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甲磺酸电镀锡铋合金工艺

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-04  浏览次数:650

1前言

 

Sn—Bi合金镀层不但可以防止锡须的形成及向灰锡的转变,而且具有可焊性好和无毒性,因此,已开始取代有毒的电镀Sb—Pb合金工艺。电镀Sn—Bi合金有硫酸体系、氟硼酸盐、酚磺酸体系及甲磺酸体系等,其中甲磺酸体系以其沉积速率快、废水容易处理等优点而被应用到连续电镀生产中,我们经过1年的生产实践,成功地取代了Sb—Pb合金工艺。

 

2镀液规范与配制

 

Sn (以甲磺酸亚锡形式加入)20~40 g/L,Bi(以甲磺酸铋形式加入)2~4 g/L,甲磺酸130~180g/L,甲醛14 mL/L,添加剂SB—A 50~60 mL/L,添加剂SB—B 30~40 mL/L,16~30℃,Jk 2~7 A/dm2,阳极为锡(99.90%)。配制时用自来水和去离子水把镀槽清洗干净,然后加入1/2体积的去离子水,按计算量依次加入甲磺酸、甲磺酸亚锡、甲磺酸铋、甲醛、添加剂SB—A、添加剂SB—B,加水至规定体积,搅匀后即可电镀。

 

3镀液组成及工艺条件的影响

 

3.1甲磺酸

 

甲磺酸既可防止甲磺酸亚锡的水解,又能增加阳极的溶解和溶液的导电性;含量过高,会导致析氢严重,阴极效率降低,并且会因阳极溶解过快,导致锡离子浓度过高而使镀层粗糙;含量过低,会使镀液稳定性降低,电流密度范围缩小。

 

3.2 Sn2+、Bi2+

 

层易烧焦;两种主盐浓度过高,会使镀层粗糙,镀液分散能力降低。通过调整两种离子的浓度比例可以有效控制镀层中的锡、铋比例。随着Bi2+浓度增加,镀层中铋含量也会增加,因阳极采用纯锡,故Bi浓度需经常化验添加,以保证镀层中的锡、铋比例。

 

3.3甲醛

 

可防止Sn2+的氧化,增加镀液的稳定性,同时又增加镀层的光亮度。含量过低,镀层出现花斑,镀液混浊;含量过高,镀层出现条纹。

 

3.4添加剂

 

两种添加剂必须配合使用,sB.A为主光亮剂,SB.B主要增加镀液的深镀能力,一旦添加量过多,会增加镀层的脆性和含碳量。

 

3.5温度

 

温度对镀液、镀层、电流密度范围都有影响。温度过高,会加速Sn2+的氧化,降低镀液的稳定性,镀层光亮度下降;温度过低,会使工作电流降低,镀层易烧焦且光亮度低。镀层中铋含量先随温度升高而升高,到一定温度又会随温度的升高而降低。温度偏高或偏低都会使镀层中的铋含量降低。

 

3.6阴极电流密度

 

阴极电流密度偏高,析氢严重,阴极效率低,镀层粗糙,出现麻点和烧焦等现象,镀层中的铋含量随阴极电流密度升高而降低。

 

4电沉积速率的测定

 

测厚仪为美国CMI一900 X射线镀层测厚仪,电镀设备为台湾北特公司生产的连续电镀线,锡铋电镀槽总长7.2 m,电镀时阴极电流密度为5 A/dm2。测试结果,如表1所示。

 

平均沉积速率为2.48μm/min,这表明沉积速率较快,可应用于连续电镀生产。

 

5生产中注意事项

 

(1)镀液禁止采用空气搅拌,停镀时,可放置少量锡板于槽液中,并且,镀槽加盖防止二价锡的氧化。

 

(2)镀液应有控温冷却系统和连续过滤系统。

 

(3)定期分析槽液成分,做霍尔槽试验,并作相应调整。

 

(4)镀前和镀后都需要用去离子水水洗,镀件最好不要用逆流漂洗。镀件经过中和(5%~10%Na3PO4)及钝化(K2Cr2010 g/L、Na2CO320 g/L)处理,可提高镀层的防变色能力。

 

(5)黄铜基体一定要预镀铜或镍以防止锌的扩散而变色。

 

 

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