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电镀铅锡合金

放大字体  缩小字体发布日期:2012-08-23  浏览次数:1421
核心提示:锡铅合金的熔点比纯锡和纯铅还低,孔隙率、可焊性比单金属好。纯锡镀层长期放置,表面会长出针状结晶(晶须),能引起短路,在低温还可产生“锡瘟”。在纯锡中只要加入2%~3%以上的铅,即可防止该现象发生
 

锡铅合金的熔点比纯锡和纯铅还低,孔隙率、可焊性比单金属好。纯锡镀层长期放置,表面会长出针状结晶(晶须),能引起短路,在低温还可产生“锡瘟”。在纯锡中只要加入2%~3%以上的铅,即可防止该现象发生。因此铅锡合金镀层是电子元器件中最受重视的可焊性镀层。

含锡量不同的铅锡合金,有不同的性质与用途。一般地,锡含量4%~l0%,主要用于钢上的防腐蚀镀层;7%~l0%,用于轴瓦、轴套的减摩镀层;15%~25%,用于钢带表面润滑、助粘、助焊的镀层;45%~55%,用于防止海水或其他介质腐蚀的防护镀层;55%~65%,用于钢、铜和铝等表面作为改善焊接性能的镀层,广泛用于电子元器件和印制板上。

铅锡最低共熔点(183"C)时的组成为锡61.9%,铅38.1%,此时的合金具有最大的焊接强度和湿润能力,因此目前焊料和焊接镀层大都采用60%锡、40%铅的合金镀层。

二价锡和铅的标准电位只相差10mV,两者的过电压也都很小,故它们很容易在不含较强络合剂的强酸性镀液共沉积。通过改变溶液中两种金属离子的浓度比,就可镀得组成不同的各种铅锡镀层。

铅锡合金镀液除使用最普及的氟硼酸盐镀液外,考虑到环境污染,现在氨基磺酸盐、酚磺酸盐、烷醇磺酸盐和柠檬酸盐业已开始使用。本节主要以氟硼酸盐镀铅锡合金为例进行介绍。

氟硼酸盐镀铅锡合金溶液成分简单,可以得到各种成分的合金镀层。使用高均镀能力镀液时,均镀能力可达80%,能满足印制版小深孔电镀的要求。加入合适的添加剂能得到光亮镀层。溶液维护简单,镀液成分容易控制,能使用合金阳极。但是,氟硼酸盐溶液腐蚀性强,废水处理较为复杂,成本高。工艺规范见表4—46。

表4—46氟硼酸盐镀铅锡合金工艺规范

①镀液的配制 将计量的市售氟硼酸亚锡液和氟硼酸铅液混合于塑料槽中,将胶类添加剂(如桃胶或蛋白胨)溶于温水中,过滤后加入槽中。其他光亮剂可混合好后加入,也可单独加入,加水至规定体积,即可试镀。如果没有氟硼酸亚锡和氟硼酸铅浓缩液,可自己配制。

氟硼酸亚锡可用氟硼酸与碱式碳酸铜反应,生成氟硼酸铜,再用锡粉把铜全部置换出来。为保证置换完全,锡粉要过量,搅拌要充分,至溶液变为无色后过滤。1g亚锡需0.93g碱式碳酸铜,l.5mL氟硼酸和l.5g锡粉。

氟硼酸铅可用氟硼酸与氧化铅或碱式碳酸铅反应,不断搅拌至完全溶解。lg铅需l.1g氧化铅或l.2g碱式碳酸铅与0.8mL氟硼酸。

②工艺维护 使用与镀层成分相同的铸造阳极、压延阳极或球形阳极,并用聚丙烯织物阳极套;镀液中Sn2+的含量是决定镀层含锡量的主要因素,镀液长期不用或误用空气搅拌时Sn2+容易氧化成不溶性的偏锡酸,因此,镀液不能采用空气搅拌,调整镀液时要补加氟硼酸亚锡;温度超过l5℃时,镀层含锡量略有上升;电流密度升高时,镀层含锡量也上升。高分散力镀液的电流密度应控制在1.5~2.0A/dm2之间,超过2.5A/dm2时镀层会烧焦;溶液中吊一个硼酸袋,以免产生游离的氢氟酸;为提高溶液的稳定性,防止锡氧化,镀液中可加入0.5~1.0g/L的间苯二酚,它还能适当提高镀层的含锡量;蛋白胨可抑制树枝状晶的形成,使镀层晶粒细化,并可提高镀液的分散能力,但使用一段时间后有难闻的气味产生,需经常用活性炭处理,以除去蛋白胨的分解产物,每年至少要处理三次,活性炭在镀液中放置4h或过夜,并尽可能加以搅拌;防止带入铜杂质,以免低电流密度区发黑,产生半润湿问题,铜杂质可用低电流密度电解除去;铅锡合金层在空气中易氧化,影响镀层的焊接性,为提高镀层的大气稳定性,减少手指触摸过程中镀层表面污染,常在镀后进行钝化处理。钝化液组成为重铬酸钾8~10g/L,碳酸钠l8~20g/L,室温2~10min。

铅锡合金常见故障及排除方法见表4-47。

表4-47铅锡合金常见故障及排除方法


 


 

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