一种纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201110023904.2	申请日：	2011.01.21
公开号：	CN102051657A	公开日：	2011.05.11
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C25D 15/00公开日:20110511\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C25D 15/00申请日:20110121\|\|\|公开
IPC分类号：	C25D15/00; C25D3/32	主分类号：	C25D15/00
申请人：	哈尔滨工业大学
发明人：	安茂忠; 初红涛; 张锦秋; 杨培霞
地址：	150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
优先权：
专利代理机构：	哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109	代理人：	韩末洙
PDF下载：	PDF下载

内容摘要

一种纳米级Sn/SiC复合镀层的制备方法，涉及一种Sn/SiC复合镀层的制备方法。本发明是要解决目前纯锡镀层易生长锡须、机械性能差，以及常规纳米复合镀技术中纳米颗粒不易在阴极上共沉积的问题。制备方法：一、将SiC纳米颗粒用甲磺酸浸泡，然后加入分散剂，搅拌，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉积促进剂和主盐稳定剂组成电镀液；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中；三、调整阴极电流密度，机械搅拌和施镀交替进行，并始终保持压缩氮气搅拌，即完成纳米级Sn/SiC复合镀层的制备。制备的纳米级Sn/SiC复合镀层在抑制锡须生长、耐腐蚀性、硬度等方面都有显著提高。应用于可焊性电镀领域。

权利要求书

1：一种纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，其特征在于纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，按以下步骤进行：一、将粒径为 10 ～ 100nm 的 SiC 纳米颗粒用甲磺酸浸泡 2 ～ 5h，然后加入分散剂，机械搅拌 2 ～ 6h，转速为 1000 ～ 3000r/min，接着用频率为 30 ～ 90KHz 的超声波搅拌 1 ～ 2h，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉积促进剂、主盐稳定剂和去离子水组成电镀液，电镀液中 SiC 纳米颗粒的浓度为 1 ～ 30g/L，分散剂的浓度为 40 ～ 300g/L，甲磺酸的浓度为 100 ～ 250g/L，甲磺酸亚锡的浓度为 20 ～ 80g/L，光亮剂的浓度为 0.5 ～ 10mL/L，共沉积促进剂的浓度为 5 ～ 30g/L，主盐稳定剂的浓度为 10 ～ 200g/L ；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中，且保持与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为 90°～ 180° ；三、调整阴极电流密度为 2 ～ 8A/dm2，于温度 30℃和常压下，机械搅拌 30s 后停止，然后施镀 5min，接着再机械搅拌 30s，然后施镀 5min，机械搅拌和施镀如此交替进行，直至施镀时间总计达到 20min，机械搅拌转速为 1000 ～ 3000r/min，在机械搅拌和施镀过程中始终保持压缩氮气搅拌，氮气流速为 10 ～ 200mL/min，即完成纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备；其中步骤一中的分散剂由 10 ～ 200g/L 的惰性电解质和 0.5 ～ 10g/L 的表面活性剂组成，所述的惰性电解质为氯化钾，所述的表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮按质量比 1 ∶ 2 组成；步骤一中的光亮剂由 5g/L 的 4-(3’ - 氨基苯甲酰基 )- 邻苯二甲酸酯、 8g/L 的 3- 萘酰基 -3- 羟基 -1， 2- 丙二氨、 12g/L 的 N， N- 二羟乙基丙酮和 10g/L 的乙二醛组成；步骤一中的共沉积促进剂由试剂 A、试剂 B 和试剂 C 组成，所述的试剂 A 为苯亚甲基丙酮、苯甲醛、 1， 3- 二苯基丙烯酮、 4- 对甲氨基苯甲醛缩苯胺、邻氯苯胺、甲基丙烯酸中的一种或其中几种的组合，所述的试剂 B 为乙醇、丙酮、十六烷基二乙醇胺聚氧乙烯 -15 醚、 2， 5 一二甲氧基苯甲醛、甲醛、聚氧乙烯醚、 N， N- 二甲基甲酰胺中的一种或其中几种的组合，所述的试剂 C 为氯化铈、氯化铊、氯化镧中的一种或其中几种的组合；步骤一中的主盐稳定剂为对苯二酚。
2：根据权利要求 1 所述的一种纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，其特征在于步骤一中 SiC 纳米颗粒的浓度为 5 ～ 25g/L。
3：根据权利要求 1 或 2 所述的一种纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，其特征在于步骤一中分散剂的浓度为 100 ～ 250g/L。
4：根据权利要求 3 所述的一种纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，其特征在于步骤一中甲磺酸的浓度为 150 ～ 200g/L。
5：根据权利要求 4 所述的一种纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，其特征在于步骤一中甲磺酸亚锡的浓度为 40 ～ 60g/L。
6：根据权利要求 5 所述的一种纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，其特征在于步骤一中光亮剂的浓度为 2 ～ 8mL/L。
7：根据权利要求 6 所述的一种纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，其特征在于步骤一中共沉积促进剂的浓度为 10 ～ 25g/L。
8：根据权利要求 7 所述的一种纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，其特征在于步骤一中主盐稳定剂的浓度为 50 ～ 150g/L。
9：根据权利要求 8 所述的一种纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，其特征在于步骤二中与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为 120°～ 150°。
10：根据权利要求 9 所述的一种纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，其特征在于步骤 2 三中氮气流速为 50 ～ 150mL/min。

