1 前言 一批出口美国的高压接线鼻需镀锡，材料为含银3％的银铜合金(已经淬火处理)，单个重量达450 g，孔深为120 mm(Φ内15 mm)，电镀要求为：外表面厚度为8µm以上，内孔要求全部镀覆(没有厚度要求)，保存一年不变色。 按常规工艺电镀，外表面是可以满足要求的，但内表面不能镀覆。笔者通过试验，将化学镀锡和电镀锡有机结合，成功地解决了这一深孔电镀问题。 2 工艺流程 上挂一脱脂除膜一水洗一酸洗一水洗一化学镀锡一水洗一电镀锡合金一水洗一中和一水洗一保护剂一水洗一浸热水一干燥一下挂一检验。 3 工艺介绍 3.1脱脂除膜 由于材料经过了热处理，表面有一层氧化皮，采用高温碱液脱脂后，需在10％左右的热H2S04中除氧化膜，时间为5～10 min。若表面有油污烧结斑，需浸泡110～130℃的NaOH(浓度为20％～30％)溶液。 3.2 酸洗 为提高表面光洁度，需进行酸洗。工艺规范为：
酸洗后的表面不应挂有水珠，否则，化学镀锡后的表面会有花斑。(xF-5是由各种氨基酸混合物和非离子表面活性剂复配而成。) 3.3化学镀锡 3.3.1 工艺规范
3.3.2镀液维护 此工艺虽然成分简单，但有几个问题需要注意：SnCl2·2H20含量过高，沉锡液混浊，镀层发雾，含量偏低，沉积速度慢，甚至不沉积；NaOH含量高，镀层呈青黑色，过低，沉不上锡。温度太低，反应不发生. 毛刺问题是本工艺需注意的关键问题，也是本工艺最大的缺点.时间越长，毛刺越多；时间太短，锡层薄，在后续电镀过程中会退掉。以在100%的H2S04常温下浸泡1 h锡层不退掉为准。通过试验，沉锡8～10 min最佳。 为减少毛刺，加入XF-沉锡清洁剂是很有必要的，xF-为一种络合能力很强的螯和剂，可以络合镀液中的各种金属离子杂质，使沉锡液保持清澈，但不能过量，否则，锡被络合会导致沉不上锡。 为加强镀液的交换能力，产品开口朝上，并且每2～3 min将药水倒出再重新罐入。 3.4电镀锡一铈一锑合金 3.4.1 工艺规范
*901、902为笔者所在公司开发的醛一酮系酸性镀锡光亮剂，905为防止sn2氧化的稳定剂，含有锑盐络合剂，此工艺成熟稳定，电流效率高，沉积速度快，所得镀层抗变色能力好，长期放置仍能保持其优良可焊性。 3.4.2合金形成的机理探讨 此工艺所得的镀层实际上是锡一铈一锑合金镀层，但有很多专家学者认为加入锑和铈是不可能形成合金的。 锡和铈的电极电位相差较大，能否共同沉积，很多人都在研究。复旦大学、南京大学、电子工业部第五研究所等研究单位经定性和定量分析，都肯定镀层中有铈，其含量在0.01％～0.3％左右。哈工大的王素琴等人通过电子探讨对镀层做定性分析，证明镀层中有铈。笔者通过试验，将所镀得的产品送到温州大学采用等离子光谱进行分析，所得镀层中铈的含量为0.08％。 值得一提的是，镀液中的铈盐要以ce3的形式加入，若采用ce4，必须用H202转化为ce3后加入。 3.4.3镀液稳定性能的研究 镀液变浑浊的原因，是Sn4+氧化成Sn4+后，Sn4+水解成a一锡酸(SnO2·H20)，并逐步向β一锡酸转化的结果。 此工艺的最大缺点就是温度超过30℃时，易产生浑浊，在温度不高的情况下，存放1～2个月也会发生浑浊。镀液一旦呈奶状浑浊，将影响光亮镀层的电流密度范围和可焊性，严重时将影响生产的正常进行。 为延缓镀液变浑浊，可采取以下措施： (1)加入抗氧化剂如对苯二酚、抗坏血酸等，阻止Sn2+向Sn4+转化。 (2)使用冷冻机组降低镀液的工作温度。 (3)降低锡盐浓度。 (4)增加阳极面积。 (5)实验证明，铈化合物的加入，对镀液中的Sn2+有稳定作用，并能使镀层结晶细致化，可提高镀层抗手指污染的能力和可焊性能。 有人引入络合剂HF来阻止Sn4+水解和a一锡酸的聚结，但HF要慎用，因为冷冻机一般都是采用钛管作为冷凝器的，HF会腐蚀钛管。 3.4.4镀层可焊性能的研究 锡镀层经过高温老化(155℃，2 h)后，可焊性不佳，主要原因在于产品在存放或老化时，表面易形成金属氧化膜，这层膜的表面张力很小，严重时会出现对焊料的不润湿现象。另外，基体铜向锡层扩散，形成了不可焊的Cu5Sn6金属间化合物，也使镀层的可焊性下降。 铈的加入，在提高镀层抗氧化性能的同时，还能有效阻止铜和锡形成Cu5Sn6，铈在镀层表面形成的致密氧化膜能在锡焊温度下被助溶剂溶解，不会影响可焊性能。 经过研究实验发现，镀层中加入铈，可有效提高焊接温度，可满足温度为480～500℃的高温焊接要求(纯锡的熔点为231.9℃，不能满足这一要求)。 3.4.5镀液维护 常规的镀液维护这里不做详细讲解，只是针对几点比较特殊的问题进行阐述： (1)硫酸盐镀锡液与其它镀液相比，很不稳定，尽管采取各种措施抑制氧化，但这一反应始终会缓慢进行，所以，镀液经过一段时间使用后，镀液会“老化”，导致镀层色泽变暗，光亮度下降，也影响可焊性能.这时候，需用SY-800处理剂进行大处理(SY-800为一种相对分子质量较大的聚丙烯酰胺). (2)有人提出采用活性炭处理镀液中的有机杂质=笔者认为最好不要采用这种方法，因为溶液中的Sn02．H20胶状水合物用过滤机本身很难过滤掉，如果冉与活性炭混和，就更难过滤掉： 3．5 中和 将残留在工件上的酸液中和掉，工艺规范为：
3．6保护剂 这道工序很重要，既可提高镀层的防变色能力，又可增加产品的手感(具有润滑作用)，还有切水作用，减少产品的烘干时间。 工艺规范为：
*RamTech sn Protect 50浓缩液为RAM—CHEM公司生声. 4不良镀层的退除 先在100 mL／L HF和100 mL／L H202的溶液中退除锡镀层，再在3．2所述的酸洗溶液中抛光后即可重镀. 5 结论 (1)不同工艺的有机组合，可以满足很多采用单一电镀方式不能完成的特殊要求。 (2)在酸性镀锡液中，加入锑和铈，可以稳定镀液，形成Sn-Ce-Sb合金镀层，大大提高了镀层的可焊性能和抗氧化能力。 |
