退锡组合液及退锡方法
阅读：1发布：2020-07-31
专利汇可以提供退锡组合液及退锡方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种退 锡 组合液及退锡方法。退锡组合液包括单独储存的退锡A液和退锡B液，退锡A液与退锡B液的重量百分比为1:0.2～1.2。退锡A液包含以下重量百分比的各组分： 硫酸 30～40％，过 氧 化氢1～5％， 有机酸 5～10％，渗透剂0.5～1.5％，缓蚀剂1～3％，促进剂0.5～1.5％，去离子 水 余量；退锡B液包含以下重量百分比的各组分：三氯化 铁 5～15％，苯并三氮唑2～8％， 柠檬酸 0.5～5％，去离子水余量。本发明的退锡组合液在退除金属锡或锡 合金 层时，退锡速度快，且退锡过程中无烟雾挥发产生，解决了退锡组合液在使用中对空气的污染问题。退锡后的废液处理简单，解决了废液对水资源污染的问题，从而实现了退锡组合液的绿色环保。，下面是退锡组合液及退锡方法专利的具体信息内容。
1.一种退锡组合液，其特征在于，包括单独储存的退锡A液和退锡B液，其中：
所述退锡A液包含以下重量百分比的各组分：硫酸30-40％，过氧化氢1～5％，有机酸5～10％，渗透剂0.5～1.5％，缓蚀剂1～3％，促进剂0.5～1.5％，去离子水余量；
所述退锡B液包含以下重量百分比的各组分：三氯化铁5～15％，苯并三氮唑2～8％，柠檬酸0.5～5％，去离子水余量。
2.根据权利要求1所述的退锡组合液，其特征在于，所述退锡A液与退锡B液的重量百分比为1:(0.2～1.2)。
3.根据权利要求1所述的退锡组合液，其特征在于，所述退锡A液包含以下重量百分比的各组分：硫酸35％，过氧化氢2％，有机酸8％，渗透剂1％，缓蚀剂2％，促进剂1％，去离子水余量；
所述退锡B液包含以下重量百分比的各组分：三氯化铁10％，苯并三氮唑5％，柠檬酸
3％，去离子水余量。
4.根据权利要求1所述的退锡组合液，其特征在于，所述有机酸选自甲基磺酸、乙酸、丙酸、丙烯酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸马来酸、乙醇酸、乳酸、苹果酸及柠檬酸、氨基磺酸及烟酸中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的退锡组合液，其特征在于，所述有机酸选自乙酸、甲基磺酸及氨基磺酸中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的退锡组合液，其特征在于，所述渗透剂选自丙二醇、乙二醇单丁醚、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂中的一种或多种组合。
7.根据权利要求6所述的退锡组合液，其特征在于，所述渗透剂选自丙二醇、乙二醇单丁醚中的一种或两种组合。
8.根据权利要求1所述的退锡组合液，其特征在于，所述缓蚀剂选自咪唑、2-甲基咪唑、
1，2-二乙基咪唑、苯并咪唑、三唑及苯并三唑、甲基苯并三唑、四氮唑、5-甲基苯并四氮唑、
5-氨基四氮唑中的一种或几种。
9.根据权利要求8所述的退锡组合液，其特征在于，所述缓蚀剂选自咪唑、四氮唑、苯并三氮唑中的一种或几种组合。
10.根据权利要求1所述的退锡组合液，其特征在于，所述促进剂选自乙二胺、单乙醇胺、环己胺、N-甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺、N-丁基乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、羟乙基哌嗪中的一种或多种组合。
11.根据权利要求10所述的退锡组合液，其特征在于，所述促进剂选自单乙醇胺、环己胺或三乙醇胺中的一种或多种组合。
12.一种退锡方法，其特征在于，采用如权利要求1-11任意一项所述的退锡组合液，包括以下步骤：
S1，在温度10～50℃下，将镀锡覆铜板浸泡于所述退锡组合液的退锡A液中30～120秒，完成第一次退锡，得到铜板；
S2、将所述铜板采用去离子水进行水洗；
S3、在温度10～50℃下，将水洗后的所述铜板浸泡于所述退锡组合液的退锡B液中15～
30秒。
退锡组合液及退锡方法
技术领域
[0001] 本发明涉及线路板加工技术领域，特别涉及一种退锡组合液及退锡方法。
背景技术