说明书

一种纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法
    【技术领域】
     本发明涉及一种 Sn/SiC 复合镀层的制备方法。背景技术在 20 世纪末，电子工业中传统的可焊性镀层组成较为单一，主要采用电镀 Sn-Pb 合金。Sn-Pb 合金镀层由于其熔点较低 (183℃ )、可焊性好、能有效抑制锡须和耐蚀性好，镀液稳定、成本较低、均镀能力好等优点而广泛应用于电子电镀领域。但由于铅对环境有污染，进入 21 世纪，无铅可焊性镀层的研究成为可焊性电镀领域的热点。在寻找可以替代 Pb 的金属元素遇到种种困难，于是人们又回到了纯 Sn 镀层上，但是纯锡镀层作为可焊性镀层具有镀层易生长锡须，且机械性能差的缺点。
     纳米粒子具有的量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，使其表现出很多独特的物理及化学性能。采用液相金属电沉积技术，通过将纳米粒子引入金属镀层中形成的纳米复合镀层，显示出优越的机械性能、电催化性能、耐腐蚀性能等，正逐渐成为研究
     的热点。然而常规纳米复合镀技术中，纳米颗粒不易在阴极上共沉积。发明内容本发明是要解决目前纯锡镀层易生长锡须、机械性能差，以及常规纳米复合镀技术中纳米颗粒不易在阴极上共沉积的问题，提供一种纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法。
     本发明的一种纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，按以下步骤进行：一、将粒径为 10 ～ 100nm 的 SiC 纳米颗粒用甲磺酸浸泡 2 ～ 5h，然后加入分散剂，机械搅拌 2 ～ 6h，转速为 1000 ～ 3000r/min，接着用频率为 30 ～ 90KHz 的超声波搅拌 1 ～ 2h，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉积促进剂、主盐稳定剂和去离子水组成电镀液，电镀液中 SiC 纳米颗粒的浓度为 1 ～ 30g/L，分散剂的浓度为 40 ～ 300g/L，甲磺酸的浓度为 100 ～ 250g/ L，甲磺酸亚锡的浓度为 20 ～ 80g/L，光亮剂的浓度为 0.5 ～ 10mL/L，共沉积促进剂的浓度为 5 ～ 30g/L，主盐稳定剂的浓度为 10 ～ 200g/L ；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中，且保持与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为 90°～ 180° ；三、调整阴极电流 2 密度为 2 ～ 8A/dm ，于温度 30℃和常压下，机械搅拌 30s 后停止，然后施镀 5min，接着再机械搅拌 30s，然后施镀 5min，机械搅拌和施镀如此交替进行，直至施镀时间总计达到 20min，机械搅拌转速为 1000 ～ 3000r/min，在机械搅拌和施镀过程中始终保持压缩氮气搅拌，氮气流速为 10 ～ 200mL/min，即完成纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备；其中步骤一中的分散剂由 10 ～ 200g/L 的惰性电解质和 0.5 ～ 10g/L 的表面活性剂组成，所述的惰性电解质为氯化钾，所述的表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮按质量比 1 ∶ 2 组成；步骤一中的光亮剂由 5g/L 的 4-(3’ - 氨基苯甲酰基 )- 邻苯二甲酸酯、 8g/L 的 3- 萘酰基 -3- 羟基 -1， 2- 丙二氨、 12g/L 的 N， N- 二羟乙基丙酮和 10g/L 的乙二醛组成；步骤一中的共沉积促进剂由试剂 A、试剂 B 和试剂 C 组成，所述的试剂 A 为苯亚甲基丙酮、苯甲醛、 1， 3- 二苯基丙烯酮、 4- 对甲氨基苯甲醛缩苯胺、邻氯苯胺、甲基丙烯酸中的一种或其中几种
     的组合，所述的试剂 B 为乙醇、丙酮、十六烷基二乙醇胺聚氧乙烯 -15 醚、 2， 5 一二甲氧基苯甲醛、甲醛、聚氧乙烯醚、 N， N- 二甲基甲酰胺中的一种或其中几种的组合，所述的试剂 C 为氯化铈、氯化铊、氯化镧中的一种或其中几种的组合；步骤一中的主盐稳定剂为对苯二酚。
     本发明的优点如下：
     1、本发明是在电镀锡镀液中加入纳米 SiC 微粒，通过控制工艺及加入添加剂，得到了纳米级锡与纳米 SiC 微粒共存的复合镀层。镀液中加入了光亮剂、共沉积促进剂等添加剂，大大增加了阴极极化，使复合镀层的基质金属锡晶粒大大细化，达到了纳米级，镀层致密、平整，并促进了 SiC 微粒在镀层中的沉积，强化基质材料。
     2、本发明的方法中两电极的放置采用与镀槽底部保持特殊角度的方式，间歇互补式施镀、搅拌的方式，减少了纳米粒子的团聚，在不影响镀层表面形貌的前提下，促进了 SiC 纳米微粒在镀层中的沉积。
     3、对本发明方法中的电镀液进行镀液性能测试，结果表明，加入添加剂后的镀液，可使阴极极化增加，电流效率、镀液分散能力、覆盖能力与常规镀锡液相当。
     4、由于纳米 SiC 微粒的加入，使纳米级基质金属锡得到了强化，调整了得到的复合镀层内部应力的分配。复合镀层中 SiC 微粒的质量分数为 4.1％～ 14.2％，进行 25 ～ 100 ℃热循环实验表明， 1000 周期、 2000h 未观察到锡须出现；硬度测试表明，镀层硬度为 125 ～ 336HV( 相同条件下，纯锡镀层的平均硬度为 78HV) ；通过 Tafel 曲线测试其耐腐蚀性能，结果表明，纳米基复合镀层腐蚀电流分别为 0.11 ～ 9.8×10-6A.cm-2，腐蚀电位分别 -5 -2 为 -0.45 ～ -0.29V( 相同条件下，纯锡镀层腐蚀电流平均为 2.3×10 A.cm ，腐蚀电位平均为 -0.53V)。以上结果说明使用本发明的方法制备的纳米级 Sn/SiC 复合镀层在抑制锡须生长、耐腐蚀性、硬度等方面都有显著提高。具体实施方式
     本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
     具体实施方式一：本实施方式的纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，按以下步骤进行：一、将粒径为 10 ～ 100nm 的 SiC 纳米颗粒用甲磺酸浸泡 2 ～ 5h，然后加入分散剂，机械搅拌 2 ～ 6h，转速为 1000 ～ 3000r/min，接着用频率为 30 ～ 90KHz 的超声波搅拌 1 ～ 2h，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉积促进剂、主盐稳定剂和去离子水组成电镀液，电镀液中 SiC 纳米颗粒的浓度为 1 ～ 30g/L，分散剂的浓度为 40 ～ 300g/L，甲磺酸的浓度为 100 ～ 250g/L，甲磺酸亚锡的浓度为 20 ～ 80g/L，光亮剂的浓度为 0.5 ～ 10mL/L，共沉积促进剂的浓度为 5 ～ 30g/L，主盐稳定剂的浓度为 10 ～ 200g/L ；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中，且保持与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为 90°～ 180° ；三、调 2 整阴极电流密度为 2 ～ 8A/dm ，于温度 30℃和常压下，机械搅拌 30s 后停止，然后施镀 5min，接着再机械搅拌 30s，然后施镀 5min，机械搅拌和施镀如此交替进行，直至施镀时间总计达到 20min，机械搅拌转速为 1000 ～ 3000r/min，在机械搅拌和施镀过程中始终保持压缩氮气搅拌，氮气流速为 10 ～ 200mL/min，即完成纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备；其中步骤一中的分散剂由 10 ～ 200g/L 的惰性电解质和 0.5 ～ 10g/L 的表面活性剂组成，所述的惰性电解质为氯化钾，所述的表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮按质量比1 ∶ 2 组成；步骤一中的光亮剂由 5g/L 的 4-(3’ - 氨基苯甲酰基 )- 邻苯二甲酸酯、 8g/L 的 3- 萘酰基 -3- 羟基 -1， 2- 丙二氨、 12g/L 的 N， N- 二羟乙基丙酮和 10g/L 的乙二醛组成；步骤一中的共沉积促进剂由试剂 A、试剂 B 和试剂 C 组成，所述的试剂 A 为苯亚甲基丙酮、苯甲醛、 1， 3- 二苯基丙烯酮、 4- 对甲氨基苯甲醛缩苯胺、邻氯苯胺、甲基丙烯酸中的一种或其中几种的组合，所述的试剂 B 为乙醇、丙酮、十六烷基二乙醇胺聚氧乙烯 -15 醚、 2， 5 一二甲氧基苯甲醛、甲醛、聚氧乙烯醚、 N， N- 二甲基甲酰胺中的一种或其中几种的组合，所述的试剂 C 为氯化铈、氯化铊、氯化镧中的一种或其中几种的组合；步骤一中的主盐稳定剂为对苯二酚。
     本实施方式步骤一所述的共沉积促进剂为混合物时，各种溶剂间可按任意比混合；所述的试剂 A 为混合物时，各种溶剂间可按任意比混合；所述的试剂 B 为混合物时，各种溶剂间可按任意比混合；所述的试剂 C 为混合物时，各种溶剂间可按任意比混合。
     本实施方式制备的复合镀层中 SiC 微粒的质量分数为 4.1％～ 14.2％，进行 25 ～ 100 ℃热循环实验表明， 1000 周期、 2000h 未观察到锡须出现；硬度测试表明，镀层硬度为 125 ～ 336HV( 相同条件下，纯锡镀层的平均硬度为 78HV) ；通过 Tafel 曲线测试其耐腐蚀性能，结果表明，纳米基复合镀层腐蚀电流分别为 0.11 ～ 9.8×10-6A.cm-2，腐蚀电位分别 -5 -2 为 -0.45 ～ -0.29V( 相同条件下，纯锡镀层腐蚀电流平均为 2.3×10 A.cm ，腐蚀电位平均为 -0.53V)。以上结果说明使用本发明的方法制备的纳米级 Sn/SiC 复合镀层在抑制锡须生长、耐腐蚀性、硬度等方面都有显著提高。
     具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中 SiC 纳米颗粒的粒径为 30 ～ 80nm。其它与具体实施方式一相同。
     具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中 SiC 纳米颗粒的粒径为 50nm。其它与具体实施方式一相同。
