镀锡层如何提高焊锡
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发布时间：2022-05-03 04:04
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时间：2023-10-09 05:39
1．1 镀液浑浊
镀液浑浊是导致镀锡层可焊性下降的主要因素。镀锡电解反应以Sn2＋／Sn形式进行。
（1）在酸性镀锡液中Sn4＋ 是杂质离子，必须将Sn4＋ 还原成Sn2＋。因为Sn4＋ 水解呈胶体状态，溶液的黏度增加，影响了Sn2＋／Sn电化学反应的机制，所以镀层发灰、不光亮。
（2）在碱性镀锡液中，若有Sn2＋ 存在，会影响电沉积状态，镀层也会出现发灰等缺陷。必须将Sn2＋ 氧化成Sn4＋，否则同样会使镀液浑浊。
（3）光亮剂用量过多，使极化作用增强，电镀时大量析氢。特别是镀液中Sn4＋ 水解成锡酸，与光亮剂的分解产物形成胶体而使镀液浑浊，从而使阴极电流效率降低，镀层夹杂的有机物增多。
（4）镀液中Fe2＋ 过多，也会影响Sn4＋ 的产生。在电镀时，Fe2＋ 被氧化成Fe3＋，而Fe3＋ 的氧化性将Sn2＋ 氧化成Sn4＋；Sn4＋ 水解成锡酸，与Sn2＋ 及有机物形成复杂的胶团结构，使镀液浑浊［1］。
（5）经常在高温、高负荷下作业，由于槽镀量大，导致溶液温度升高，往往产生Sn4＋ 的速率加快；同时，Sn4＋的水解速率也会加快，最终使镀液状态变差，这样镀出来的锡层的可焊性就较差。
1．2 镀层厚度
通常要求镀锡有一定厚度的、银白色的、均匀的易焊镀层。如果镀层太薄或厚度不均，铜基镀锡或钢基镀铜后镀锡，锡和铜相互接触，存在一个铜／锡界面，两种金属长时间接触就会发生相互渗透的现象，形成合金扩散层。这种情况下，镀锡层太薄，必然导致可焊性下降。
1．3 结晶状况
镀液中Sn2＋ 的质量浓度高或光亮剂不足，镀层结晶粗糙、疏松，光亮性差。这种镀锡层在空气中极易被氧化变色，从而影响可焊性。
1．4 放置时间
生产中刚镀好的锡层，其可焊性非常好。经过一段时间（约2个月）的放置，镀层的可焊性就会变差，但厚度在5μm 左右的光亮锡层较少变坏。这主要是因为在空气中表面被氧化所致。上述酸性镀锡液中Sn4＋ 的产生速率，与镀液固有的特性、作业和维护有着密切的关系。
2·提高镀锡层可焊性的措施
2．1 加强镀液维护
镀锡液清洁、稳定，是获得可焊性好、耐蚀性强的光亮镀锡层的重要条件。为防止镀锡液中Sn2＋氧化及Sn2＋ 和Sn4＋ 水解等问题的发生，必须及时处理浑浊镀液。可采用如下方法。
（1）定期分析镀液，一般每周一次或两周一次，至少每月一次。通过分析及时调整主盐。
（2）经常在班前或班后用大面积阴极板，以小电流进行电解，去除铜等金属杂质离子。
（3）加入适量絮凝剂，去除Sn4＋；或者在镀液中放入纯锡块，将Sn4＋ 还原成Sn2＋。
（4）用不含Cl－ 的活性炭或专用处理机净化镀液，但它会吸附部分光亮剂，故处理后要进行调整。
（5）选用优质的稳定剂，最好采用组合型稳定剂，它有很好的协调作用，可有效防止溶液中Sn2＋的自然氧化。
（6）使用高纯度（99．5％以上）的锡板作为阳极，可防止阳极钝化；同时要经常刷洗阳极表面，并套上保护袋。
（7）必须使用未氧化发黄的优质硫酸亚锡作为镀液的主盐，以确保配制的溶液澄清而不浑浊。
（8）要经常添加稳定剂，一般每月的加入量约为5mL／L。光亮剂则以勤加少加为宜，浑浊的光亮剂不能使用。每次净化后要加入配缸剂。
（9）碱性镀锡液中氢氧化钠的质量浓度的提高，能使锡酸盐的电离度降低，锡的析出电位变负，又能抑制锡酸钠的水解。
（10）控制镀液中SnO2－3与H2SO4的质量比为1∶5左右。
（11）保持镀液在低温下作业，即控制温度在15～25℃之间，不要超过30℃。
（12）控制阳极电流密度，防止阳极区发生有害的副反应，即Sn2＋ 氧化成Sn4＋。
（13）镀件入槽要采用冲击电流，特别是形状复杂的工件，以防止强酸腐蚀造成的污染。
（14）除必要的冲击电流外，正常的阴极电流密度不宜过高，一般控制在0．5～2．0A／dm2，以防止溶液氧化。
（15）经常检查和维修工装挂具，防止绝缘层破损，并保证镀前工件清洗干净，避免交叉污染。
（16）停产时对镀槽加盖，防止溶液过多接触空气，以减少Sn2＋ 的氧化。
2．2 采用二次镀锡［2］
采用二次镀锡工艺，就是在常规碱性镀锡层上再镀一层酸性光亮锡。此法能满足元器件可焊性的要求。
碱性镀锡的优点是镀液中没有添加剂、镀层内无有机物夹杂、镀锡层的纯度较高，以及碱性镀锡液的分散能力、覆盖能力较好。但缺点是镀层结晶不致密，锡层在空气中易氧化变色，从而影响可焊性。而酸性光亮镀锡的优点是镀层结晶细致、光亮，一般情况下抗氧化能力较强。它的缺点是镀液中存在大量光亮剂，部分有机物夹杂于镀层中，镀件长期存放也会影响可焊性。如果在碱性镀锡层上叠加酸性光亮锡层，两者“取长补短”，这样镀锡层的可焊性就非常好。
值得注意的是，双重镀锡后，也就是经酸性光亮镀锡后，需要用碱水脱膜，即在氢氧化钠25g／L，50～60℃下浸渍处理约1min，以保持耐久银白色
