[发明专利]从镀液中去除杂质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从包含硫脲化合物的无电镀锡或锡合金镀液中去除杂质的方法。更具体地，本发明涉及一种通过添加有机磺酸化合物到无电镀锡镀液，并调节溶液温度来产生沉淀以从包含硫脲化合物的无电镀锡或锡合金镀液中去除杂质的方法。

技术背景

近年来无电镀锡已经应用于镀机械零件，挠性板和印刷线路板，和电子元件的电路图案。这些无电镀锡镀经常作为在铜或铜合金上的置换镀锡。随着在铜或铜合金上的置换镀锡的继续，被替换的铜变成溶解在镀浴中的铜合金。在镀覆过程中镀液中的铜离子不断积聚。这些积聚的铜离子使镀膜恶化同时降低了镀浴的性能。因此需要更换镀浴。

已知的用于控制镀液的方法是间歇式方法和供给-抽出方法(feed and bleed method)。间歇式方法是一种当镀液老化后更换新镀液的方法。在无电镀锡中镀液必须在每次铜离子浓度增加和镀浴性能下降的时候进行更新。一般来说，无电镀锡镀液会有增加更新操作数量，减低产率和增加废弃镀液处理成本的问题。另外，供给-抽出方法是一种镀液溢流的同时连续镀覆的方法。铜离子能够通过溢流从系统移除而不必停止镀覆操作，但必须补充大量的镀液，并且这确实需要增加成本。

为了解决上述问题已经提出了多种方法。例如，在JP05222540A中，取出部分镀液，通过冷却沉淀镀液中的铜硫脲络合物，并过滤去除铜硫脲络合物，然后滤液返回至镀覆池中。在JP2002317275A中公开了另一种方法，其实施与JP05222540A中相同的操作。通过冷却镀液到40℃或更低的温度来沉淀铜硫脲络合物，然后将其过滤并移除。

在JP10317154A中公开了另一种方法，其中提供了具有阳极，阴极，和阳离子和阴离子交换膜的再生电池。在再生电池中，在阳极电沉积铜，并且电解后将通过该阳离子交换膜的锡离子添加至镀液中，并返回到镀池中。另外，在JP04276082A中公开了一种氧化和分解铜硫脲络合物的方法。

然而，发明人研究发现，采用JP05222540A和JP2002317275A中的工艺去除铜都存在不足之处。因此，亟需一种去除铜降低其浓度的方法。JP10317154A中的方法需要再生电解电池且设备复杂。另外，在JP04276082A中公开的方法需要氧化分解铜硫脲络合物的化学试剂和设备。因此，仍然亟需一种从无电镀锡镀液中去除铜离子的方法。

发明内容

从锡或锡合金镀液中去除杂质的方法包括，提供包含一种或多种锡离子源，硫脲或硫脲化合物的锡或锡合金镀液；在锡或锡合金镀液中添加有机磺酸、有机磺酸化合物或其盐；冷却锡或锡合金镀液以形成沉淀。

包含一种或多种锡离子源，硫脲或硫脲化合物的无电镀锡或锡合金镀液；在铜或铜合金上采用无电镀液无电镀覆后，能够通过在无电镀锡或锡合金镀液中添加有机磺酸、有机磺酸化合物或其盐，并冷却溶液来产生沉淀，然后从镀液中去除沉淀再生。

在镀液中在添加有机磺酸、有机磺酸化合物或其盐并冷却镀液产生沉淀后，通过分离单元来循环镀池中的部分或全部镀液，并通过分离单元过滤池中产生的沉淀，无电镀锡或锡合金镀液可用于形成锡或锡合金镀层。

无电镀锡或锡合金镀覆的方法可包括使用复合池镀覆设备，其具有镀覆材料的主池，具有冷却系统以生成沉淀的沉淀池，连接在主池和沉淀池之间的能够循环无电镀锡或锡合金镀液的循环管道，和放置在沉淀池和主池之间的固-液分离单元。也就是说该方法包括在沉淀池内的镀液中添加有机磺酸、有机磺酸化合物或其盐的步骤，冷却沉淀池中的镀液的步骤，和采用固-液分离单元分离沉淀池内溶液中产生的固体的步骤。

无电镀锡或锡合金镀覆能够采用单一的镀液池设备完成，单一池镀覆设备具有镀覆材料的镀液池，连接到镀液池的能够循环部分或全部镀液的循环管道，放置在镀液的循环路径上的固-液分离单元，和用于冷却或加热镀液池中镀液的热控制系统。该方法包括使待镀材料与镀液池中的无电镀锡或锡合金镀液接触，在镀液池内的镀液中添加有机磺酸、有机磺酸化合物或其盐，冷却镀液以产生沉淀，和采用固-液分离单元循环和去除镀液中产生的沉淀。

在铜或铜合金上镀覆的过程中，在无电镀锡或锡合金镀液中添加有机磺酸、有机磺酸化合物或其盐和冷却镀液以产生沉淀能够控制无电镀锡或锡合金镀液。

本发明与传统方法相比，无需去除镀液杂质的特殊设备能够在更低的浓度下去除无电镀锡或锡合金镀液中的杂质。

发明详述