     具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中 SiC 纳米颗粒用甲磺酸浸泡 3 ～ 4h。其它与具体实施方式一至三之一相同。
     具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中机械搅拌 3 ～ 5h。其它与具体实施方式一至四之一相同。
     具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤一中转速为 2000r/min。其它与具体实施方式一至五之一相同。
     具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤一中超声波频率为 40 ～ 80KHz。其它与具体实施方式一至六之一相同。
     具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤一中超声波频率为 60KHz。其它与具体实施方式一至六之一相同。
     具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤一中 SiC 纳米颗粒的浓度为 5 ～ 25g/L。其它与具体实施方式一至八之一相同。
     具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤一中 SiC 纳米颗粒的浓度为 10 ～ 15g/L。其它与具体实施方式一至八之一相同。
     具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤一中 SiC 纳米颗粒的浓度为 2g/L。其它与具体实施方式一至八之一相同。
     具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤一中SiC 纳米颗粒的浓度为 8g/L。其它与具体实施方式一至八之一相同。
     具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是：步骤一中分散剂的浓度为 100 ～ 250g/L。其它与具体实施方式一至十二之一相同。
     具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是：步骤一中分散剂的浓度为 150 ～ 200g/L。其它与具体实施方式一至十二之一相同。
     具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一至十四之一不同的是：步骤一中甲磺酸的浓度为 150 ～ 200g/L。其它与具体实施方式一至十四之一相同。
     具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式一至十五之一不同的是：步骤一中甲磺酸亚锡的浓度为 40 ～ 60g/L。其它与具体实施方式一至十五之一相同。
     具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式一至十五之一不同的是：步骤一中甲磺酸亚锡的浓度为 45g/L。其它与具体实施方式一至十五之一相同。
     具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式一至十七之一不同的是：步骤一中光亮剂的浓度为 2 ～ 8mL/L。其它与具体实施方式一至十七之一相同。
     具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式一至十七之一不同的是：步骤一中光亮剂的浓度为 5mL/L。其它与具体实施方式一至十七之一相同。具体实施方式二十：本实施方式与具体实施方式一至十九之一不同的是：步骤一中共沉积促进剂的浓度为 10 ～ 25g/L。其它与具体实施方式一至十九之一相同。
     具体实施方式二十一：本实施方式与具体实施方式一至十九之一不同的是：步骤一中共沉积促进剂的浓度为 15g/L。其它与具体实施方式一至十九之一相同。
     具体实施方式二十二：本实施方式与具体实施方式一至二十一之一不同的是：步骤一中主盐稳定剂的浓度为 50 ～ 150g/L。其它与具体实施方式一至二十一之一相同。
     具体实施方式二十三：本实施方式与具体实施方式一至二十一之一不同的是：步骤一中主盐稳定剂的浓度为 100g/L。其它与具体实施方式一至二十一之一相同。
     具体实施方式二十四：本实施方式与具体实施方式一至二十三之一不同的是：步骤一中惰性电解质的浓度为 50 ～ 150g/L。其它与具体实施方式一至二十三之一相同。
     具体实施方式二十五：本实施方式与具体实施方式一至二十三之一不同的是：步骤一中惰性电解质的浓度为 100g/L。其它与具体实施方式一至二十三之一相同。
     具体实施方式二十六：本实施方式与具体实施方式一至二十五之一不同的是：步骤一中表面活性剂的浓度为 3 ～ 7g/L。其它与具体实施方式一至二十五之一相同。
     具体实施方式二十七：本实施方式与具体实施方式一至二十五之一不同的是：步骤一中表面活性剂的浓度为 5g/L。其它与具体实施方式一至二十五之一相同。
     具体实施方式二十八：本实施方式与具体实施方式一至二十七之一不同的是：步骤二中与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为 120°～ 150°。其它与具体实施方式一至二十七之一相同。
     具体实施方式二十九：本实施方式与具体实施方式一至二十七之一不同的是：步骤二中与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为 130°。其它与具体实施方式一至二十七之一相同。
     具体实施方式三十：本实施方式与具体实施方式一至二十九之一不同的是：步骤 2 三中调整阴极电流密度为 3 ～ 7A/dm 。其它与具体实施方式一至二十九之一相同。
     具体实施方式三十一：本实施方式与具体实施方式一至二十九之一不同的是：步 2 骤三中调整阴极电流密度为 5A/dm 。其它与具体实施方式一至二十九之一相同。
     具体实施方式三十二：本实施方式与具体实施方式一至三十一之一不同的是：步骤三中机械搅拌转速为 2000r/min。其它与具体实施方式一至三十一之一相同。
     具体实施方式三十三：本实施方式与具体实施方式一至三十二之一不同的是：步骤三中氮气流速为 50 ～ 150mL/min。其它与具体实施方式一至三十二之一相同。
     具体实施方式三十四：本实施方式与具体实施方式一至三十二之一不同的是：步骤三中氮气流速为 100mL/min。其它与具体实施方式一至三十二之一相同。
     具体实施方式三十五：本实施方式的纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，按以下步骤进行：一、将粒径为 30nm 的 SiC 纳米颗粒用甲磺酸浸泡 3h，然后加入分散剂，机械搅拌 4h，转速为 2000r/min，接着用频率为 50KHz 的超声波搅拌 2h，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉积促进剂和主盐稳定剂组成电镀液，电镀液中 SiC 纳米颗粒的浓度为 2g/L，分散剂的浓度为 126g/L，甲磺酸的浓度为 140g/L，甲磺酸亚锡的浓度为 20g/L，光亮剂的浓度为 3mL/L，共沉积促进剂的浓度为 8g/L，主盐稳定剂的浓度为 120g/L ；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中，且保持与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为 90° ；三、调 2 整阴极电流密度为 2A/dm ，于温度 30℃和常压下，机械搅拌 30s 后停止，然后施镀 5min，接着再机械搅拌 30s，然后施镀 5min，机械搅拌和施镀如此交替进行，直至施镀时间总计达到 20min，机械搅拌转速为 2000r/min，在机械搅拌和施镀过程中始终保持压缩氮气搅拌，氮气流速为 40mL/min，即完成纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备；其中步骤一中的分散剂由 120g/ L 的氯化钾和 6g/L 的表面活性剂组成，所述的表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮按质量比 1 ∶ 2 组成；步骤一中的光亮剂由 5g/L 的 4-(3’ - 氨基苯甲酰基 )- 邻苯二甲酸酯、 8g/L 的 3- 萘酰基 -3- 羟基 -1， 2- 丙二氨、 12g/L 的 N， N- 二羟乙基丙酮和 10g/ L 的乙二醛组成；步骤一中的共沉积促进剂由 3g/L 的 1， 3- 二苯基丙烯酮、 2g/L 的 2， 5 一二甲氧基苯甲醛和 3g/L 的氯化铈组成；步骤一中的主盐稳定剂为对苯二酚。
     本实施方式制备的纳米级 Sn/SiC 复合镀层表面细致，经测试，复合镀层中 SiC 纳米颗粒的质量分数为 4.1 ％，镀层硬度为 125HV。在质量浓度为 3.5 ％的 NaCl 溶液中测试复合镀层的 Tafel 曲线，测得本实施方式制备的纳米级 Sn/SiC 复合镀层的腐蚀电流为 -5 -2 1.1×10 A.cm ，腐蚀电位为 -0.45V。25 ～ 100℃温度下循环 1000 周期、 2000h 进行锡须促进生长实验，结果表明，扫描电子显微镜观察未见锡须出现。