[0002] 在印刷线路板制造行业，一般先将基材进行电镀铜，然后在铜层上进行图形电镀锡或锡合金，之后将未被锡层保护的铜层蚀刻，而保留镀成图形的锡层或锡合金层及其覆盖的底铜。在蚀刻工序完成后需要将铜表面多余的锡层及锡合金层除去，即退锡工序。
[0003] 目前，传统的退锡组合液通常包括含氟型退锡剂、有机酸型退锡剂和硝酸型退锡剂。但是，含氟型退锡剂在生产过程中会释放出有毒的含氟气体，且由于氟化物容易攻击腐蚀线路板基材绝缘层的玻璃纤维成分，导致基材容易损坏，同时含氟型退锡剂退锡后的退锡废液难以处理。有机酸型退锡剂不仅原料价格成本高，且退锡废液中含有大量有机物，处理难度大。硝酸型退锡剂在退锡过程中硝酸与锡、铜金属发生剧烈的化学反应，释放出大量的氮氧化物NOx烟雾而污染车间及周围环境，长期在此环境下工作对人体身心健康造成伤害。且退锡废液中含大量硝酸，因此从退锡废液中回收金属后排放的废液处理难度大。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种绿色环保的退锡组合液及退锡方法，以解决现有技术中的问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供一种退锡组合液，包括单独储存的退锡A液和退锡B液，其中：所述退锡A液包含以下重量百分比的各组分：硫酸30-40％，过氧化氢1～5％，有机酸5～10％，渗透剂0.5～1.5％，缓蚀剂1～3％，促进剂0.5～1.5％，去离子水余量；所述退锡B液包含以下重量百分比的各组分：三氯化铁5～15％，苯并三氮唑2～8％，柠檬酸0.5～5％，去离子水余量。
[0006] 在其中一实施方式中，所述退锡A液与退锡B液的重量百分比为1:(0.2～1.2)。
[0007] 在其中一实施方式中，所述退锡A液包含以下重量百分比的各组分：硫酸35％，过氧化氢2％，有机酸8％，渗透剂1％，缓蚀剂2％，促进剂1％，去离子水余量；所述退锡B液包含以下重量百分比的各组分：三氯化铁10％，苯并三氮唑5％，柠檬酸3％，去离子水余量。
[0009] 在其中一实施方式中，所述有机酸选自乙酸、甲基磺酸及氨基磺酸中的一种或多种。
[0010] 在其中一实施方式中，所述渗透剂选自丙二醇、乙二醇单丁醚、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂中的一种或多种组合。
[0011] 在其中一实施方式中，所述渗透剂选自丙二醇、乙二醇单丁醚中的一种或两种组合。
[0012] 在其中一实施方式中，所述缓蚀剂选自咪唑、2-甲基咪唑、1，2-二乙基咪唑、苯并咪唑、三唑及苯并三唑、甲基苯并三唑、四氮唑、5-甲基苯并四氮唑、5-氨基四氮唑中的一种或几种。
[0013] 在其中一实施方式中，所述缓蚀剂选自咪唑、四氮唑、苯并三氮唑中的一种或几种组合。
[0014] 在其中一实施方式中，所述促进剂选自乙二胺、单乙醇胺、环己胺、N-甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺、N-丁基乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、羟乙基哌嗪中的一种或多种组合。
[0015] 在其中一实施方式中，所述促进剂选自单乙醇胺、环己胺或三乙醇胺中的一种或多种组合。
[0016] 本发明还提供一种退锡方法，采用如上项所述的退锡组合液，包括以下步骤：
[0018] S2、将所述铜板采用去离子水进行水洗；
[0019] S3、在温度10～50℃下，将水洗后的所述铜板浸泡于所述退锡组合液的退锡B液中15～30秒。
[0020] 由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：
[0021] 本发明的退锡组合液包括单独储存的退锡A液和退锡B液，先通过退锡A液对锡层进行快速及大量的退除工作，再通过退锡B液对锡层与铜结合处的铜锡合金进行退除，即完成覆铜板材上的退锡工作。且退锡组合液在退除金属锡或锡合金层时，退锡速度快，退锡过程中无烟雾挥发产生，解决了退锡组合液在使用中对空气的污染问题。退锡后的废液处理简单，解决了废液对水资源污染的问题，从而实现了退锡组合液的绿色环保。附图说明
[0022] 图1是本发明退锡方法的流程图。
具体实施方式
[0023] 体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
