解和浪费，因此此退镀液需要严格控制产量，或者在生产过程中需要降温以降低溶液的消耗。而且，氟化物的存在会强烈腐蚀绝缘制成的玻璃纤维，而且氟化物毒性很强不利于操作者，同时难以有效处理废弃物。

硝酸为基础的溶液可以解决这些问题，最早的硝酸退锡液包含两种溶液体系，硝酸组分溶解锡层，随后用含有铁离子的酸溶液或其他物质去除锡-铜合金层。第二部分溶液可能包括氯化铁、过硫酸铵、过氧化氢和硫磺酸的混合物或通用的酸性过氧化氢-氟化物的混合物。

US4713144利用硝酸、铁和磺胺酸配制成退锡剂进行退锡，退锡速度很快但产生很多的锡淤泥。US5219484加入有机酸试图解决淤泥问题但没得到有效的效果，仅仅推迟淤泥产生的速度。

US5244539利用硝酸、铁和铵盐混合物以及尿素作为硝酸的烟雾抑制剂，而有机三氮唑类作为缓蚀剂。此方法可以减少淤泥数量但尿素与硝酸反应生成的物质从溶液中沉淀出来，具有热敏爆炸的危险。

经研究发现，产生大量淤泥的主要原因是因为退镀液中的Sn(II)被空气中的氧或退镀产生的Cu(II)氧化成Sn(Ⅳ)，而Sn(Ⅳ)水解为具有稳定的胶核且不溶于硝酸的β-锡酸，且这种β-锡酸继续与Sn(II)进行复合反应形成浅黄色沉淀，导致退镀液淤泥的产生。

目前，现有技术中尚无能够有效消除淤泥或不产生淤泥的退锡剂。

发明内容

针对上述现有技术，为解决现有技术中退镀液会产生大量淤泥导致报废的缺陷，本发明提供了一种基本不产生淤泥或淤泥量很小的退锡剂，此退锡剂退镀速度较快，退镀面积大，寿命较长，退锡完全且退完后底层光亮，不易失去光泽。可应用于退除印刷线路板上的镀层，更适宜喷淋法退除镀锡及其锡合金层，包括底材与镀层结合部分的锡铜合金层。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种退锡剂，是由以下组分配制而成，各组分的含量如下：

70％硝酸500～650g/L；

盐酸50～70g/L；

硝酸铁4.3～8.6g/L三氯化铁2.9～5.8g/L或六水三氯化铁4.8～9.7g/L；

有机酸类络合剂0.5～25g/L；

水溶性有机胺1～50g/L；

铜的有机缓蚀剂1～10g/L；

稳定剂1～2g/L；

表活剂1～5g/L；

小分子醇0.1～1g/L；

余量为水。

优选的，是由以下组分配制而成，各组分的含量如下：

70％硝酸580～650g/L；

盐酸50～70g/L；

六水三氯化铁6.5～8.5g/L；

有机酸类络合剂1～10g/L；

水溶性有机胺10～20g/L；

铜的有机缓蚀剂1～4g/L；