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PCB镀锡工艺运用在锡酸钠、硫酸亚等行业中有何特点?

2021-07-28 16:12:16

镀锡电解液根据酸碱性的不同分为碱性镀锡、中性镀锡和酸性镀锡三种,其中中性镀锡电解液还处在开发研究阶段,未见有成功运用于生产实践中。

1.碱性镀锡

碱性镀锡常用锡酸钠作为镀液的主盐,提供金属离子。溶液中存的氢氧化钠为主要成分,-方面

氢氧化钠和锡酸盐结合,形成稳定的配位化合物,改善溶液的导电能力和分散能力。另一方面,游离的0H-可以防止锡酸盐水解,在镀液中形成沉淀。同时根据各个厂商需求还会有一-些其他成分,常见的碱性镀锡溶液配方及工艺条件为:

锡酸钠         90~100g/L

氢氧化钠      10~20g/L

乙酸钠          0~15g/L

θ                  75~90℃

槽电压           4-6V

Jk                 0.5~3.0A/dm2

硫酸亚锡

碱性镀锡主要特点:

1)由于采用四价锡盐,不易氧化,对杂质的容忍度大;

2)镀液成分简单,分散能力好;

3)得到的镀层细致、洁白,孔隙少。但是由于碱性镀锡θ为60~80C,温度较高不易保持阳极溶解良好状态的金黄色,导致产生有害的Sn2+。槽温过高也使锡酸钠容易水解形成淤渣沉淀。电解液的操作温度较高,电流效率只有60%~90%,尤其是阴极电流密度较大时,电流效率更低。

这些缺点已经不能满足PCB生产环保、高的需求,目前逐步被酸性镀锡取代。

2.酸性镀锡

酸性镀锡溶液根据导电介质不同,分为硫酸盐、氟硼酸盐、卤化物和烷基磺酸盐等。酸性镀锡电解液成分简单,容易操作控制;配合使用添加剂,无需加热,室温即可获得优良镀层;阴极电流效率高、沉积速率快及镀液工作周期长等特点!

① 硫酸盐镀锡

硫酸盐镀锡液成本低,是目前流行的一种电镀液。加人适当的添加剂,可得到光亮银白,结晶细致的镀层。

其常见配方工艺如下:

硫酸             120~180g/L

硫酸亚锡       25~60g/L.

光亮剂          A适量

走位剂          B适量

θ                 15~30℃

槽电压          4~6V

Jk                1~5A/dm2

阴极移动       20~30次/min

硫酸盐镀锡为了防止Sn2+氧化,采用阴极移动进行镀液搅拌。

该镀液主要缺点是添加剂的使用过程中补加和控制较为严格,难以维护。镀液的稳定性受杂质影响大,容易发生故障,需要良好维护。

② 磺酸盐镀锡

20世纪40年代,烷基磺酸盐镀锡和羟基磺酸类镀锡体系开始受到人们重视,由于甲基磺酸对锡、铅都有配合作用,适用于锡、铅及锡铅合金电镀。

尤其是其稳定性大大优于硫酸镀锡,在较高、较宽的电流密度内可以获得均匀镀层。

阴极沉积速度快,初期应用时因甲基磺酸合成价格比较高,导致电镀成本随之增加,近年来,甲基磺酸的合成成本大幅下降,电解液的价格也在可接受范围内,使其得到迅猛发展。

甲基磺酸盐镀锡镀液组成及工艺条件为:

甲基磺酸锡           40~70g/L

甲基磺酸              120~180g/L.

添加剂                 A10m/L

添加剂                 B20ml/L

θ                         15~30℃

槽电压                  4~6V

Jk                         1~4A/dm2

阴极移动               15~20次/min.

甲基磺酸盐电镀锡镀液酸性低,对电子器件、电镀设备等腐蚀性小,操作也较为安全。具有电镀范围广,镀层平滑细致的优点。甲基磺酸盐镀锡顺应了我国电子产品生产无铅化的发展需求,是未来电镀锡发展的方向。

③ 氟硼酸盐镀锡

酸性镀锡工艺中还有一种氟硼酸盐镀锡,典型的镀液组成如下:

氟硼酸亚锡              70~115g/L

氟硼酸                     50~150g/L

添加剂                      适量

θ                            20~30℃

Jk                            1~5A/dm2

槽电压                      4~6V

阴极移动                   20~30次/min

此工艺的主要特点是允许使用较高的阴极电流密度,因而电镀速率快、电流效率高(可达到100%),适用于高速电镀,被广泛应用于连续电镀生产线。但是镀液存在氟硼酸毒性大,腐蚀性强、废水处理困难的缺点,近年来逐渐被淘汰,或者被无氟镀锡工艺取代。


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