[0024] 为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
[0026] 其中，锡合金可以是铅锡合金，还可以是锡银合金、锡铋合金、锡镉合金、锡铟合金或其他合金。
[0027] 另外，在覆铜的板材上进行镀锡后，铜锡结合部之间还会形成0.05-0.10微米厚度的铜锡合金层。可以理解的是，覆铜的板材镀铅锡合金，则铜与铅锡合金结合部之间还会形成铜铅锡合金。其他锡合金与铜的结合部之间也如此，在此不一一赘述。
[0028] 本发明中的退锡组合液在退除金属锡及锡合金镀层时，退锡速度快，且退锡过程中无烟雾挥发产生，解决了退锡组合液在使用中对空气的污染问题。退锡后的废液处理简单，解决了废液对水资源污染的问题，从而实现了退锡组合液的绿色环保。
[0029] 以下具体详细说明该退锡组合液的退锡原理。
[0030] 退锡组合液包括单独储存的退锡A液和退锡B液，退锡A液与退锡B液的重量百分比为1:(0.2～1.2)。
[0031] 其中，退锡A液包括硫酸、过氧化氢、有机酸、渗透剂、缓蚀剂、促进剂和去离子水。该退锡A液退锡的主要反应式如下：
[0032] Sn+H2SO4+H2O2＝SnSO4+2H2O
[0033] Cu+H2SO4+H2O2＝CuSO4+2H2O
[0034] 从上述反应式可以看出，该反应无气体产生，退锡后的废液成分简单，大部分为硫酸亚锡，只有少量的铜离子。硫酸亚锡配合回收设备可以回收利用大部分的锡，锡金属回收后的废液还可以重复利用，进而实现退锡组合液的绿色环保。
[0035] 该反应中，锡与硫酸、过氧化氢的反应速度快，可达到5-10微米/分钟。
[0037] 有机酸用于提高溶液中锡含量，抑制铜的溶解速度。有机酸选自甲基磺酸、乙酸、丙酸、丙烯酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸马来酸、乙醇酸、乳酸、苹果酸及柠檬酸、氨基磺酸及烟酸中的一种或多种。
[0038] 渗透剂用于降低退锡组合液的表面张力而使该退锡组合液更易浸润锡或锡合金。渗透剂选自丙二醇、乙二醇单丁醚、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂中的一种或多种组合。非离子表面活性剂如OP-10，脂肪醇聚氧乙烯醚，阴离子表面活性剂如十二烷基苯磺酸盐、十二烷基硫酸钠。
[0039] 缓蚀剂用于抑制金属的腐蚀。缓蚀剂选自咪唑、2-甲基咪唑、1，2-二乙基咪唑、苯并咪唑、三唑及苯并三唑、甲基苯并三唑、四氮唑、5-甲基苯并四氮唑、5-氨基四氮唑中的一种或几种。
[0040] 促进剂用于稳定过氧化氢，进而提高退锡速度，减少锡离子沉淀析出。促进剂选自乙二胺、单乙醇胺、环己胺、N-甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺、N-丁基乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、羟乙基哌嗪中的一种或多种组合。
[0041] 退锡A液对完成蚀刻工序后的锡层进行退锡，且退锡A液基本完成覆铜板材上的大部分锡的退除。
[0042] 退锡B液包含三氯化铁、苯并三氮唑、柠檬酸和去离子水。该退锡B液退锡的主要反应式如下：
[0043] 2FeCl3+Sn＝SnCl2+2FeCl2
[0044] 2FeCl3+Cu＝CuCl2+2FeCl2
[0045] 其中，三氯化铁溶解锡和铜，从而完成锡层与铜结合处的铜锡合金的退除。
[0046] 苯并三氮唑与铜形成络合物而作为保护膜，防止铜的腐蚀，进而达到抑制铜的腐蚀的的作用。
[0047] 柠檬酸与铜络合并光亮铜面。
[0048] 经过退锡A液对覆锡铜板上大部分锡层的退除后，退锡B液进一步退除覆锡铜板上小孔径内的锡及锡合金，保证最终印制电路板的质量。
[0049] 退锡组合液包括单独储存的退锡A液和退锡B液，先通过退锡A液对锡层进行快速及大量的退除工作，再通过退锡B液对锡层与铜结合处的铜锡合金进行退除，即完成覆铜板材上的退锡工作。
[0050] 该退锡组合液的退锡方法如下：
[0051] S1、在温度10～50℃下，将镀锡覆铜板浸泡于退锡组合液的退锡A液中30～120秒，完成第一次退锡，得到铜板；
[0052] S2、将铜板采用去离子水进行水洗；
[0053] S3、在温度10～50℃下，将水洗后的铜板浸泡于退锡组合液的退锡B液中15～30秒。