     具体实施方式三十六：本实施方式的纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，按以下步骤进行：一、将粒径为 30nm 的 SiC 纳米颗粒用甲磺酸浸泡 3h，然后加入分散剂，机械搅拌 3h，转速为 3000r/min，接着用频率为 60KHz 的超声波搅拌 1h，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉积促进剂和主盐稳定剂组成电镀液，电镀液中 SiC 纳米颗粒的浓度为 2g/L，分散剂的浓度为 126g/L，甲磺酸的浓度为 140g/L，甲磺酸亚锡的浓度为 20g/L，光亮剂的浓度为 3mL/L，共沉积促进剂的浓度为 11g/L，主盐稳定剂的浓度为 120g/L ；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中，且保持与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为 90° ；三、调 2 整阴极电流密度为 2A/dm ，于温度 30℃和常压下，机械搅拌 30s 后停止，然后施镀 5min，接着再机械搅拌 30s，然后施镀 5min，机械搅拌和施镀如此交替进行，直至施镀时间总计达到 20min，机械搅拌转速为 2000r/min，在机械搅拌和施镀过程中始终保持压缩氮气搅拌，氮气流速为 40mL/min，即完成纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备；其中步骤一中的分散剂由 120g/ L 的氯化钾和 6g/L 的表面活性剂组成，所述的表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮按质量比 1 ∶ 2 组成；步骤一中的光亮剂由 5g/L 的 4-(3’ - 氨基苯甲酰基 )- 邻苯二甲酸酯、 8g/L 的 3- 萘酰基 -3- 羟基 -1， 2- 丙二氨、 12g/L 的 N， N- 二羟乙基丙酮和 10g/ L 的乙二醛组成；步骤一中的共沉积促进剂由 2g/L 的苯亚甲基丙酮、 3g/L 的苯甲醛、 3g/L 的乙醇和 3g/L 的氯化铈组成；步骤一中的主盐稳定剂为对苯二酚。
     本实施方式制备的纳米级 Sn/SiC 复合镀层表面细致，经测试，复合镀层中 SiC 纳米颗粒的质量分数为 4.6 ％，镀层硬度为 147HV。在质量浓度为 3.5 ％的 NaCl 溶液中测试复合镀层的 Tafel 曲线，测得本实施方式制备的纳米级 Sn/SiC 复合镀层的腐蚀电流为 -6 -2 9.8×10 A.cm ，腐蚀电位为 -0.44V。25 ～ 100℃温度下循环 1000 周期、 2000h 进行锡须促进生长实验，结果表明，扫描电子显微镜观察未见锡须出现。
     具体实施方式三十七：本实施方式的纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，按以下步骤进行：一、将粒径为 30nm 的 SiC 纳米颗粒用甲磺酸浸泡 3h，然后加入分散剂，机械搅拌 5h，转速为 1500r/min，接着用频率为 30KHz 的超声波搅拌 2h，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉积促进剂和主盐稳定剂组成电镀液，电镀液中 SiC 纳米颗粒的浓度为 2g/L，分散剂的浓度为 182g/L，甲磺酸的浓度为 100g/L，甲磺酸亚锡的浓度为 30g/L，光亮剂的浓度为 1.5mL/L，共沉积促进剂的浓度为 10g/L，主盐稳定剂的浓度为 120g/L ；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中，且保持与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为 90° ；三、调 2 整阴极电流密度为 2A/dm ，于温度 30℃和常压下，机械搅拌 30s 后停止，然后施镀 5min，接着再机械搅拌 30s，然后施镀 5min，机械搅拌和施镀如此交替进行，直至施镀时间总计达到 20min，机械搅拌转速为 2000r/min，在机械搅拌和施镀过程中始终保持压缩氮气搅拌，氮气流速为 40mL/min，即完成纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备；其中步骤一中的分散剂由 140g/L 的氯化钾和 42g/L 的表面活性剂组成，所述的表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮按质量比 1 ∶ 2 组成；步骤一中的光亮剂由 5g/L 的 4-(3’ - 氨基苯甲酰基 )- 邻苯二甲酸酯、 8g/L 的 3- 萘酰基 -3- 羟基 -1， 2- 丙二氨、 12g/L 的 N， N- 二羟乙基丙酮和 10g/ L 的乙二醛组成；步骤一中的共沉积促进剂由 2g/L 的 4- 对甲氨基苯甲醛缩苯胺、 3g/L 的乙醇、 2g/L 的 N， N- 二甲基甲酰胺和 3g/L 的氯化铊组成；步骤一中的主盐稳定剂为对苯二酚。
     本实施方式制备的纳米级 Sn/SiC 复合镀层，表面细致，经测试，复合镀层中 SiC 纳米颗粒的质量分数为 6.5％，镀层的硬度为 217HV。在质量浓度为 3.5％的 NaCl 溶液中测试复合镀层的 Tafel 曲线，测得本实施方式制备的纳米级 Sn/SiC 复合镀层的腐蚀电流为 -6 -2 8.6×10 A.cm ，腐蚀电位为 -0.41V。25 ～ 100℃温度下循环 1000 周期、 2000h 进行锡须促进生长实验，结果表明，扫描电子显微镜观察未见锡须出现。
     具体实施方式三十八：本实施方式的纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，按以下步骤进行：一、将粒径为 30nm 的 SiC 纳米颗粒用甲磺酸浸泡 3h，然后加入分散剂，机械搅拌 3h，转速为 2500r/min，接着用频率为 80KHz 的超声波搅拌 1h，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉积促进剂和主盐稳定剂组成电镀液，电镀液中 SiC 纳米颗粒的浓度为 8g/L，分散剂的浓度为 139g/L，甲磺酸的浓度为 200g/L，甲磺酸亚锡的浓度为 45g/L，光亮剂的浓度为 3mL/L，共沉积促进剂的浓度为 7.5g/L，主盐稳定剂的浓度为 20g/L ；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中，且保持与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为 90° ；三、调整阴极电流密度为 2A/dm2，于温度 30℃和常压下，机械搅拌 30s 后停止，然后施镀 5min，接着再机械搅拌 30s，然后施镀 5min，机械搅拌和施镀如此交替进行，直至施镀时间总计达到 20min，机械搅拌转速为 2000r/min，在机械搅拌和施镀过程中始终保持压缩氮气搅拌，氮气流速为 40mL/min，即完成纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备；其中步骤一中的分散剂由 130g/ L 的氯化钾和 9g/L 的表面活性剂组成，所述的表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮按质量比 1 ∶ 2 组成；步骤一中的光亮剂由 5g/L 的 4-(3’ - 氨基苯甲酰基 )- 邻苯二甲酸酯、 8g/L 的 3- 萘酰基 -3- 羟基 -1， 2- 丙二氨、 12g/L 的 N， N- 二羟乙基丙酮和 10g/ L 的乙二醛组成；步骤一中的共沉积促进剂由 2g/L 的 1， 3- 二苯基丙烯酮、 2.5g/L 的邻氯苯胺、 1g/L 的丙酮和 2g/L 的氯化镧组成；步骤一中的主盐稳定剂为对苯二酚。
     本实施方式制备的纳米级 Sn/SiC 复合镀层，表面细致，经测试，复合镀层中 SiC 纳米颗粒的含量为 10.7 ％，镀层的硬度为 304HV。在质量浓度为 3.5 ％的 NaCl 溶液中测试复合镀层的 Tafel 曲线，测得本实施方式制备的纳米级 Sn/SiC 复合镀层的腐蚀电流为 -6 -2 5.8×10 A.cm ，腐蚀电位为 -0.35V。25 ～ 100℃的温度下循环 1000 周期、 2000 小时，进行锡须促进生长实验，结果表明，扫描电子显微镜观察未见锡须。
     具体实施方式三十九：本实施方式的纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备方法，按以下步骤进行：一、将粒径为 30nm 的 SiC 纳米颗粒用甲磺酸浸泡 3h，然后加入分散剂，机械搅拌 6h，转速为 2500r/min，接着用频率为 90KHz 的超声波搅拌 1h，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉积促进剂和主盐稳定剂组成电镀液，电镀液中 SiC 纳米颗粒的浓度为 8g/L，分散剂的浓度为 139g/L，甲磺酸的浓度为 200g/L，甲磺酸亚锡的浓度为 45g/L，光亮剂的浓度为 3mL/L，共沉积促进剂的浓度为 6g/L，主盐稳定剂的浓度为 20g/L ；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中，且保持与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为 90° ；三、调 2 整阴极电流密度为 2A/dm ，于温度 30℃和常压下，机械搅拌 30s 后停止，然后施镀 5min，接着再机械搅拌 30s，然后施镀 5min，机械搅拌和施镀如此交替进行，直至施镀时间总计达到 20min，机械搅拌转速为 2000r/min，在机械搅拌和施镀过程中始终保持压缩氮气搅拌，氮气流速为 40mL/min，即完成纳米级 Sn/SiC 复合镀层的制备；其中步骤一中的分散剂由 130g/ L 的氯化钾和 9g/L 的表面活性剂组成，所述的表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮按质量比 1 ∶ 2 组成；步骤一中的光亮剂由 5g/L 的 4-(3’ - 氨基苯甲酰基 )- 邻苯二甲酸酯、 8g/L 的 3- 萘酰基 -3- 羟基 -1， 2- 丙二氨、 12g/L 的 N， N- 二羟乙基丙酮和 10g/ L 的乙二醛组成；步骤一中的共沉积促进剂由 2g/L 的 4- 对甲氨基苯甲醛缩苯胺、 2g/L 的十六烷基二乙醇胺聚氧乙烯 -15 醚和 2g/L 的氯化镧组成；步骤一中的主盐稳定剂为对苯二酚。
     本实施方式制备的纳米级 Sn/SiC 复合镀层，表面细致，经测试，复合镀层中 SiC 纳米颗粒的含量为 14.2 ％，镀层的硬度为 336HV。在质量浓度为 3.5 ％的 NaCl 溶液中测试复合镀层的 Tafel 曲线，测得本实施方式制备的纳米级 Sn/SiC 复合镀层的腐蚀电流为 -6 -2 4.9×10 A.cm ，腐蚀电位为 -0.29V。25 ～ 100℃的温度下循环 1000 周期、 2000 小时，进行锡须促进生长实验，结果表明，扫描电子显微镜观察未见锡须。10

