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电镀铅锡合金工艺

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-16  浏览次数:676

1前言

铅呈青灰色金属,标准氧化还原电位E°(Pb/pb2+)=-0.126 V。锡是银白色金属,标准氧化还原电位E°(sn/Sn2+)=-0.136 V,在简单络离子的酸性电解液中,铅锡合金在很低的电流密度下即可产生共沉积。铅锡合金镀层比同样厚度的铅镀层和锡镀层孔隙率低。含锡60%、含铅40%的铅锡合金具有最低的共熔点183 cI=,它的焊接性能远远超过纯锡镀层。因此,在航空航天、电子电器行业得到了广泛的应用。

2工艺流程(黄铜件)

化学除油一热水洗一冷水洗一酸洗一—冷水洗一光亮酸洗一冷水洗一镀铅锡合金—冷水洗一化学钝化一冷水洗一热水洗一烘干一热熔

3镀液配方和工艺条件

铅锡合金镀液种类繁多,氨基磺酸盐、酚磺酌盐、烷醇磺酸盐等镀液,但至今应用最广的还是氟硼酸型镀液。由于氟硼酸镀液组成简单,溶液稳定,杂质容忍性好,室温下可以操作。特别是沉积速率快镀层外观及可焊性较好。

镀液配方及操作条件:

PbO/(g·L-1)

38~48

SnO/(g.L-1)

28~38

HBF4(游离)/(g·L-1)

30-50

H3BO3/(g·L-1)

20~30

稳定剂/(g-L-1)

1.0~1.5

混合光亮剂/(g·L-1)

3~5

θ/℃

20~30

Jk/(A·dm-2)

1~2

阳极

铅锡合金板

4镀液的配制

(1)在槽中加入2/3体积的热蒸馏水,将计量的硼酸加入槽中,充分搅拌,使其完全溶解。

(2)在不断搅拌下,慢慢加入氢氟酸,使其生成氟硼酸。

(3)将PbO、SnO粉末分别用水调成糊状,慢慢加入槽中。

(4)加入计量的稳定剂、混和光亮剂。

(5)加蒸馏水至规定容积,取样分析,试镀。

配槽所用的化学药品均采用化学纯。

5镀液各组份的作用

(1)氧化铅是镀液的主盐,在镀液中以Pb(BF4)2存在,用量为38~48 g/L。

(2)氧化亚锡也是镀液的主盐,在镀液中以Sn(BF4)2存在,用量为28~38 g/L。

(3)氟硼酸是铅、锡离子的络合剂。它由氢氟酸与硼酸反应而成。化合的摩尔比为4:1。氟硼酸的总含量比较高,首先要保证以2倍摩尔比与铅络合,以2倍摩尔比与锡络合,还应有30~50 g/L的游离氟硼酸,才能保证镀液的稳定和提高阴极极化度。

(4)硼酸的作用是稳定溶液的pH值和保持氟硼酸络离子的稳定。除了与氢氟酸形成络离子BF4-还应有20~30 g/L的余量。

(5)稳定剂的作用是防止二价锡离子氧化成四价锡离子而造成镀液混浊。通常加入0.5~1.5 g/L的抗氧化剂,如酚类化合物。

(6)混合光亮剂由表面活性剂、羰基化合物和胶类组成。它的作用是在阴极上吸附,提高铅、锡离子的阴极极化度,抑制Ph2+和Sn2+在阴极的放电速率,从而使镀层结晶光亮、细致、平滑。

6控制镀层中铅锡含量在氟硼酸电解液中由于铅、锡的平衡电位非常接近,因此,在室温下使用较低的阴极电流密度即可产生铅锡合金共沉积。镀层中的锡含量约为60%、铅含量约为40%。控制镀层中铅、锡含量应采取以下几个方面措施。

(1)电解液达到平衡状态,阴极沉积物铅、锡的比例与电解液中铅、锡含量大致相同。及时调整电解液中铅、锡含量达到工艺要求。

(2)为了获得一定成分比例的铅锡合金镀层应采用与镀层成份相同的阳极。

(3)为了获得其预定比例的铅锡合金镀层,应同时改变镀液中铅、锡的含量比例。如要

获得含铅85%~90%,含锡15%~10%的铅锡合金镀层,则电解液中铅含量应增加到80~90 g/L,锡含量应减少到9~15 g/L。

(4)采用纯锡板作阳极,或加入混和光亮剂,提高了铅锡合金中的锡含量。

7镀后处理

为了提高铅锡合金镀层的抗蚀性能和焊接性能,通常进行镀后处理。

7.1化学钝化处理

K2Cr04/(g.L-1)

20~40

K2CO3/(g.L-1)

10~20

θ

室温

t/min

1~2

7.2

热熔

甘油/(g·L-1)

1000

θ/℃

180~200

t/min

l~2

8

镀层退除

对镀层结合力不好,表面有花斑、条纹、气孔、漏镀的零件,可在下列溶液中退除重镀。

NaOH/(g·L-1)

100

θ/℃

80

T

退尽为止

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