为克服氟化物镀液的缺点,开发了焦磷酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐、EDTA钠盐以及氯化物镀液,尤以焦磷酸盐镀液应用最广泛,现作简要介绍。
以上这些类型镀液列于表2-32。下面以焦磷酸盐镀液为例,叙述主要成分和工艺参数的影响。
(1)镀液中金属浓度比的影响
金属离子浓度之变化,对合金成分影响不很明显。镀液中锡离子占总浓度30%~50%(摩尔)时,合金硬度值更高。镀液中锡浓度占总浓度30%~50%时,镀层内应力最大。这是由于生成NiSn准稳定相之故。锡含量占总浓度30%~50%时镀层结晶细致。当锡含量低时镀层表面有小瘤巴,浓度过高镀层结晶也变粗。
(2)络合剂焦磷酸盐的影响
在焦磷酸盐镀液中,加入a-氨基酸类的化合物,才能获得锡镍合金,例如不加蛋氨酸,镀层几乎全是锡,硬度和内应力也很低,镀层粗糙。尽管焦磷酸盐是主络合剂,但对合金成分几乎没有什么影响。研究合金电镀的极化曲线表明,在焦磷酸盐镀液中,加入蛋氨酸时,镍的极化曲线向正方向移动,这样就有利于同锡发生共沉积。
(3)pH值的影响
PH值对合金成分和镀液性能的影响是不相同的。当pH值<7,镍与锡难以共析,只有锡优先析出,镀层粗糙,pH>9以上,镍离子也难以还原。镀液的pH值,宜在8~9之间,这时镀层硬度为HV=500。这种镀液缓冲性好,pH值相当稳定。
(4)电流密度的影响
在无搅拌下,电流密度高时,镀层粗糙且呈灰暗色;随电流密度升高,锡含量降低,但通过搅拌,可提高镀层的锡含量,这是由于锡离子比镍离子优先析出,通过搅拌,使阴极附近的锡离子得到迅速补充之故。
(5)温度的影响
温度对镀液和镀层的影响均很小,当温度低时镍稍增加,在较高温度下,锡含量稍增加。
本文转载自《合金电镀工艺》编著 曾祥德
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