资源描述

《一种纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法.pdf（10页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

1、10申请公布号CN102051657A43申请公布日20110511CN102051657ACN102051657A21申请号201110023904222申请日20110121C25D15/00200601C25D3/3220060171申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号72发明人安茂忠初红涛张锦秋杨培霞74专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人韩末洙54发明名称一种纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法57摘要一种纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，涉及一种SN/SIC复合镀层的制备方法。本发明是要解决目前纯锡镀层易生长锡须、机械性能。

2、差，以及常规纳米复合镀技术中纳米颗粒不易在阴极上共沉积的问题。制备方法一、将SIC纳米颗粒用甲磺酸浸泡，然后加入分散剂，搅拌，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉积促进剂和主盐稳定剂组成电镀液；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中；三、调整阴极电流密度，机械搅拌和施镀交替进行，并始终保持压缩氮气搅拌，即完成纳米级SN/SIC复合镀层的制备。制备的纳米级SN/SIC复合镀层在抑制锡须生长、耐腐蚀性、硬度等方面都有显著提高。应用于可焊性电镀领域。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书7页CN102051663A1/2页21一种纳米级SN/SIC复合。

3、镀层的制备方法，其特征在于纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，按以下步骤进行一、将粒径为10100NM的SIC纳米颗粒用甲磺酸浸泡25H，然后加入分散剂，机械搅拌26H，转速为10003000R/MIN，接着用频率为3090KHZ的超声波搅拌12H，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉积促进剂、主盐稳定剂和去离子水组成电镀液，电镀液中SIC纳米颗粒的浓度为130G/L，分散剂的浓度为40300G/L，甲磺酸的浓度为100250G/L，甲磺酸亚锡的浓度为2080G/L，光亮剂的浓度为0510ML/L，共沉积促进剂的浓度为530G/L，主盐稳定剂的浓度为10200G/L；二、将阴极铜箔与纯锡阳极。

4、板平行放置于镀液中，且保持与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为90180；三、调整阴极电流密度为28A/DM2，于温度30和常压下，机械搅拌30S后停止，然后施镀5MIN，接着再机械搅拌30S，然后施镀5MIN，机械搅拌和施镀如此交替进行，直至施镀时间总计达到20MIN，机械搅拌转速为10003000R/MIN，在机械搅拌和施镀过程中始终保持压缩氮气搅拌，氮气流速为10200ML/MIN，即完成纳米级SN/SIC复合镀层的制备；其中步骤一中的分散剂由10200G/L的惰性电解质和0510G/L的表面活性剂组成，所述的惰性电解质为氯化钾，所述的表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮按质。

5、量比12组成；步骤一中的光亮剂由5G/L的43氨基苯甲酰基邻苯二甲酸酯、8G/L的3萘酰基3羟基1，2丙二氨、12G/L的N，N二羟乙基丙酮和10G/L的乙二醛组成；步骤一中的共沉积促进剂由试剂A、试剂B和试剂C组成，所述的试剂A为苯亚甲基丙酮、苯甲醛、1，3二苯基丙烯酮、4对甲氨基苯甲醛缩苯胺、邻氯苯胺、甲基丙烯酸中的一种或其中几种的组合，所述的试剂B为乙醇、丙酮、十六烷基二乙醇胺聚氧乙烯15醚、2，5一二甲氧基苯甲醛、甲醛、聚氧乙烯醚、N，N二甲基甲酰胺中的一种或其中几种的组合，所述的试剂C为氯化铈、氯化铊、氯化镧中的一种或其中几种的组合；步骤一中的主盐稳定剂为对苯二酚。2根据权利要求1所。

6、述的一种纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，其特征在于步骤一中SIC纳米颗粒的浓度为525G/L。3根据权利要求1或2所述的一种纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，其特征在于步骤一中分散剂的浓度为100250G/L。4根据权利要求3所述的一种纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，其特征在于步骤一中甲磺酸的浓度为150200G/L。5根据权利要求4所述的一种纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，其特征在于步骤一中甲磺酸亚锡的浓度为4060G/L。6根据权利要求5所述的一种纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，其特征在于步骤一中光亮剂的浓度为28ML/L。7根据权利要求6所述的一种纳米级SN/。

7、SIC复合镀层的制备方法，其特征在于步骤一中共沉积促进剂的浓度为1025G/L。8根据权利要求7所述的一种纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，其特征在于步骤一中主盐稳定剂的浓度为50150G/L。9根据权利要求8所述的一种纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，其特征在于步骤二中与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为120150。10根据权利要求9所述的一种纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，其特征在于步骤权利要求书CN102051657ACN102051663A2/2页3三中氮气流速为50150ML/MIN。权利要求书CN102051657ACN102051663A1/7页4一种纳米级SN/。

8、SIC复合镀层的制备方法技术领域0001本发明涉及一种SN/SIC复合镀层的制备方法。背景技术0002在20世纪末，电子工业中传统的可焊性镀层组成较为单一，主要采用电镀SNPB合金。SNPB合金镀层由于其熔点较低183、可焊性好、能有效抑制锡须和耐蚀性好，镀液稳定、成本较低、均镀能力好等优点而广泛应用于电子电镀领域。但由于铅对环境有污染，进入21世纪，无铅可焊性镀层的研究成为可焊性电镀领域的热点。在寻找可以替代PB的金属元素遇到种种困难，于是人们又回到了纯SN镀层上，但是纯锡镀层作为可焊性镀层具有镀层易生长锡须，且机械性能差的缺点。0003纳米粒子具有的量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应。

9、等，使其表现出很多独特的物理及化学性能。采用液相金属电沉积技术，通过将纳米粒子引入金属镀层中形成的纳米复合镀层，显示出优越的机械性能、电催化性能、耐腐蚀性能等，正逐渐成为研究的热点。然而常规纳米复合镀技术中，纳米颗粒不易在阴极上共沉积。发明内容0004本发明是要解决目前纯锡镀层易生长锡须、机械性能差，以及常规纳米复合镀技术中纳米颗粒不易在阴极上共沉积的问题，提供一种纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法。0005本发明的一种纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，按以下步骤进行一、将粒径为10100NM的SIC纳米颗粒用甲磺酸浸泡25H，然后加入分散剂，机械搅拌26H，转速为10003000R/M。

10、IN，接着用频率为3090KHZ的超声波搅拌12H，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉积促进剂、主盐稳定剂和去离子水组成电镀液，电镀液中SIC纳米颗粒的浓度为130G/L，分散剂的浓度为40300G/L，甲磺酸的浓度为100250G/L，甲磺酸亚锡的浓度为2080G/L，光亮剂的浓度为0510ML/L，共沉积促进剂的浓度为530G/L，主盐稳定剂的浓度为10200G/L；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中，且保持与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为90180；三、调整阴极电流密度为28A/DM2，于温度30和常压下，机械搅拌30S后停止，然后施镀5MIN，接着再机械搅拌30S，然后施。

