浅谈酸性镀锡光亮剂
核心提示：1　前言自上海市轻工所研制的820体系光亮剂问世以来,我国镀锡业有了更快发展。国产光亮剂基本组成由以下三部份组成:表面活性剂(O1　前言
自上海市轻工所研制的820体系光亮剂问世以来,我国业有了更快发展。国产光亮剂基本组成由以下三部份组成:表面活性剂(OP 21、OP 10、TX 10)、苄叉丙酮和甲醛。由于采用的表面活性剂型号、质量不一样,光亮剂的配方和附加剂(萘酚、烟酸、甲酚、对(间、邻)苯二酚、酚磺酸、二氨基二苯甲烷)不同,其性能各有差异。但作为稳定剂,应该具有以下三个特点:
(1)对Sn4+有强络合能力;
(2)对Sn2+有抗氧化性能;
(3)没有其他副作用。
但采用氟化物作稳定剂要慎用,它不仅对钛管有强烈的腐蚀作用,而且可能对溶液性能有不良的影响。进口光亮剂虽然在走位能力、抗氧化性能和耗量方面优于国产光亮剂,但至今,进口、国产光亮剂都未取得突破性进展,即锡镀层通过高温老化(185&C、2h或155&C、16h)后,其焊接性能不稳定,因此,必须进一步提高光亮剂性能,完善镀锡工艺。
2　光亮剂特点
以&820&体系光亮剂为例。镀锡光亮剂一般不冠以&开缸剂&和&补充剂&,&820&、&821&统称为光亮剂,在配缸和日常过程中都要同时加入,只是加入量不同而已。光亮剂的控制,最好按消耗量来添加,如滚镀电流100A,每小时添加&821&40ml,&820&80～100ml。在此基础上,根据工艺具体情况(电流的波动、溶液温度的高低以及溶液带出量)和镀件光亮度的变化,酌情增减。
3　溶液的配制
(1)颜色发黄和溶解性差的硫酸亚锡不能用;(2)硫酸和酒石酸锑钾选用试剂级;(3)硫酸亚锡完全溶解后,溶液必须立即冷却到室温以下,以防止Sn2+水解成Sn4+,使溶液性能变坏。加了光亮剂&820&15ml L左右后(光亮剂&820&严禁用水稀释),搅匀溶液,用瓦楞状极板以0.2A dm2左右低电流电解4h以上,最好利用过滤机或冷却循环泵使溶液处于搅动状况下。这样促使光亮剂充分络合于溶液中。电解结束后,溶液在合适的温度下,可以进行试镀。试镀前,可以加光亮剂&821&0.5ml L左右,滚镀10min左右,若零件不太亮,再加光亮剂&821&0.5ml L。经过这样几次反复,零件上的锡镀层应该达到满意的光亮度。通过以上分级加光亮剂试镀,零件上锡镀层仍达不到满意的光亮度或不亮,就应该检查以下几方面原因:(1)整流器电源是否缺相;(2)导电块与导线之间接触是否良好;(3)有没有大量氯离子进入溶液中。
4　各工艺参数的控制及影响
4.1　硫酸亚锡
硫酸亚锡允许含量范围很宽,即使每升含量只有几克,也能镀出色泽、亮度正常的镀层。因此,其含量过高、过低主要对电流密度有影响,尤其对挂镀更为明显。其最佳含量范围是20～35g L。对没有焊接性能要求的镀件,硫酸亚锡含量可控制在20g L以下。一般只要阳极不发生钝化,溶液中锡离子是会保持平衡的,但必须:(1)硫酸含量正常;(2)阳极面积足够;(3)添加适量的稳定剂。
硫酸允许含量范围虽然很宽,但必须认真控制。硫酸含量过高、过低对阳极溶解都是不利的,尤其过低,不仅使阳极钝化,Sn2+离子水解成Sn4+离子,使溶液性能变坏,而且使锡镀层光亮度变差。没有化学分析条件的,可以通过观察电压的变化来控制其含量。在锡板无钝化又经过洗刷条件下,电压升高,就意味着硫酸含量过低,就必须添加硫酸,可以分几次少量添加,一直添加到电压恢复正常为止。
4.3　溶液的温度
实践证明,溶液的温度控制低些,有利于溶液性能的稳定,有利于锡镀层结晶更致密。溶液温度低,光亮剂耗量少,镀层光亮度好;溶液温度高,情形则相反。溶液最佳温度为10～20&C,滚镀控制在下限8～15&C,挂镀为上限10～18&C为宜。
4.4　电流密度
在滚镀中,可以按镀件真实面积计算,阴极电流密度控制在0.4～0.7A dm2为宜。或者观察液面不冒大量气泡前提下,尽量开大电流。
