[发明专利]一种用于热浸镀锡的稀土助镀剂及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种助镀剂及其制备方法，具体地说是一种用于铜线、铜包覆金属复合线材（铜包钢线、铜包铝线等）热浸镀锡的稀土助镀剂及其制备方法，属于焊接和热浸镀技术领域。

二、背景技术

铜线、铜包钢线等是电容器及电阻器等电子元器件的引出线、电缆导体及电磁屏蔽编织护套母线等，在其表面镀锡的目的主要是获得良好的可焊性，以及提高线材的耐腐蚀性。电子元器件引出线可焊性的好坏直接影响电子产品的质量和整机的可靠性；较好的耐腐蚀性则能保证电力安全传输，在恶劣环境下有高抗电磁干扰的能力，延长电缆使用寿命等。一般，可焊性和耐腐蚀性则与镀锡层的厚度密切相关，镀锡层越薄，性能越差。当镀锡层厚度在6μm~15μm之间时，线材具有良好的可焊性和耐腐蚀性能。

为了在铜线或线材铜镀层表面形成可焊性和耐腐蚀性优良的镀锡层，在进入熔融锡浴之前需要先浸渍助镀剂，助镀剂必须具备化学性质稳定、不与铜线或铜层表面发生反应，粘度、表面张力和熔点较低，在热浸镀时能迅速分解等特点，能有效地去除铜线或铜层表面的氧化膜及防止再次被氧化，提高表面活性，减小表面张力，提高锡浴的吸附和浸润能力等。常用助镀剂分为无机和有机两大类，前者包括无机酸（盐酸、氢氟酸、磷酸等）和无机盐型（氯化锌、氯化铵、氯化钾、氟化钠等），有较强的去除氧化物的能力，常作为活性剂使用，但对金属基体有强腐蚀作用，且在铜线进入锡锅时会释放有害气体。后者包括有机酸（乳酸、水杨酸、硬脂酸等）、有机胺盐（盐酸苯胺、磷酸苯胺、盐酸二乙胺等）、胺及酰胺类有机物（乙酰胺、三乙醇胺等）和松香型等，热稳定性和活性较高，腐蚀性较小，在界面处能发生多相络合催化反应，以多种形式去除铜基体表面的氧化物，提高液态锡对铜表面的润湿与铺着能力，但某些化学品会对环境和人体产生不利的影响。

由于线材高速（60m/min~300m/min）经过锡浴、停留时间很短，而传统助镀剂的吸附、浸润能力有限，所以铜线材一次热浸镀锡层的厚度很薄，一般不大于3μm，难以满足电子、电线电缆产品对可焊性和防护性能的要求。为此，常在一次镀锡后再进行二次加厚镀，不仅增加了生产成本，还降低了生产效率和成品率。

发明专利申请（公开号CN101234460A）公开了一种水溶性热浸镀锡助焊剂及其制备方法，助焊剂由去氧化膜剂、铜锡离子络合剂、表面活性剂及溶剂组成，化学活性高，润湿性良好，能防止基材和锡料的氧化，用于玻璃封装二极管引线浸可焊性锡。发明专利申请（公开号CN1163331C）公开了一种晶体管引线热浸锡用助焊剂，其由氯化锌、联氨酸盐、乙二醇单乙基醚和水组成，其pH值为5.0~6.0，具有化学活性及润湿性好、防止母材和焊料氧化性能好等特点，适用于连续大生产的自动浸锡机。发明专利申请（公开号CN102121088B）公开了一种铜线热镀锡用助焊剂配方及其配制方法，助焊剂由氯化锌、氯化铵、三乙醇胶、OP-l0乳化剂、盐酸、去离子水组成，具有铜线镀锡层均匀、结构紧密、性能优越、环境友好等特点。文献（电线电缆，2007，(6):29）阐述了国内铜线镀锡生产线普遍采用的是氯化锌、氯化铵的水溶液作为助镀剂，具有一定的还原性,可破坏锡液表面的氧化膜，但本身也会与锡液发生反应消耗一部分锡。文献（光纤与电缆及其应用技术，2010，(5):32）在生产镀锡圆铜线时使用以松香为主要成分的混合液作为助镀剂，但操作时易粘手，污染表面，且浓度过大时会引起镀锡圆铜线在高温下变色。

上述专利和文献中的热浸镀锡助镀剂都不同程度的存在去除氧化膜能力不理想、操作不方便、对环境有影响等问题，而且都未能在一次浸镀的条件下得到大于3μm厚度的镀锡层，不能充分保证电子产品引线、电线电缆芯线用铜线（铜包钢线、铜包铝线等）热浸镀锡层的可焊性和防护性能。

三、发明内容

针对上述现有技术中所存在的不足之处，本发明旨在提供一种用于热浸镀锡的稀土助镀剂及其制备方法，所要解决的技术问题是提高助镀剂的去氧化膜能力和热稳定性能，并且提高一次浸镀镀锡层的厚度。

本发明采取无机助镀剂和有机助镀剂组合的方法，利用稀土化合物的改性作用，改善了助镀剂的热稳定性和去除氧化膜的能力，降低了腐蚀性，明显提高了熔融锡液对铜基体（镀铜层）的吸附、润湿和铺展性能，一次浸镀便可获得厚度为6μm~9μm的镀锡层，为电子引线等产品的可焊性和抗氧化性提供了有力的保障。

本发明用于热浸镀锡的稀土助镀剂，其特征在于以1L稀土助镀剂计其原料构成如下：

无机盐80~150g，

有机酸50~100g，

有机胺盐15~25g，