11、镀5MIN，机械搅拌和施镀如此交替进行，直至施镀时间总计达到20MIN，机械搅拌转速为10003000R/MIN，在机械搅拌和施镀过程中始终保持压缩氮气搅拌，氮气流速为10200ML/MIN，即完成纳米级SN/SIC复合镀层的制备；其中步骤一中的分散剂由10200G/L的惰性电解质和0510G/L的表面活性剂组成，所述的惰性电解质为氯化钾，所述的表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮按质量比12组成；步骤一中的光亮剂由5G/L的43氨基苯甲酰基邻苯二甲酸酯、8G/L的3萘酰基3羟基1，2丙二氨、12G/L的N，N二羟乙基丙酮和10G/L的乙二醛组成；步骤一中的共沉积促进剂由试剂A、试。

12、剂B和试剂C组成，所述的试剂A为苯亚甲基丙酮、苯甲醛、1，3二苯基丙烯酮、4对甲氨基苯甲醛缩苯胺、邻氯苯胺、甲基丙烯酸中的一种或其中几种说明书CN102051657ACN102051663A2/7页5的组合，所述的试剂B为乙醇、丙酮、十六烷基二乙醇胺聚氧乙烯15醚、2，5一二甲氧基苯甲醛、甲醛、聚氧乙烯醚、N，N二甲基甲酰胺中的一种或其中几种的组合，所述的试剂C为氯化铈、氯化铊、氯化镧中的一种或其中几种的组合；步骤一中的主盐稳定剂为对苯二酚。0006本发明的优点如下00071、本发明是在电镀锡镀液中加入纳米SIC微粒，通过控制工艺及加入添加剂，得到了纳米级锡与纳米SIC微粒共存的复合镀层。镀液。

13、中加入了光亮剂、共沉积促进剂等添加剂，大大增加了阴极极化，使复合镀层的基质金属锡晶粒大大细化，达到了纳米级，镀层致密、平整，并促进了SIC微粒在镀层中的沉积，强化基质材料。00082、本发明的方法中两电极的放置采用与镀槽底部保持特殊角度的方式，间歇互补式施镀、搅拌的方式，减少了纳米粒子的团聚，在不影响镀层表面形貌的前提下，促进了SIC纳米微粒在镀层中的沉积。00093、对本发明方法中的电镀液进行镀液性能测试，结果表明，加入添加剂后的镀液，可使阴极极化增加，电流效率、镀液分散能力、覆盖能力与常规镀锡液相当。00104、由于纳米SIC微粒的加入，使纳米级基质金属锡得到了强化，调整了得到的复合镀层内。

14、部应力的分配。复合镀层中SIC微粒的质量分数为41142，进行25100热循环实验表明，1000周期、2000H未观察到锡须出现；硬度测试表明，镀层硬度为125336HV相同条件下，纯锡镀层的平均硬度为78HV；通过TAFEL曲线测试其耐腐蚀性能，结果表明，纳米基复合镀层腐蚀电流分别为01198106ACM2，腐蚀电位分别为045029V相同条件下，纯锡镀层腐蚀电流平均为23105ACM2，腐蚀电位平均为053V。以上结果说明使用本发明的方法制备的纳米级SN/SIC复合镀层在抑制锡须生长、耐腐蚀性、硬度等方面都有显著提高。具体实施方式0011本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括。

15、各具体实施方式间的任意组合。0012具体实施方式一本实施方式的纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，按以下步骤进行一、将粒径为10100NM的SIC纳米颗粒用甲磺酸浸泡25H，然后加入分散剂，机械搅拌26H，转速为10003000R/MIN，接着用频率为3090KHZ的超声波搅拌12H，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉积促进剂、主盐稳定剂和去离子水组成电镀液，电镀液中SIC纳米颗粒的浓度为130G/L，分散剂的浓度为40300G/L，甲磺酸的浓度为100250G/L，甲磺酸亚锡的浓度为2080G/L，光亮剂的浓度为0510ML/L，共沉积促进剂的浓度为530G/L，主盐稳定剂的浓度为102。

16、00G/L；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中，且保持与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为90180；三、调整阴极电流密度为28A/DM2，于温度30和常压下，机械搅拌30S后停止，然后施镀5MIN，接着再机械搅拌30S，然后施镀5MIN，机械搅拌和施镀如此交替进行，直至施镀时间总计达到20MIN，机械搅拌转速为10003000R/MIN，在机械搅拌和施镀过程中始终保持压缩氮气搅拌，氮气流速为10200ML/MIN，即完成纳米级SN/SIC复合镀层的制备；其中步骤一中的分散剂由10200G/L的惰性电解质和0510G/L的表面活性剂组成，所述的惰性电解质为氯化钾，所述的表面活性剂由十六。

17、烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮按质量比说明书CN102051657ACN102051663A3/7页612组成；步骤一中的光亮剂由5G/L的43氨基苯甲酰基邻苯二甲酸酯、8G/L的3萘酰基3羟基1，2丙二氨、12G/L的N，N二羟乙基丙酮和10G/L的乙二醛组成；步骤一中的共沉积促进剂由试剂A、试剂B和试剂C组成，所述的试剂A为苯亚甲基丙酮、苯甲醛、1，3二苯基丙烯酮、4对甲氨基苯甲醛缩苯胺、邻氯苯胺、甲基丙烯酸中的一种或其中几种的组合，所述的试剂B为乙醇、丙酮、十六烷基二乙醇胺聚氧乙烯15醚、2，5一二甲氧基苯甲醛、甲醛、聚氧乙烯醚、N，N二甲基甲酰胺中的一种或其中几种的组合，所述的试剂C。

18、为氯化铈、氯化铊、氯化镧中的一种或其中几种的组合；步骤一中的主盐稳定剂为对苯二酚。0013本实施方式步骤一所述的共沉积促进剂为混合物时，各种溶剂间可按任意比混合；所述的试剂A为混合物时，各种溶剂间可按任意比混合；所述的试剂B为混合物时，各种溶剂间可按任意比混合；所述的试剂C为混合物时，各种溶剂间可按任意比混合。0014本实施方式制备的复合镀层中SIC微粒的质量分数为41142，进行25100热循环实验表明，1000周期、2000H未观察到锡须出现；硬度测试表明，镀层硬度为125336HV相同条件下，纯锡镀层的平均硬度为78HV；通过TAFEL曲线测试其耐腐蚀性能，结果表明，纳米基复合镀层腐蚀电。

19、流分别为01198106ACM2，腐蚀电位分别为045029V相同条件下，纯锡镀层腐蚀电流平均为23105ACM2，腐蚀电位平均为053V。以上结果说明使用本发明的方法制备的纳米级SN/SIC复合镀层在抑制锡须生长、耐腐蚀性、硬度等方面都有显著提高。0015具体实施方式二本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中SIC纳米颗粒的粒径为3080NM。其它与具体实施方式一相同。0016具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中SIC纳米颗粒的粒径为50NM。其它与具体实施方式一相同。0017具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤一中SIC纳米颗粒用甲磺酸浸泡34。

20、H。其它与具体实施方式一至三之一相同。0018具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤一中机械搅拌35H。其它与具体实施方式一至四之一相同。0019具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤一中转速为2000R/MIN。其它与具体实施方式一至五之一相同。0020具体实施方式七本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤一中超声波频率为4080KHZ。其它与具体实施方式一至六之一相同。0021具体实施方式八本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤一中超声波频率为60KHZ。其它与具体实施方式一至六之一相同。0022具体实施方式九本实施方式与具体实施方。

21、式一至八之一不同的是步骤一中SIC纳米颗粒的浓度为525G/L。其它与具体实施方式一至八之一相同。0023具体实施方式十本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤一中SIC纳米颗粒的浓度为1015G/L。其它与具体实施方式一至八之一相同。0024具体实施方式十一本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤一中SIC纳米颗粒的浓度为2G/L。其它与具体实施方式一至八之一相同。0025具体实施方式十二本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤一中说明书CN102051657ACN102051663A4/7页7SIC纳米颗粒的浓度为8G/L。其它与具体实施方式一至八之一相同。0026具体实。