4.5　通电量
在设计镀槽时,每升溶液通电量应控制在0.4～0.6A比较合适,这样既有利于溶液的稳定,同时也不浪费能源。
4.6　滚桶转速
v根据镀件的特点,选择合适的滚桶转速,是成功镀取光亮镀层的一个关键。认为提高滚桶转速,可以增加锡镀层的光亮度,这是完全错误的。镀锡滚桶的转速控制在8～18r min为宜。
5　镀液的维护
酸性镀锡液与其他金属镀液相比,很不稳定,溶液中Sn2+随着时间的推移,逐渐被氧化成Sn4+,即使添加了稳定剂,在较低温度下运行,这一氧化反应都是不能避免的,更不可能使已生成的Sn4+重新被还原成Sn2+。溶液性能的好坏,首先取决于Sn4+离子的积累,其次才是光亮剂的有机分解物及金属杂质。
5.1　溶液的大处理
镀锡液经过一段时间电镀后(通电量必须达100Ah L以上),溶液性能变差,镀层光亮度下降,色泽变暗,表面易产生发雾、斑点等,焊接性能也不佳。另外,阳极也很容易产生钝化现象。老化的镀锡液经大处理后,其性能有所好转,但不能达到新配制的溶液性能。所以对焊接性能要求高的产品,尽量使用新配制的溶液。Sn4+离子可用聚丙烯酰胺(分子量比较小为好)处理。有机分解物可用活性炭吸附。Cu2+可用亚铁氰化钾溶液除去.
5.2　日常维护
(1)溶液停止使用时,常用瓦楞状极板低电流密度电解。(2)大量水冲入镀槽后,要马上加入硫酸至配方中规定含量,以免Sn2+水解成Sn4+,使溶液性能变坏。(3)平时补加硫酸亚锡可用镀液直接溶解,或者用稀硫酸溶解,严禁用水溶解。
6　前处理及底镀层
(1)紫铜件、磷铜件通过滚光除油就可以了,不必进行三酸酸洗,但入槽前必须经稀硫酸活化。
(2)黄铜件、铁件镀紫铜,其厚度尽量达2&m以上。
(3)锌铝合金经浓硫酸除膜,铬酸、氢氟酸、硝酸等混合酸抛光,氢氟酸和硫酸混合液活化后,铜层厚度必须大于3&m以上。
(4)采用铜 镍作底层,尽管是优良的阻挡层,但要充分注意到镍层易钝化,放置时间过长或活化不充分,锡镀层易产生起泡现象,以至高温老化时也会产生起泡现象。
7　后处理及抗变色
一般来说,亮白的锡镀层经过适当的后处理是不会变色的。镀锡最好不要搞逆流漂洗,否则镀层易发雾,尤其是滚镀件,从滚桶里倒入盆中后,马上倾入清水,搅匀后,把水倒掉,这样反复3次,然后浸泡50&C左右磷酸三钠稀溶液(手感滑腻即可),再经3次水洗即可。镀件经过钝化(10g LK2Cr2O7、20g LNa2CO3)处理,对防变色是有效果的,但必须清洗干净。浸渍硬脂酸溶液,在镀件表面形成保护膜,是经济有效的防变色方法。对于贮运周转时间长的镀件,最好用符合卫生标准的厚纸袋包装,外面套以塑料袋。
8　镀层焊接性
近十年来,国内一些有关电镀书刊资料介绍了关于镀锡溶液中添加含有锑、铋、铟、铈、镉等金属元素的无机盐,试图形成锡合金,从而提高其焊接性能,这不仅在理论上,而且实践也证明了这样说法和做法都是没有意义的。应该说,只有当锡金属中引入铅元素才能真正形成合金,并且从根本上提高其可焊性。实践证明,添加酒石酸锑钾溶液对于稳定镀层光亮度是有好处的。要提高锡镀层可焊性,必须采取以下措施:(1)用铜 镍做底镀层;(2)保持良好的溶液性能;(3)尽量低温操作;(4)硫酸亚锡含量控制在20～35g L范围内;(5)镀层厚度必需大于8&m,镀层单向厚度可以按0.5A dm2-8&m-30min关系式换算。
9　重镀和退镀
锡镀层因各种原因需重镀,可先在5%左右稀盐酸中浸泡10～20s,洗净后即可入槽电镀。不良锡镀层的退除(对基体不会损伤)
(1)基体为铁或镍
氢氧化钠,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　g L70～90
间硝基苯磺酸钠(防染盐S),　　　　　　　　　　　g L70～90
T,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　&C&80
