铅基合金中最重要的是铅锡合金。该合金具有浅灰色的金属光泽，比较柔软，孔隙率比单层锡或铅都低。铅和锡的标准电极电位差只有lOmV，且氢过电位高，故可在简单的强酸性镀液中共析，只要控制铅锡离子浓度比和电流密度即可获得任一合金成分的合金镀层，电流效率接近l00％。 镀铅锡合金镀液除使用最普及的氟硼酸盐镀液外，氨基磺酸盐、酚磺酸盐、烷醇磺酸盐和柠檬酸盐镀液业已开始使用。 依合金成分不同，其用途列于表4—3—1。 表4—3—1各种铅锡合金的用途  铅锡合金的金相组织为过饱和固溶体，但在储存过程中会逐渐发生相变。在某些特殊情况下组分也会与基体形成金属间化合物(例如锡与铜)，这一特性在具有特殊要求的场合，应考虑在基体与铅锡合金镀层之间加镀中间隔离层。 (一)氟硼酸盐镀铅锡合金工艺规范(见表4—3—2) 表4—3—2氟硼酸盐镀铅锡合金的工艺规范   (二)镀液的配制 (1)将计算量的一半的氟硼酸倒人塑料槽中，加水稀释一倍，并稍加热。 (2)往上述液中缓慢加入碱式碳酸铜，生成氟硼酸铜，将锡粉慢慢加入该液中直到铜离子的蓝色完全消失为止，过滤除去铜渣即得到氟硼酸亚锡液。 (3)另一半氟硼酸溶解用水调成糊状的氧化铅，不断搅拌至完全溶解得到氟硼酸铅液。(4)将(3)液倒人(2)液之中搅匀。 (5)桃胶溶于约40℃的温水中过滤后加入槽中；蛋白胨亦用温水溶解后加入。明胶用冷水浸泡过夜，再用热水溶解后加入。其他组分可直接加入。 (6)2-甲基醛缩苯胺光亮剂的配制： 将结晶碳酸钠、水l20mL，异丙醇l00mL倒人三口烧瓶中，接回流管冷却，自漏斗中慢慢加入乙醛150mL，此为放热反应，要冷却反应釜外壁，使反应温度在15℃～20℃下。待乙醛加完后可允许稍加热，直至出现淡黄色或灰绿色。然后自漏斗中加入邻甲苯胺50mL及异丙醇500mL，溶液渐变为橙红色。将混和物置于热水浴中(85℃～90℃)回流2h，用异丙醇稀至1L。该光亮剂在冷冻介质中避光存放，可在较长时间不变质。合成反应如下  (三)镀液成分和工艺参数的影响 1．铅盐和锡盐 提供被沉积的金属离子，总浓度高，允许使用高电流密度，沉速快，但分散能力降低；浓度低则分散能力好。印刷电路板的孔金属化，采用较低浓度，以保障镀层的均匀性。铅、锡可在广宽的范围内变化，改变其离子浓度比，可以得各种成分的合金。在15℃～38℃下，3A／dm2阳：阴面积比=2：1时，镀液基本组成与合金成分的关系，列于表4—3—3。 表4—3—3基本成分与合金成分的关系  2．氟硼酸 其主要作用为促使阳极正常溶解；防止二价锡氧化和水解，提高镀液稳定性；提高电导，改善分散能力，细化结晶。游离氟硼酸对合金成分影响不明显。 3．胶体物质 加入胶体物质如桃胶、明胶、胨等可提高阴极极化，细化结晶，改善分散能力，尤以胨作用最明显。胶体还有利于提高锡的含量。胶体含量太少，镀层粗糙发黑；过多会引起镀层发脆。 4．硼酸 自制氟硼酸时加入过量的硼酸，或者有意加入一定量的硼酸，起稳定氟硼酸的作用。 5．电流密度 随电流密度升高，镀层中锡含量也增加，反之则减少。 6．基体材料 铅锡合金常镀在钢铁、铜及其合金、铝及其合金上，为使镀层在热熔化时色彩均匀光亮，均需预镀铜。铜及合金镀lmin～3min钢铁和铝合金镀3min～10min。 7．镀层厚度 用于钎焊的合金厚度要稍厚，钢铁基体镀201xm～30Ixm；铜及其合金镀25Ixm～50Ixm；铝及其合金镀40μm～60μm。为提高合金层抗蚀性、光泽性、可焊性和可焊储存期，镀后宜进行热熔化处理。 甘油l00％ 时间0．5min～2min 温度l80℃～200℃ 如系片状小零件，热熔化温度降至170℃～180℃。 (四)杂质的影响及去除方法． (1)硫酸根要严防带入，硫酸根与铅形成白色沉淀、悬浮于液中时，使镀层粗糙、毛刺、结瘤。用过滤清除。 (2)胶体分解产物的积累，常在镀层中夹杂，造成镀层结晶粗糙、发脆、条纹、锡含量降低。应定期用活性炭处理和过滤。 (3)二价锡氧化成四价锡后发生水解，将导致溶液混浊、电流效率下降和镀层发脆，过滤清除。 (4)金属杂质铜、银、锌、镉、铁、镍等，主要来源于阳极不纯和零件的掉落腐蚀。对于钎焊用合金，会妨碍焊接性能。其中铜影响最大，镀层中含铜0．25％时，焊接就难于进行。对于轴承用合金，金属杂质通常会提高合金层的硬度，从而降低润滑生和抗蚀性。金属杂质可用低电流密度电解除去。 电镀铅锡合金常见故障及纠正方法，列于表4—3—4。 表4—3—4铅锡合金溶液常见故障及纠正方法  (五)铅锡合金镀层的钝化处理 铅锡合金镀层在空气中氧化变色，影响镀层的钎焊性能。为提高在大气中的稳定性，减少触摸过程中镀层表面的手指印，故在镀后需进行钝化处理。 重铬酸钾(K2Cr207)8g／L～10g／L温度室温 碳酸钠(Na2C03)18g／L～20g／L时间2min～5min 相关阅读：可焊性锡铅、锡铈合金 电镀锡镍合金 电镀锡钴合金 电镀锡钴锌合金 电镀锡锌合金 |