22、施方式十三本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是步骤一中分散剂的浓度为100250G/L。其它与具体实施方式一至十二之一相同。0027具体实施方式十四本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是步骤一中分散剂的浓度为150200G/L。其它与具体实施方式一至十二之一相同。0028具体实施方式十五本实施方式与具体实施方式一至十四之一不同的是步骤一中甲磺酸的浓度为150200G/L。其它与具体实施方式一至十四之一相同。0029具体实施方式十六本实施方式与具体实施方式一至十五之一不同的是步骤一中甲磺酸亚锡的浓度为4060G/L。其它与具体实施方式一至十五之一相同。0030具体实施方式十七本实施。

23、方式与具体实施方式一至十五之一不同的是步骤一中甲磺酸亚锡的浓度为45G/L。其它与具体实施方式一至十五之一相同。0031具体实施方式十八本实施方式与具体实施方式一至十七之一不同的是步骤一中光亮剂的浓度为28ML/L。其它与具体实施方式一至十七之一相同。0032具体实施方式十九本实施方式与具体实施方式一至十七之一不同的是步骤一中光亮剂的浓度为5ML/L。其它与具体实施方式一至十七之一相同。0033具体实施方式二十本实施方式与具体实施方式一至十九之一不同的是步骤一中共沉积促进剂的浓度为1025G/L。其它与具体实施方式一至十九之一相同。0034具体实施方式二十一本实施方式与具体实施方式一至十九之一。

24、不同的是步骤一中共沉积促进剂的浓度为15G/L。其它与具体实施方式一至十九之一相同。0035具体实施方式二十二本实施方式与具体实施方式一至二十一之一不同的是步骤一中主盐稳定剂的浓度为50150G/L。其它与具体实施方式一至二十一之一相同。0036具体实施方式二十三本实施方式与具体实施方式一至二十一之一不同的是步骤一中主盐稳定剂的浓度为100G/L。其它与具体实施方式一至二十一之一相同。0037具体实施方式二十四本实施方式与具体实施方式一至二十三之一不同的是步骤一中惰性电解质的浓度为50150G/L。其它与具体实施方式一至二十三之一相同。0038具体实施方式二十五本实施方式与具体实施方式一至二十。

25、三之一不同的是步骤一中惰性电解质的浓度为100G/L。其它与具体实施方式一至二十三之一相同。0039具体实施方式二十六本实施方式与具体实施方式一至二十五之一不同的是步骤一中表面活性剂的浓度为37G/L。其它与具体实施方式一至二十五之一相同。0040具体实施方式二十七本实施方式与具体实施方式一至二十五之一不同的是步骤一中表面活性剂的浓度为5G/L。其它与具体实施方式一至二十五之一相同。0041具体实施方式二十八本实施方式与具体实施方式一至二十七之一不同的是步骤二中与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为120150。其它与具体实施方式一至二十七之一相同。0042具体实施方式二十九本实施方式与具体实施。

26、方式一至二十七之一不同的是步骤二中与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为130。其它与具体实施方式一至二十七之一相同。0043具体实施方式三十本实施方式与具体实施方式一至二十九之一不同的是步骤三中调整阴极电流密度为37A/DM2。其它与具体实施方式一至二十九之一相同。说明书CN102051657ACN102051663A5/7页80044具体实施方式三十一本实施方式与具体实施方式一至二十九之一不同的是步骤三中调整阴极电流密度为5A/DM2。其它与具体实施方式一至二十九之一相同。0045具体实施方式三十二本实施方式与具体实施方式一至三十一之一不同的是步骤三中机械搅拌转速为2000R/MIN。其它与。

27、具体实施方式一至三十一之一相同。0046具体实施方式三十三本实施方式与具体实施方式一至三十二之一不同的是步骤三中氮气流速为50150ML/MIN。其它与具体实施方式一至三十二之一相同。0047具体实施方式三十四本实施方式与具体实施方式一至三十二之一不同的是步骤三中氮气流速为100ML/MIN。其它与具体实施方式一至三十二之一相同。0048具体实施方式三十五本实施方式的纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，按以下步骤进行一、将粒径为30NM的SIC纳米颗粒用甲磺酸浸泡3H，然后加入分散剂，机械搅拌4H，转速为2000R/MIN，接着用频率为50KHZ的超声波搅拌2H，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮。

28、剂、共沉积促进剂和主盐稳定剂组成电镀液，电镀液中SIC纳米颗粒的浓度为2G/L，分散剂的浓度为126G/L，甲磺酸的浓度为140G/L，甲磺酸亚锡的浓度为20G/L，光亮剂的浓度为3ML/L，共沉积促进剂的浓度为8G/L，主盐稳定剂的浓度为120G/L；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中，且保持与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为90；三、调整阴极电流密度为2A/DM2，于温度30和常压下，机械搅拌30S后停止，然后施镀5MIN，接着再机械搅拌30S，然后施镀5MIN，机械搅拌和施镀如此交替进行，直至施镀时间总计达到20MIN，机械搅拌转速为2000R/MIN，在机械搅拌和施镀过程中始。

29、终保持压缩氮气搅拌，氮气流速为40ML/MIN，即完成纳米级SN/SIC复合镀层的制备；其中步骤一中的分散剂由120G/L的氯化钾和6G/L的表面活性剂组成，所述的表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮按质量比12组成；步骤一中的光亮剂由5G/L的43氨基苯甲酰基邻苯二甲酸酯、8G/L的3萘酰基3羟基1，2丙二氨、12G/L的N，N二羟乙基丙酮和10G/L的乙二醛组成；步骤一中的共沉积促进剂由3G/L的1，3二苯基丙烯酮、2G/L的2，5一二甲氧基苯甲醛和3G/L的氯化铈组成；步骤一中的主盐稳定剂为对苯二酚。0049本实施方式制备的纳米级SN/SIC复合镀层表面细致，经测试，复合镀层。

30、中SIC纳米颗粒的质量分数为41，镀层硬度为125HV。在质量浓度为35的NACL溶液中测试复合镀层的TAFEL曲线，测得本实施方式制备的纳米级SN/SIC复合镀层的腐蚀电流为11105ACM2，腐蚀电位为045V。25100温度下循环1000周期、2000H进行锡须促进生长实验，结果表明，扫描电子显微镜观察未见锡须出现。0050具体实施方式三十六本实施方式的纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，按以下步骤进行一、将粒径为30NM的SIC纳米颗粒用甲磺酸浸泡3H，然后加入分散剂，机械搅拌3H，转速为3000R/MIN，接着用频率为60KHZ的超声波搅拌1H，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉。

31、积促进剂和主盐稳定剂组成电镀液，电镀液中SIC纳米颗粒的浓度为2G/L，分散剂的浓度为126G/L，甲磺酸的浓度为140G/L，甲磺酸亚锡的浓度为20G/L，光亮剂的浓度为3ML/L，共沉积促进剂的浓度为11G/L，主盐稳定剂的浓度为120G/L；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中，且保持与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为90；三、调整阴极电流密度为2A/DM2，于温度30和常压下，机械搅拌30S后停止，然后施镀5MIN，接着再机械搅拌30S，然后施镀5MIN，机械搅拌和施镀如此交替进行，直至施镀时间总计达到20MIN，机械搅拌转速为2000R/MIN，在机械搅拌和施镀过程中始终保持。

32、压缩氮气搅拌，氮气说明书CN102051657ACN102051663A6/7页9流速为40ML/MIN，即完成纳米级SN/SIC复合镀层的制备；其中步骤一中的分散剂由120G/L的氯化钾和6G/L的表面活性剂组成，所述的表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮按质量比12组成；步骤一中的光亮剂由5G/L的43氨基苯甲酰基邻苯二甲酸酯、8G/L的3萘酰基3羟基1，2丙二氨、12G/L的N，N二羟乙基丙酮和10G/L的乙二醛组成；步骤一中的共沉积促进剂由2G/L的苯亚甲基丙酮、3G/L的苯甲醛、3G/L的乙醇和3G/L的氯化铈组成；步骤一中的主盐稳定剂为对苯二酚。0051本实施方式制备的。