(2)基体为铜及其合金(无烟酸洗配方)
硫酸(工业),　　　　　　　　　　ml L400～500
硝酸(工业),　　　　　　　　　　ml L40～50
盐酸(工业),　　　　　　　　　　ml L8～12
硝酸钠(工业),　　　　　　　　　g L70～80
明　胶,　　　　　　　　　　　　g L1～1.5
聚乙二醇,　　　　　　　　　　　g L1～1.5
T　　　　　　　　　　　　　　室温
&&&&& &&&&&酸性镀锡液稳定剂的优选_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
酸性镀锡液稳定剂的优选
上传于||文档简介
&&这​是​我​的​毕​业​论​文​。
阅读已结束，如果下载本文需要使用0下载券
想免费下载更多文档？
下载文档到电脑，查找使用更方便
还剩3页未读，继续阅读
你可能喜欢浅谈酸性镀锡光亮剂_光亮剂_中国百科网
您现在的位置： >
> 文章内容:
浅谈酸性镀锡光亮剂
&&&&1　前言自上海市轻工所研制的820体系光亮剂问世以来,我国镀锡业有了更快发展。国产光亮剂基本组成由以下三部份组成:表面活性剂(OP 21、OP 10、TX 10)、苄叉丙酮和甲醛。由于采用的表面活性剂型号、质量不一样,光亮剂的配方和附加剂(萘酚、烟酸、甲酚、对(间、邻)苯二酚、酚磺酸、二氨基二苯甲烷)不同,其性能各有差异。但作为稳定剂,应该具有以下三个特点:(1)对Sn4+有强络合能力;(2)对Sn2+有抗氧化性能;(3)没有其他副作用。但采用氟化物作稳定剂要慎用,它不仅对钛管有强烈的腐蚀作用,而且可能对溶液性能有不良的影响。进口光亮剂虽然在走位能力、抗氧化性能和耗量方面优于国产光亮剂,但至今,进口、国产光亮剂都未取得突破性进展,即锡镀层通过高温老化(185&C、2h或155&C、16h)后,其焊接性能不稳定,因此,必须进一步提高光亮剂性能,完善镀锡工艺。2　光亮剂特点以&820&体系光亮剂为例。镀锡光亮剂一般不冠以&开缸剂&和&补充剂&,&820&、&821&统称为光亮剂,在配缸和日常电镀过程中都要同时加入,只是加入量不同而已。光亮剂的控制,最好按消耗量来添加,如滚镀电流100A,每小时添加&821&40ml,&820&80～100ml。在此基础上,根据工艺具体情况(电流的波动、溶液温度的高低以及溶液带出量)和镀件光亮度的变化,酌情增减。3　溶液的配制(1)颜色发黄和溶解性差的硫酸亚锡不能用;(2)硫酸和酒石酸锑钾选用试剂级;(3)硫酸亚锡完全溶解后,溶液必须立即冷却到室温以下,以防止Sn2+水解成Sn4+,使溶液性能变坏。加了光亮剂&820&15ml L左右后(光亮剂&820&严禁用水稀释),搅匀溶液,用瓦楞状极板以0.2A dm2左右低电流电解4h以上,最好利用过滤机或冷却循环泵使溶液处于搅动状况下。这样促使光亮剂充分络合于溶液中。电解结束后,溶液在合适的温度下,可以进行试镀。试镀前,可以加光亮剂&821&0.5ml L左右,滚镀10min左右,若零件不太亮,再加光亮剂&821&0.5ml L。经过这样几次反复,零件上的锡镀层应该达到满意的光亮度。通过以上分级加光亮剂试镀,零件上锡镀层仍达不到满意的光亮度或不亮,就应该检查以下几方面原因:(1)整流器电源是否缺相;(2)导电块与导线之间接触是否良好;(3)有没有大量氯离子进入溶液中。4　各工艺参数的控制及影响4.1　硫酸亚锡硫酸亚锡允许含量范围很宽,即使每升含量只有几克,也能镀出色泽、亮度正常的镀层。因此,其含量过高、过低主要对电流密度有影响,尤其对挂镀更为明显。其最佳含量范围是20～35g L。对没有焊接性能要求的镀件,硫酸亚锡含量可控制在20g L以下。一般只要阳极不发生钝化,溶液中锡离子是会保持平衡的,但必须:(1)硫酸含量正常;(2)阳极面积足够;(3)添加适量的稳定剂。