《硫脲在电镀和化学镀中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《硫脲在电镀和化学镀中的应用（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2 0 0 7 年上海市电子电镀学术年会论文集8 可焊性试验高密度( H D I ) 线路板。经C 2 0 6 化学置换镀锡，工作温度6 5 ，浸镀时间2 0 m i n ，厚度1 5 u r n 。按J - S T D - 0 0 3 A印刷板可焊性试验，焊料漂浮法：( 助焊剂：标准活性松香助焊剂。焊料温度：2 3 5 5 )8 1 高温烘烤试验在1 5 5 烘箱中烘烤4 小时，外观无变化，可焊性良好。8 2 恒温恒湿试验在温度4 0 ，相对湿度9 3 的条件下受潮试验4 天，外观无变化，可焊性良好。9 结束语( 1 ) C 2 0 6 化学置换镀锡工艺，可以取代热风整平工艺( 热浸S n
2、P b 合金) ，是符合欧盟R O H S 要求的绿色工艺，厚度为1 5 u m 的s n 镀层可以经受高温1 5 5 。C 老化4 小时( 相当于常温下保存一年) 或4 0 ，相对湿度9 3 4 天的潮湿试验后仍具有良好的钎焊性。( 2 ) C 2 0 6 化学置换镀锡工艺，加工成本比目前普遍采用的化学镀镍置换镀金低得多，而且镀液中不含剧毒的氰化物，不含P b 、c d 等有害离子。操作温度比化学N i A u 低2 0 “ C ，具有节能无毒害，生产成本低的优点，在印刷线路板中的应用有广阔的前景。硫脲在电镀和化学镀中的应用高宁宁程瑾宁李宁哈尔滨工业大学( 威海) 应用化学系山东威海2 6
3、4 2 0 9E - m a i l ：c j n e a g l e 1 2 6 c o r n摘要：由于硫脲的分子结构和与贵金属的特殊亲合力，使其在电镀工业中得到了广泛的应用硫脲作为络合剂可用于化学镀，退除不良镀层和电镀贵金属；同时作为稳定剂可用于化学镀镍、铜、镍磷合金和浸锡；而且还可作为特殊添加剂应用于电镀锌、铜、镍、镉、锌锰和铜金合金等；此外还论述了硫脲使用局限性以及目前的解决方法关键字：硫脲电镀络合剂稳定荆广泛应用 A p p l i c a t i o no f t h i o u r e ai ne l e c t r o p l a t i n ga n de l e c t
4、r o l e s sp l a t i n gN i n g - n i n gG a o ，J i n - n i n gC h c n g , N i n gL iD e p a r m a e n to f A p p l i e dC h e m i s t r y , W e i h a i ，S h a n d o n g , 2 6 4 2 0 9A b s t r a c t ：T h i o u r e ai sb e i n gw i d e l yu s e di ne l e c t r o p l a i n gi n d u s t r y , b e c a u
5、 s eo fi t sm o l e c u l a rs t r u c t u r ea n ds p e c i a la f f m i t yt on o b l em e t a l s A sak i n do fc o m p l e x i n ga g e n t , t h i o u r e ai sa p p l i e dt oe l e c t r o l e s sp l a t i n g , r e l T l o v ed e f e c t i v ec l a d d i n gm a t c f i Ma n de l e c t r o p l
6、a t ep r e c i o u sm e t a l s T h i o u r e ai sa l s ou s e dt op l a t ei n e r t i am e t a l ss u c ha sn i c k e l ，c o p p e ra n dn i c k e lp h o s p h o ra l l o yb e s i d ew i c k i n ga ss t a b i l i z i n ga g e n tA n dt h i o u r e ac a r ls t i l lb eu s e da ss p e c i a la d d i
7、 t i o na g e n tt oe l e c t r o p l a t ez i n c ，c o p p e r , n i c k e l ，c a d m i u m , z i n cm a n g a n e s ea l l o y , c o p p e ra u r u r na l l o ya n dS Oo n I na d d i t i o n , t h ed i s a d v a n t a g e so f t h i o u r e aa n dt h ep r e s e n ts o l u t i o na l es t a t e di
8、nt h i sa r t i c l e K e yw o r d s ：t h i o u r e ae l e c t r o p l ae o m p l e x i n ga g e n ta d d i t i o na g e n ta p p l i c a t i o nl 引言硫脲( t h i o u r e a ) ，别名硫代硫脲，结构式如图l 所示，一般为无色斜方晶体，水中溶解度为1 4 2 9 ( 2 5 “ 1 2 ) ，乙醇中为4 9 ( 2 5 ) 【l 】。硫脲在空气中易潮解，熔点为1 8 0 1 8 2 “ C ，在1 5 0 时转变成硫氰酸铵( N I