33、纳米级SN/SIC复合镀层表面细致，经测试，复合镀层中SIC纳米颗粒的质量分数为46，镀层硬度为147HV。在质量浓度为35的NACL溶液中测试复合镀层的TAFEL曲线，测得本实施方式制备的纳米级SN/SIC复合镀层的腐蚀电流为98106ACM2，腐蚀电位为044V。25100温度下循环1000周期、2000H进行锡须促进生长实验，结果表明，扫描电子显微镜观察未见锡须出现。0052具体实施方式三十七本实施方式的纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，按以下步骤进行一、将粒径为30NM的SIC纳米颗粒用甲磺酸浸泡3H，然后加入分散剂，机械搅拌5H，转速为1500R/MIN，接着用频率为30KHZ的。

34、超声波搅拌2H，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉积促进剂和主盐稳定剂组成电镀液，电镀液中SIC纳米颗粒的浓度为2G/L，分散剂的浓度为182G/L，甲磺酸的浓度为100G/L，甲磺酸亚锡的浓度为30G/L，光亮剂的浓度为15ML/L，共沉积促进剂的浓度为10G/L，主盐稳定剂的浓度为120G/L；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中，且保持与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为90；三、调整阴极电流密度为2A/DM2，于温度30和常压下，机械搅拌30S后停止，然后施镀5MIN，接着再机械搅拌30S，然后施镀5MIN，机械搅拌和施镀如此交替进行，直至施镀时间总计达到20MIN，机械搅拌转。

35、速为2000R/MIN，在机械搅拌和施镀过程中始终保持压缩氮气搅拌，氮气流速为40ML/MIN，即完成纳米级SN/SIC复合镀层的制备；其中步骤一中的分散剂由140G/L的氯化钾和42G/L的表面活性剂组成，所述的表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮按质量比12组成；步骤一中的光亮剂由5G/L的43氨基苯甲酰基邻苯二甲酸酯、8G/L的3萘酰基3羟基1，2丙二氨、12G/L的N，N二羟乙基丙酮和10G/L的乙二醛组成；步骤一中的共沉积促进剂由2G/L的4对甲氨基苯甲醛缩苯胺、3G/L的乙醇、2G/L的N，N二甲基甲酰胺和3G/L的氯化铊组成；步骤一中的主盐稳定剂为对苯二酚。0053本。

36、实施方式制备的纳米级SN/SIC复合镀层，表面细致，经测试，复合镀层中SIC纳米颗粒的质量分数为65，镀层的硬度为217HV。在质量浓度为35的NACL溶液中测试复合镀层的TAFEL曲线，测得本实施方式制备的纳米级SN/SIC复合镀层的腐蚀电流为86106ACM2，腐蚀电位为041V。25100温度下循环1000周期、2000H进行锡须促进生长实验，结果表明，扫描电子显微镜观察未见锡须出现。0054具体实施方式三十八本实施方式的纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，按以下步骤进行一、将粒径为30NM的SIC纳米颗粒用甲磺酸浸泡3H，然后加入分散剂，机械搅拌3H，转速为2500R/MIN，接着用。

37、频率为80KHZ的超声波搅拌1H，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉积促进剂和主盐稳定剂组成电镀液，电镀液中SIC纳米颗粒的浓度为8G/L，分散剂的浓度为139G/L，甲磺酸的浓度为200G/L，甲磺酸亚锡的浓度为45G/L，光亮剂的浓度为3ML/L，共沉积促进剂的浓度为75G/L，主盐稳定剂的浓度为20G/L；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中，且保持与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为90；三、调说明书CN102051657ACN102051663A7/7页10整阴极电流密度为2A/DM2，于温度30和常压下，机械搅拌30S后停止，然后施镀5MIN，接着再机械搅拌30S，然后施镀。

38、5MIN，机械搅拌和施镀如此交替进行，直至施镀时间总计达到20MIN，机械搅拌转速为2000R/MIN，在机械搅拌和施镀过程中始终保持压缩氮气搅拌，氮气流速为40ML/MIN，即完成纳米级SN/SIC复合镀层的制备；其中步骤一中的分散剂由130G/L的氯化钾和9G/L的表面活性剂组成，所述的表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮按质量比12组成；步骤一中的光亮剂由5G/L的43氨基苯甲酰基邻苯二甲酸酯、8G/L的3萘酰基3羟基1，2丙二氨、12G/L的N，N二羟乙基丙酮和10G/L的乙二醛组成；步骤一中的共沉积促进剂由2G/L的1，3二苯基丙烯酮、25G/L的邻氯苯胺、1G/L的丙酮。

39、和2G/L的氯化镧组成；步骤一中的主盐稳定剂为对苯二酚。0055本实施方式制备的纳米级SN/SIC复合镀层，表面细致，经测试，复合镀层中SIC纳米颗粒的含量为107，镀层的硬度为304HV。在质量浓度为35的NACL溶液中测试复合镀层的TAFEL曲线，测得本实施方式制备的纳米级SN/SIC复合镀层的腐蚀电流为58106ACM2，腐蚀电位为035V。25100的温度下循环1000周期、2000小时，进行锡须促进生长实验，结果表明，扫描电子显微镜观察未见锡须。0056具体实施方式三十九本实施方式的纳米级SN/SIC复合镀层的制备方法，按以下步骤进行一、将粒径为30NM的SIC纳米颗粒用甲磺酸浸泡3。

40、H，然后加入分散剂，机械搅拌6H，转速为2500R/MIN，接着用频率为90KHZ的超声波搅拌1H，之后依次加入甲磺酸亚锡、光亮剂、共沉积促进剂和主盐稳定剂组成电镀液，电镀液中SIC纳米颗粒的浓度为8G/L，分散剂的浓度为139G/L，甲磺酸的浓度为200G/L，甲磺酸亚锡的浓度为45G/L，光亮剂的浓度为3ML/L，共沉积促进剂的浓度为6G/L，主盐稳定剂的浓度为20G/L；二、将阴极铜箔与纯锡阳极板平行放置于镀液中，且保持与阳极相对的阴极面与槽底形成的角度为90；三、调整阴极电流密度为2A/DM2，于温度30和常压下，机械搅拌30S后停止，然后施镀5MIN，接着再机械搅拌30S，然后施镀5。

41、MIN，机械搅拌和施镀如此交替进行，直至施镀时间总计达到20MIN，机械搅拌转速为2000R/MIN，在机械搅拌和施镀过程中始终保持压缩氮气搅拌，氮气流速为40ML/MIN，即完成纳米级SN/SIC复合镀层的制备；其中步骤一中的分散剂由130G/L的氯化钾和9G/L的表面活性剂组成，所述的表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮按质量比12组成；步骤一中的光亮剂由5G/L的43氨基苯甲酰基邻苯二甲酸酯、8G/L的3萘酰基3羟基1，2丙二氨、12G/L的N，N二羟乙基丙酮和10G/L的乙二醛组成；步骤一中的共沉积促进剂由2G/L的4对甲氨基苯甲醛缩苯胺、2G/L的十六烷基二乙醇胺聚氧乙烯15醚和2G/L的氯化镧组成；步骤一中的主盐稳定剂为对苯二酚。0057本实施方式制备的纳米级SN/SIC复合镀层，表面细致，经测试，复合镀层中SIC纳米颗粒的含量为142，镀层的硬度为336HV。在质量浓度为35的NACL溶液中测试复合镀层的TAFEL曲线，测得本实施方式制备的纳米级SN/SIC复合镀层的腐蚀电流为49106ACM2，腐蚀电位为029V。25100的温度下循环1000周期、2000小时，进行锡须促进生长实验，结果表明，扫描电子显微镜观察未见锡须。说明书CN102051657A。

展开阅读全文