4.2　硫酸硫酸允许含量范围虽然很宽,但必须认真控制。硫酸含量过高、过低对阳极溶解都是不利的,尤其过低,不仅使阳极钝化,Sn2+离子水解成Sn4+离子,使溶液性能变坏,而且使锡镀层光亮度变差。没有化学分析条件的,可以通过观察电压的变化来控制其含量。在锡板无钝化又经过洗刷条件下,电压升高,就意味着硫酸含量过低,就必须添加硫酸,可以分几次少量添加,一直添加到电压恢复正常为止。4.3　溶液的温度实践证明,溶液的温度控制低些,有利于溶液性能的稳定,有利于锡镀层结晶更致密。溶液温度低,光亮剂耗量少,镀层光亮度好;溶液温度高,情形则相反。溶液最佳温度为10～20&C,滚镀控制在下限8～15&C,挂镀为上限10～18&C为宜。4.4　电流密度在滚镀中,可以按镀件真实面积计算,阴极电流密度控制在0.4～0.7A dm2为宜。或者观察液面不冒大量气泡前提下,尽量开大电流。4.5　通电量在设计镀槽时,每升溶液通电量应控制在0.4～0.6A比较合适,这样既有利于溶液的稳定,同时也不浪费能源。4.6　滚桶转速v根据镀件的特点,选择合适的滚桶转速,是成功镀取光亮镀层的一个关键。认为提高滚桶转速,可以增加锡镀层的光亮度,这是完全错误的。镀锡滚桶的转速控制在8～18r min为宜。5　镀液的维护酸性镀锡液与其他金属镀液相比,很不稳定,溶液中Sn2+随着时间的推移,逐渐被氧化成Sn4+,即使添加了稳定剂,在较低温度下运行,这一氧化反应都是不能避免的,更不可能使已生成的Sn4+重新被还原成Sn2+。溶液性能的好坏,首先取决于Sn4+离子的积累,其次才是光亮剂的有机分解物及金属杂质。5.1　溶液的大处理镀锡液经过一段时间电镀后(通电量必须达100Ah L以上),溶液性能变差,镀层光亮度下降,色泽变暗,表面易产生发雾、斑点等,焊接性能也不佳。另外,阳极也很容易产生钝化现象。老化的镀锡液经大处理后,其性能有所好转,但不能达到新配制的溶液性能。所以对焊接性能要求高的产品,尽量使用新配制的溶液。Sn4+离子可用聚丙烯酰胺(分子量比较小为好)处理。有机分解物可用活性炭吸附。Cu2+可用亚铁氰化钾溶液除去.5.2　日常维护(1)溶液停止使用时,常用瓦楞状极板低电流密度电解。(2)大量水冲入镀槽后,要马上加入硫酸至配方中规定含量,以免Sn2+水解成Sn4+,使溶液性能变坏。(3)平时补加硫酸亚锡可用镀液直接溶解,或者用稀硫酸溶解,严禁用水溶解。6　前处理及底镀层(1)紫铜件、磷铜件通过滚光除油就可以了,不必进行三酸酸洗,但入槽前必须经稀硫酸活化。(2)黄铜件、铁件镀紫铜,其厚度尽量达2&m以上。(3)锌铝合金经浓硫酸除膜,铬酸、氢氟酸、硝酸等混合酸抛光,氢氟酸和硫酸混合液活化后镀铜,铜层厚度必须大于3&m以上。(4)采用铜 镍作底层,尽管是优良的阻挡层,但要充分注意到镍层易钝化,放置时间过长或活化不充分,锡镀层易产生起泡现象,以至高温老化时也会产生起泡现象。7　后处理及抗变色一般来说,亮白的锡镀层经过适当的后处理是不会变色的。镀锡最好不要搞逆流漂洗,否则镀层易发雾,尤其是滚镀件,从滚桶里倒入盆中后,马上倾入清水,搅匀后,把水倒掉,这样反复3次,然后浸泡50&C左右磷酸三钠稀溶液(手感滑腻即可),再经3次水洗即可。镀件经过钝化(10g LK2Cr2O7、20g LNa2CO3)处理,对防变色是有效果的,但必须清洗干净。浸渍硬脂酸溶液,在镀件表面形成保护膜,是经济有效的防变色方法。对于贮运周转时间长的镀件,最好用符合卫生标准的厚纸袋包装,外面套以塑料袋。8　镀层焊接性近十年来,国内一些有关电镀书刊资料介绍了关于镀锡溶液中添加含有锑、铋、铟、铈、镉等金属元素的无机盐,试图形成锡合金,从而提高其焊接性能,这不仅在理论上,而且实践也证明了这样说法和做法都是没有意义的。应该说,只有当锡金属中引入铅元素才能真正形成合金,并且从根本上提高其可焊性。实践证明,添加酒石酸锑钾溶液对于稳定镀层光亮度是有好处的。