锡是两性金属，既能与酸反应生成盐而形成锡的阳离子，又能与强碱生成盐形成锡酸根的阴离子。锡在酸性镀锡中是两价阳离子，而在锡酸盐碱性镀液中是以四价(锡酸根SnO₃²⁻)存在的。锡在低温下可转变为非晶型的同素异形体(α锡或灰锡),俗称“锡瘟”,锡与少量的锑(0.2%～0.3%)或铋等共沉积可有效地抑制这种转变。

镀锡层在高温、高潮湿及密闭条件下能长成“锡须”,俗称“长毛”,锡须有惊人的高电流负载能力，通常约为10mA,最大可达50mA,大电流对电子集成电路来说是致命的。锡须能够造成电气短路，引发故障，降低电子器件的可靠性，甚至造成灾难性后果。锡须是从镀层表面自然生长出的柱状或圆柱细丝状单晶锡，大多以缠绕、弯曲或扭曲的形态出现，长度可从lμm到1mm不等，直径通常为1～3μm。不同的锡合金表面均可能出现锡须，但纯锡表面最容易出现锡须的生长。许多合金元素，如Pb和Bi等元素，可以阻碍或延迟锡须的生长;另外还有一些元素，如Cu元素，虽然不溶于Sn,实际上却可以促进锡须生长。抑制锡须的生长是无铅化进程中需要解决的关键问题之一。因此需要采取必要的措施来解决镀锡层易造成电子元件短路的问题，采取的手段主要包括镀覆中间层、电镀较厚的Sn合金镀层、镀低应力Sn合金镀层、Sn合金镀层表面回流和退火处理等措施。

电镀锡无论采用哪种电解质，都需要不同的电镀添加剂来获得令人满意的镀层：亚光，半光亮和全光亮。根据电镀添加剂的功能，添加剂可以分为整平添加剂、光亮剂、晶粒细化剂、抑制剂和润湿剂。添加剂在水性电镀液中的使用是极其重要的，主要是由于其对成核、结晶的生长和电沉积的结构等均有影响，添加剂的用处包括增亮沉积层、减小晶粒尺寸、降低形成直径的趋势和提高物理机械性能。

镀锡液包括碱性镀锡和酸性镀锡两类。酸性镀锡电解液中主盐锡主要以二价锡形式存在，在碱性镀锡中主要以四价锡形式存在。碱性镀锡电解液的分散能力较好，镀层结晶细致、洁白、孔隙少，对杂质允许量大。酸性电解液的电流效率比碱性电解液的电流效率高，沉积速率快，且酸性电解液无需加热，室温下即可进行而获得光亮锡镀层。

在镀锡过程中，碱性锡酸盐电镀锡液较酸性镀锡液使用较少，碱性锡酸盐镀液优点在于镀液对钢铁基材没有腐蚀性，属于简单盐电镀液，不需要添加剂就可以获得良好的镀层，分散能力良好。缺点在于碱性锡酸盐镀液需要加热，导致耗电增加，其允许操作的最高电流密度较低。此外，碱性电镀液中Sn是从四价锡离子得电子生产Sn的，所需的理论电能是酸性电镀液的2倍。在碱性电镀液中，低电流密度时锡阳极溶解成亚锡酸盐，当电流密度增大到一临界值时，锡阳极表面就会生成一种金黄色的膜，而一旦这种膜覆盖住阳极表面，锡就完全溶解成锡酸盐，只有这样才能使电镀锡层致密。

碱性镀锡溶液分为钠盐和钾盐两大体系。钠盐体系主要成分有锡酸钠和氢氧化钠，钾盐体系主要成分有锡酸钾和氢氧化钾。国内碱性镀锡溶液多采用钠盐体系，钠盐成本较低，货源比较方便，与钾盐相比较，钠盐的阴极电流效率、阴极电流密度、溶解度等在相同条件下比钾盐低，钾盐溶液稳定性较好。碱性镀锡电解液成分简单，镀液用锡酸钠或锡酸钾为主盐，氢氧化钠为镀液稳定剂，阳极一般用含锡量99%以上的纯锡。一般来说，碱性镀锡液的分散能力较好，但其电流效率较低，锡的沉积速率较慢，镀液需要的温度高。碱性镀锡液的成分及工艺条件见表1。

表1 碱性镀锡液成分及工艺条件

1.锡酸盐

锡酸钠(钾)是镀锡的主盐，提供被沉积的金属离子，通过调整相对应的氢氧化钠(钾)的适当含量和其他添加成分，以防止产生棉状锡镀层。锡酸盐镀液的突出优点是分散能力很强，对形状复杂件和有空洞凹坑的零件尤为合适。一般来说，提高主盐浓度，可相应提高工作电流密度，加快沉积速率，但它的阴极电流效率随着阴极电流密度的升高而很快下跌。主盐含量过高时，阴极极化作用降低，使镀层粗糙。主盐含量过低时，溶液的分散能力较好，镀层洁白细致，但沉积速率慢。

2.氢氧化钠(钾)

氢氧化钠(钾)的作用首先是防止锡盐水解，起稳定溶液的作用;其次可减缓空气中二氧化碳影响，保持一定量的游离碱，可以吸收空气中的二氧化碳，生成碳酸钠(钾),从而减缓了空气中二氧化碳对主盐的影响;此外，氢氧化钠(钾)的作用是使阳极正常溶解。碱性镀锡时游离碱一般控制在7～20g/L范围内，其含量过高会使阳极难以保持半钝化状态，阳极不易保持金黄色，容易溶解出二价锡离子而影响镀液的稳定性并使镀层质量变劣，镀液不稳定。当其含量过低时，阳极则易钝化，镀液分散能力下降，镀层也易烧焦，同时镀液中还会出现锡酸盐的水解。

3.乙酸钠(钾)

某些碱性镀锡液中加入乙酸盐，以期达到缓冲作用，实际上碱性镀锡液呈强碱性，乙酸盐不可能起缓冲作用。但是生产中常用乙酸来中和过量的游离碱，起控制游离碱的作用，故在镀液中总是存在乙酸盐。

4.双氧水和过硼酸钠(钾)

少量的二价锡存在就会形成灰暗或海绵状镀层，镀液中二价锡去除方法是用30%双氧水0.1～0.5mL/L稀释加入，均匀搅拌，或用过硼酸钠(钾)使二价锡变为四价锡，必要时，可在阳极面积与阴极面积比为1:5条件下进行电解处理。

5.阴极电流密度

阴极电流密度的高低取决于镀液温度、主盐浓度、游离碱量和搅拌等。提高阴极电流密度可相应提高沉积速率，但阴极电流密度过高时，阴极电流效率随着阴极电流密度的升高而很快下跌，且镀层粗糙、多孔及色泽发暗。

6.温度

碱性镀锡溶液温度通常控制在60～90℃范围，提高温度能加快阳极溶解及减少阴极浓差极化，并可得到较好的镀层。但温度过高，阳极稳定性差且不易保持金黄色膜，产生的二价锡影响镀层质量，能源消耗大，镀液损耗多。

碱性电解液镀锡后特别是焊接件需用去离子水或软水清洗，以防锡酸钙和锡酸镁附着镀件表面影响产品可焊性。配制镀液时，在镀锡槽中加入2/3的去离子水，并加热到约66℃,慢慢加入计量氢氧化钠，再逐渐加入已经用水调成糊状的锡酸钠，强烈搅拌待全部溶解后加热调至规定体积，取样分析并调整到工艺范围，过滤调整后，通电处理数小时即可试镀。

碱性镀锡常见故障及纠正方法如表2所示。