可焊性锡铅、锡铈合金电镀

    随着电子工业的发展，对电子元器件的可焊性提出了越来越高的要求，可焊性已成为街量电子元件好坏的一个重要指标，而采用何种镀层及工艺方法，又是提高可焊性的关键。早期可焊性镀层，大都用纯锡镀层，用无锡镀层时，由于结晶粗、孔隙大，易氧化导致可焊性差；另外锡与基体铜有互相渗透，形成铜锡合金扩散层的倾向，该合金熔点高，合金镀层厚度增加，又消耗了锡层的“有效厚度”。采用光亮电镀获得可焊性镀层，由于表面平滑光亮，一方面铜不易向镀层中扩散，另一方面抗氧化能力亦增加，故光亮锡层比无光锡层可焊性好。

    但锡镀层有长晶须的潜在危险，这种倾向随锡纯度提高，内应力增加和光亮剂的夹杂等因素增大，锡还有结构变异，低温时产生“锡瘟”的危险。基于上述原因，酸性光亮锡层不能用作某些微电子器件上。

    国内外电镀工作者，在可焊性镀层的研究方面，取得了如下进展。

    ①从传统氟硼酸盐镀锡铅合金改用非氟的柠檬酸盐、酚磺酸盐型和氨磺酸盐型等，毒性、腐蚀性减小，改善了生产环境。

    ②镀合金的光亮剂开发应市，镀光亮层的可焊性明显提高；

    ③从用纯锡镀层发展到锡铅和锡铈锑合金，改善了镀层的耐蚀、抗氧化和可焊性能。

    锡和锡合金的可焊性依下列顺序递减：光亮锡铈锑＞光亮锡铈＞光亮锡—铅＞光亮酸性锡＞一般酸性锡＞碱性锡。

    光亮镀锡铈合金，在国内已推广应用，铈与锡共沉积的合金能防止基体铜形成不可焊的合金扩散层。该合金抗氧化能力强，化学稳定性好，明显地提高了可焊性，铈离子还有防止亚锡氧化和水解的功能，工艺稳定。

    在锡铈镀液中再加入锑盐，可获得锡铈锑三元合金，比锡铈镀层更光亮，比锡铈的可焊性更好，蒸气老化4h后，该镀层的润湿能力，可达到理想润湿力的88％，比锡铈合金提高18.3％。

（1）光亮锡铅合金电镀工艺

    光亮镀锡铅合金工艺规范（见表2-29）
（2）光亮镀锡铈合金工艺规范（表2-30）
（3）镀后处理

    镀件的清洗和钝化处理，对可焊性镀层显得更为重要，对焊接性和抗氧化性都有很大影响。可焊性镀层常用的后处理方法有三种。

    ①浸稀硫酸→清水洗→热水洗→专用清洁剂（温度70℃，1～2min）→清洗。

    ②去离子水洗→浸三氟二氯乙烯→浸0.2％～2％苯骈三氮唑溶液→清洗→热水洗。
    ③清水洗→钝化（K₂Cr₂O₇ 10g／L，NaCO₃ 20g／L，室温1mim）→热水洗→供干 (120℃,20min)。

注：BSP-1.2武汉材料所研制；T328，BH，天津大学研制；YDZ-7.8上海通信设备厂研制；M-1北京师范大学化学系研制。


注：1．SS-820、821，浙江黄岩化学厂；NSR-8405南京曙光化工厂；PAS-O北京广播器材厂；FS-1，上海通信设备厂。

       2．混合光亮剂OP-21，400mL／L，甲醛100mL／L，苄叉丙酮50g／L对二氨基二苯甲烷25g／L，乙醇加至1L。

本文转载自《合金电镀工艺》编著    曾祥德
（想查询更多表面处理文章，您可以扫描下方二维码点击关注公众号：易镀，公众号内有更多详细的表面处理文章，欢迎您的订阅）
易镀，十分专业的表面处理信息平台，金属表面处理/镁合金蚀刻剂/镁合金除油剂/镁合金漂白剂/镁合金转化膜/环保铝除灰剂/铝三价铬钝化剂/低磷化学镍/铝中磷化学镍/高磷化学镍/银光剂/银保护等。
表面处理难题可咨询：13600421922（程生）