9、- h C N S ) ，1 8 0 时分解2 1 。硫脲分子中由于硫原子和氮原子上存在孤对电子，因此可以与多种金属离子形成配合物，但络合常数一般较小。值得注意的是，由于硫脲中的硫原子对贵金属具有特殊亲和力，硫脲往往能够和贵金属形成稳定的络合物，从而广泛应用于电镀和化学镀贵金属。而且，硫脲是一个共面性很好的小分子【3 】，所以非常容易牢固吸附在金属表面，从而改变金属表面电子结构。一1 1 7 一2 0 0 7 年i * 十t 自韫学$ 年e 诗N 一抄圈J 硫腮结构式2 目内井研究现执 2 I 硫臊作为络合剂酶腮分子中的硫酶了昌与A u ， 舢z n 、c u 和P b 等金属离于形成稳定的络
10、台物”】萁中馥臊与A f 鼯成的络台物 离子为f 缸J 2 N C S N H 2 ) 二1 ，币砖定常数谜刘70 x 1 0 ”I ；与A u + 形成的络台物离子# g A u ( H 2 1 q C S N I - 1 2 1 2 】+ 币稳定常数为42 x 1 0 。f 6 l = 与c u 。形成的络台翱离子Y 口 C u 0 J 2 N C S N I 2 h r 4 ；稳定常数为4l x l f f q 日，因此广泛应用于贵金属的终台物的研，一【，化学镀金叶化学镀锡铅台惫I 吼电镀银和币旨措镪层退豫f 小3 1 等。2 11 在化学镀中韵应用蕻积陡指出”在c u 或c 【l 台盒
11、袭面上化学镀S n - Z n 台盘时镀馥中加 硫腻驶其衍生物可虬显著降低r 镀般牛的c u ”活性，青助于s n 踅挠析H 。琉艨浓度宜控$ 怕103 20 m o l L 范围内。如果浓度低于O3 m o l l L S n 和z n 难“析出；由于硫腮溶解度其浓度下得高于20 m o g L 。同样，王丽瞄的研究表明【1 1 镀锡台盘时，加入硫脉可使金属离子以络齿蜘形式铯定地存拄，尤其枉镀曲A g 台盎的镀液中扣I 入硫瓣其蚺台作用懂得镀液中的s 一+ 和 r 与铜和铜台金之 旧的簧按正应能够顺利进行m 1 ，井在潆商顺和地共沉积形j 垃S nA E 台盘镀层。成江等人f 1 1 在c
12、u 馁件上镀s n P b 台 盘时发现：硫腮与C u 形成稳定的配台物能改变c u 和S n 、P b 的平衡电位，而脚i 腮禽鞋8 0 9 也是较住的根班。2 I2 在电镀中的应用GIL a e c o n i 和VAM a c a g n o 舶研究】寰叫：在电镀镟的过程中，钲品体在矾臁吸附层J ：逐渐长= ，而且银晶体的上小和数量与硫j 4 往抗靼层中的含营柯关。同样D NU p a d h y a y 和vy e g n a n m 瑚的研芄l “壤嘣疏厢 的肯盛能够影 响C u 在A u 基休上的沉积过程，G a t c i i l l w 和W o n g l ”1 等人爿壬用X
13、 P S 、极化曲姥、旋转厕盘等多种测试方法考察了硫繇在不同盘属表面的嚷附和氧化过程，认为琉脲可咀蛾氧化成肺氯脒。甚至足虢艘盐及锇化物i 苦与电极材料和应用的电位胄租大关系。 最近B r n w n 等川粟用傅牡叫童换拉整光潜( F o u t r a 眦自响R a m a n ) 和在线表面增强拉受光前f i ns i r eS u r l h 吐一e n h 帅c e dR a m a r | ) 研究了锍稳溶液中，礁赫在锕电撒丧孤的哑酣行为，证明，硫脲分子是通过硫腺于与铜发生反在的。而月在吗 附过程中伴随宵硫酸根离予的菇暇肘咀及矾脒和硫睦根离于在电报表面的反应。同时L i u t ”1
14、和T l 如刚等 以为硫腮在金属表面是以顺利取向进行吸跗的。井来用分子轨道理论f 州t a l d c d H u c k c lo r b i t a l ) 证哦r 这一结诡， 2 2 蜥脉作为化学镀稳定剂硫艇启f 醋艘钳是他学镀中常用的稳定荆CI id eM i n j e r 等 申请丁相关专刺P ”醯后Kl L i 口”、WJC h e e n g l 2 ”期x d “1 分射研究r 毹雠鼎醋敞铅作为稳定剂n 入到化学镀液中所起的作用美现硫脉通过与某衅特定裔属离子厝成稳定的缃台物而发挥其稳定教厦政变硫艨的球度则可以血】速或强缓电镀的速率。JsS a l l o 研究小组”84 】采
15、用放月十化学的方f ；圭对上连观点蛤予丁1 正明。F a r l d a n n a 等凡p 发现醢腮挺起l t 稳定化学镀钢溶渡的作用，而且能牡使镀层更为致孵、平整且耐腐蚀。1B 驱k a m n等 斌过研究硫腮对N p P 台余化学沉积的影响发现当硫腻婊度小于l p p m 时，可以提高谖崖离于沉积速率。当硫脲浓度 十1 p p m f l - 由于硫脲也会在镀件最面沉税，从而对镀屠产生撵苷作用韩克平等人的研究表明p ”当硫腮浓度太于3 m g 正时能够降低N i 沉积速度和H 2 折出量：曹缸脉是通避蟛响P “的氧化i 州m 制化学镀N l 反应的：而n 旋摹质会夹杂于谴层中。当琉脲浓度
16、由3 m 酊逐渐增加剥9 m L N i 沉积速率丝坟、抄2 0 0 7 年上海市电子电镀学术年会论文集著减小；当硫脲浓度超过9 m g n _ 时，N i 沉积速率趋于0 。H a nK e p i n g 等人研究了p 3 硫脲对化学镀N i 溶液的稳定电势的影响，随硫脲的加入稳定电势发生正移，电势的正向移动使金属表面自催化能力大大削弱，阻止了反应的发生。他们明确指出，硫脲浓度大于3 m g L 时对N i 沉积有非常大的阻碍作用【3 4 】。雷志刚等研究了p 习硫脲、镉离子、硫代硫酸钠和碘化钾四种稳定剂对化学镀N i 液及镀层耐蚀性的影响，结果表明用硫脲作稳定剂时镀速最快，可达2 1 p m h ；碘化钾所获得的镀层的耐蚀性最好；含镉离子的镀液稳定性最好。 2 3 硫脲作为电镀添加荆硫脲分子中硫原子有配位作用，其能阻滞溶液中金属离子放
