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酸性镀锡

放大字体  缩小字体发布日期:2012-08-21  浏览次数:2148
核心提示:酸性硫酸盐镀锡是二价锡在阴极上被还原沉积,电流效率高,接近100%,具有沉积速度快、镀液分散能力高、原料易得、成本低等特点,但镀层结晶较粗、孔隙多。
 

酸性镀锡种类很多,但使用最多的是硫酸盐镀锡,因此本节以硫酸盐酸性镀锡为例,介绍镀锡的相关知识。

酸性硫酸盐镀锡是二价锡在阴极上被还原沉积,电流效率高,接近100%,具有沉积速度快、镀液分散能力高、原料易得、成本低等特点,但镀层结晶较粗、孔隙多。20世纪80年代后,随着光亮剂的不断发展,酸性光亮镀锡获得迅速发展,已趋于主导地位。硫酸盐镀锡的工艺规范见表4—40^ .

表4-4 普通光亮镀锡和光亮镀锡工艺规范

 

 

注:光亮剂SS-820、SS-821,浙江黄岩荧光化学厂;光亮剂一BT一1、光亮剂一BT-3,湖南轻工研究所,PBI-1、PBI-Ⅱ,浙江嘉兴轻纺助剂厂;SNU-2A、SNU一28,南京曙光化工厂。

(1)镀液配制

注入3/4的纯水于清洁的镀槽内,在不断搅拌下,慢慢加入所需的硫酸量,此时溶液温度会上升到50~60℃;趁热加入SnS04并不断搅拌,使其完全溶解,加入纯水到镀槽容量的95%;加入定量的开缸剂和光亮剂,过滤镀液后即可电镀。

(2)各组分的作用及工艺条件的影响

①硫酸亚锡酸性镀锡的主盐,提高浓度,可提高阴极电流密度,增加沉积速度,但浓度过高时,分散能力下降,光亮区缩小,镀层色泽变暗,结晶粗糙;浓度过低,生产效率降低,镀层易烧焦。但滚镀时可采用低浓度。 一

②硫酸主要起导电、防止锡离子水解和提高阳极电流效率作用。硫酸含量过低,槽电压升高,低电流区光亮度降低,锡离子易水解而造成镀液浑浊;硫酸含量过高,析H2严重,电流效率下降。

③温度无光亮镀锡一般在室温下进行,而光亮镀锡一般在l0~20'C下进行。温度过高,Sn2+氧化速度加快,镀液易浑浊,镀层粗糙,镀液寿命降低,光亮剂消耗增加,光亮区变窄,严重时镀层变暗,出现花斑,可焊性降低;低温有利于整体光亮及良好均镀性,但温度过低,工作电流密度范围减小,镀层容易烧焦,并使电镀能耗增大。

④电流密度光亮镀锡电流密度一般控制在1~4A/dm2。电流密度过高,镀层疏松、多孔、边缘易烧焦、脆性增加;电流密度过低,镀层光亮度低,生产效率下降。对于滚镀电子元器件,电流密度一般控制在工艺范围的下限。

⑤搅拌光亮镀锡应采用阴极移动或循环搅拌,阴极移动速度为15~30次/min,有利于镀层光亮和提高生产效率。但为防止Sn2+氧化,禁止采用空气搅拌。

⑥酸性镀锡光亮剂酸锡光亮剂一般由主光亮剂、辅助光亮剂、乳化剂、扩散剂、稳定剂、特种添加剂及溶剂等成分构成。主光亮剂能在电镀件表面形成强烈的特性吸附,极大地提高锡离子在阴极表面的极化,但是单独使用主光亮剂不能获得高质量光亮镀层。常用的主光亮剂主要是芳香醛与不饱和酮,如1,3,5一三甲氧基苯甲醛、o一氯苯甲醛、0一氯苯乙酮、苯甲酰丙酮等;辅助光亮剂主要是脂肪醛和不饱和羰基化合物,如甲醛、亚苄基丙酮等。它能与主光亮荆起协同作用,使晶粒细化,扩大光亮区。乳化剂是主光亮剂与辅助光亮剂的增溶剂及载体,同时具有润湿和细化晶粒作用,通常为非离子型表面活性剂,如0P类及平平加等。扩散剂有利于在低电流区获得光亮性镀层。因为亚锡镀液不稳定,易发生浑浊、沉淀,亚锡离子容易氧化等,因此稳定剂应该是Sn4+、Sn2+的络合剂,抑制其水解与氧化,如酒石酸、磺基水杨酸等有机酸、氟化物等以及能将Sn2+还原为Sn2+的强还原剂,如抗坏血酸、V20s与有机酸作用生成的活性低价钒离子等的混合物,能使镀液在较长时间内(静置三个月)保持不浑浊。特种添加剂用以抑制氢气析出,提高电流效率。溶剂多为醇类物质,用于主光亮剂、辅助光亮剂等的初始溶解。

 

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