[0054] 第一次退锡即通过退锡A液对镀锡覆铜板的大量锡层进行退除工作，经过水洗后再通过退锡B液对锡层与铜结合处的铜锡合金进行退除。采用两步法，分别对表层的锡及锡层与铜结合处的铜锡合金进行退除，充分的保护了铜，保证了线路板的质量。
[0055] 以下通过实施例介绍各组分的含量。
[0056] 实施例1
[0057] 以配制退锡A液和退锡B液各1kg为例，退锡组合液各组分及含量如下：
[0058] 退锡A液：
[0059]
[0060] 本实施例1的退锡A液配制方法，包括以下步骤：
[0061] a1，量取163.04mL的98％浓硫酸，一边搅拌一边缓慢加入去离子水中，得到硫酸溶液；
[0062] a2，量取17.73mL过氧化氢，加入到硫酸溶液中，得到混合溶液|；
[0063] a3，量取33.80mL甲基磺酸，4.83mL丙二醇及9.80mL单乙醇胺加入到硫酸溶液中，搅拌使之混合均匀，得到混合溶液Ⅱ；
[0064] a3，称取10.00g四氮唑，加入混合溶液|中，搅拌使四氮唑溶解并混合均匀，然后加入混合溶液Ⅱ继续搅拌，混合均匀，并加入去离子水使重量为1Kg，即得到退锡A液。
[0065] 退锡B液：
[0066] 三氯化铁 50.00g
[0067] 苯并三氮唑 20.00g
[0068] 柠檬酸 30.00g
[0069] 去离子水余量。
[0070] 本实施例1的退锡B液配制方法，包括以下步骤：
[0071] a1，称取50.00g的三氯化铁，20.00g的苯并三氮唑，溶解于去离子水中，得到混合溶液Ⅲ；
[0072] a2，量取30.00mL的柠檬酸，加入上述混合溶液Ⅲ中，混合均匀，并加入去离子水使重量为1Kg，即得到退锡B液。
[0073] 在使用时根据退锡A液与退锡B液的重量百分比为1:(0.2～1.2)进行退锡。
[0074] 实施例2
[0075] 以配制退锡A液1和退锡B液各1kg为例，退锡组合液各组分及含量如下：
[0076] 退锡A液：
[0077]
[0078] 退锡B液：
[0079] 三氯化铁 150.00g
[0080] 苯并三氮唑 80.00g
[0081] 柠檬酸 3.00g
[0082] 去离子水余量。
[0083] 本实施例的退锡A液和退锡B液的配制方法参考实施例1，在此不再赘述。
[0084] 在使用时根据退锡A液与退锡B液的重量百分比为1:(0.2～1.2)进行退锡。
[0085] 实施例3
[0086] 以配制退锡A液和退锡B液各1kg为例，退锡组合液各组分及含量如下：
[0087] 退锡A液：
[0088]
[0089]
[0090] 退锡B液：
[0091] 三氯化铁 80.00g
[0092] 苯并三氮唑 40.00g
[0093] 柠檬酸 12.00g
[0094] 去离子水余量。
[0095] 本实施例的退锡A液和退锡B液的配制方法参考实施例1，在此不再赘述。
[0096] 在使用时根据退锡A液与退锡B液的重量百分比为1:(0.2～1.2)进行退锡。
[0097] 实施例4
[0098] 以配制退锡A液和退锡B液各1kg为例，退锡组合液各组分及含量如下：
[0099] 退锡A液：
[0100]
[0101] 退锡B液：
[0102] 三氯化铁 120.00g
[0103] 苯并三氮唑 6.00g
[0104] 柠檬酸 24.00g
[0105] 去离子水余量。
[0106] 本实施例的退锡A液和退锡B液的配制方法参考实施例1，在此不再赘述。
[0107] 在使用时根据退锡A液与退锡B液的重量百分比为1:(0.2～1.2)进行退锡。
[0108] 实施例5
[0109] 以配制退锡A液和退锡B液各1kg为例，退锡组合液各组分及含量如下：
[0110] 退锡A液：
[0111]
[0112] 退锡B液：
[0113] 三氯化铁 100.00g
[0114] 苯并三氮唑 30.00g
[0115] 柠檬酸 18.00g
[0116] 去离子水余量。
[0117] 本实施例的退锡A液和退锡B液的配制方法参考实施例1，在此不再赘述。
[0118] 在使用时根据退锡A液与退锡B液的重量百分比为1:(0.2～1.2)进行退锡。
[0119] 实施例6
[0120] 以配制退锡A液和退锡B液各1kg为例，退锡组合液各组分及含量如下：
[0121] 退锡A液：
[0122]
[0123] 退锡B液：
[0124] 三氯化铁 100.00g
[0125] 苯并三氮唑 30.00g
[0126] 柠檬酸 18.00g
[0127] 去离子水余量。
[0128] 本实施例的退锡A液和退锡B液的配制方法参考实施例1，在此不再赘述。
[0129] 在使用时根据退锡A液与退锡B液的重量百分比为1:(0.2～1.2)进行退锡。
[0130] 实施例7
[0131] 以配制退锡A液和退锡B液各1kg为例，退锡组合液各组分及含量如下：
[0132] 退锡A液：
[0133]
[0134] 退锡B液：
[0135] 三氯化铁 100.00g
[0136] 苯并三氮唑 30.00g
[0137] 柠檬酸 18.00g
[0138] 去离子水余量。
[0139] 本实施例的退锡A液和退锡B液的配制方法参考实施例1，在此不再赘述。
[0140] 在使用时根据退锡A液与退锡B液的重量百分比为1:(0.2～1.2)进行退锡。
[0141] 实施例8
[0142] 以配制退锡A液和退锡B液各1kg为例，退锡组合液各组分及含量如下：
[0143] 退锡A液：
[0144]
[0145] 退锡B液：
[0146] 三氯化铁 100.00g
[0147] 苯并三氮唑 30.00g
[0148] 柠檬酸 18.00g
[0149] 去离子水余量。
[0150] 本实施例的退锡A液和退锡B液的配制方法参考实施例1，在此不再赘述。
[0151] 在使用时根据退锡A液与退锡B液的重量百分比为1:(0.2～1.2)进行退锡。
[0152] 实施例9
[0153] 以配制退锡A液和退锡B液各1kg为例，退锡组合液各组分及含量如下：
[0154] 退锡A液：
[0155]
[0156] 退锡B液：
[0157] 三氯化铁 100.00g
[0158] 苯并三氮唑 30.00g
[0159] 柠檬酸 18.00g
[0160] 去离子水余量。
[0161] 本实施例的退锡A液和退锡B液的配制方法参考实施例1，在此不再赘述。
[0162] 在使用时根据退锡A液与退锡B液的重量百分比为1:(0.2～1.2)进行退锡。
[0163] 对比例1
[0164] 其退锡液包含以下重量百分比的各组分：
[0165] 68％硝酸50％，硝酸铁10％，苯并三氮唑5％，酸洗缓蚀剂lan-826 3％，去离子水余量。
[0166] 对比例2
[0167] 市场销售的退锡商品，其为硝酸-硝酸铁体系。
[0168] 对比例3
[0169] 市场销售的退锡商品，其为硝酸体系。
[0170] 将镀锡覆铜板(镀锡厚度5-10um)切割成50mm×50mm面积大小，作为试验基板，用配制的退锡组合液测试退锡速度与蚀铜量，观察覆铜板面现象。使用实施例1-9的退锡组合液及对比例1-3的退锡液在30℃温度下进行退锡。实施例1-9的退锡组合液采用本发明的退锡方法进行退锡，对比例1按照其对应的方法进行退锡。
[0171] 退锡后，通过计算处理前后的试验基板的重量，根据下式计算蚀刻速度。
[0172] 退锡速度(μm/分钟)＝[处理前的重量(g)-处理后的重量(g)]÷基板面积(m2)÷7.28(g/cm3)÷处理时间(分钟)；
[0173] 咬铜速度(μm/分钟)＝[处理前的重量(g)-处理后的重量(g)]÷基板面积(m2)÷8.92(g/cm3)÷处理时间(分钟)
[0174] 测试结果如表1所示。
[0175] 表1
[0176]
[0177] 由上表可以看出，本发明的退锡组合液退锡速度快，且退锡过程中无烟雾挥发产生，解决了退锡组合液在使用中对空气的污染问题。退锡后的废液处理简单，解决了废液对水资源污染的问题，从而实现了退锡组合液的绿色环保。
[0178] 由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：
[0179] 本发明的退锡组合液包括单独储存的退锡A液和退锡B液，先通过退锡A液对锡层进行快速及大量的退除工作，再通过退锡B液对锡层与铜结合处的铜锡合金进行退除，即完成覆铜板材上的退锡工作。且退锡组合液在退除金属锡或锡合金层时，退锡速度快，且退锡过程中无烟雾挥发产生，解决了退锡组合液在使用中对空气的污染问题。退锡后的废液处理简单，解决了废液对水资源污染的问题，从而实现了退锡组合液的绿色环保。
[0180] 虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
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