要提高锡镀层可焊性,必须采取以下措施:(1)用铜 镍做底镀层;(2)保持良好的溶液性能;(3)尽量低温操作;(4)硫酸亚锡含量控制在20～35g L范围内;(5)镀层厚度必需大于8&m,镀层单向厚度可以按0.5A dm2-8&m-30min关系式换算。9　重镀和退镀锡镀层因各种原因需重镀,可先在5%左右稀盐酸中浸泡10～20s,洗净后即可入槽电镀。不良锡镀层的退除(对基体不会损伤)(1)基体为铁或镍氢氧化钠,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　g L70～90间硝基苯磺酸钠(防染盐S),　　　　　　　　　　　g L70～90T,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　&C&80(2)基体为铜及其合金(无烟酸洗配方)硫酸(工业),　　　　　　　　　　ml L400～500硝酸(工业),　　　　　　　　　　ml L40～50盐酸(工业),　　　　　　　　　　ml L8～12硝酸钠(工业),　　　　　　　　　g L70～80明　胶,　　　　　　　　　　　　g L1～1.5聚乙二醇,　　　　　　　　　　　g L1～1.5T　　　　　　　　　　　　　　室温
Mail: Copyright by ；All rights reserved.工具类服务
编辑部专用服务
作者专用服务
酸性镀锡镀液稳定性及镀层可焊性等性能研究
本文主要是对紫铜毛细管外表面进行酸性光亮镀锡工艺的改进而展开研究。在全面分析国内外酸性电镀锡工艺的研究成果和存在问题的基础上，主要对酸性光亮镀锡的稳定剂及电镀工艺进行了探索性改进，针对电镀液稳定性的提高和镀层可焊性提高进行了研究，同时对镀层其他部分性能和电镀液的部分性能进行了初步研究。
改进了现有稳定剂X-206，加入锌粉进行V2O5的还原、60℃恒温水浴、外加电流进行电离以及用纯锡板进行还原等方法，都能使V2O5溶解在已有稳定剂X-206中。但只有加入锌粉进行还原和60℃恒温水浴两种方法能经得起室温老化试验。
电镀液的稳定性研究表明，60℃恒温水浴使V2O5溶解的引入方法，能够长期保持电镀液的稳定性，并确定了电镀液的最终配置方法。钒化合物的加入，明显提高了稳定剂X-206的稳定性能，其原理主要是低价钒离子能有效的清除镀液中的溶解氧，防止Sn2+的氧化。同时，在本电镀液的体系中加入Ce(SO4)2，电镀液的稳定性没有得到提高，相反加速Sn2+离子的氧化与水解。
研究了脉冲参数对镀锡层可焊性的影响，并对其作用机理进行初步探讨。脉冲参数的不同选择，对镀锡层可焊性影响很大。通过正交试验，对其可焊性进行比较，得到最佳的电镀参数：占空比10％，脉冲周期100ms，平均电流密度1.5A/dm2，搅拌速度20min-1。
脉冲镀层可焊性的影响因素进一步研究表明，其与平均电流密度、脉冲周期及搅拌次数呈二次函数关系，而与占空比呈线性关系。在相同的平均电流密度下，其可焊性明显优于直流镀层。这可能是由于脉冲电流减少了阴极附近的浓差极化，同时减少了镀层中的杂质，使其可焊性得到改善。
扫描电镜、金相等分析表明，脉冲镀锡层与毛细铜管外表面紧密地咬合在一起，之间没有孔洞和间隙，结合性能优异。镀层的显微照片显示了平均电流密度影响了镀层的微观结构，电流密度较小时，V∥＞V⊥，镀层主要以层状生长，在垂直于基体方向上生长较慢，微观照片上，镀层表面的小颗粒相对少一些。当电流密度大较大时，V∥＜V⊥，镀层的柱状生长较明显，微观照片上，镀层表面的小颗粒相对多一点。
通过循环伏安法和极化曲线对电镀液的性能进行研究，循环伏安曲线图中显示，在此电镀液中，Sn2+发生还原反应的电位在-540mv到-500mv之间(相对于饱和甘汞电极)。极化曲线显示，当扫描较小时，光亮剂有充分的时间响应，极化程度增大；当扫描速度较大时，光亮剂没有得到响应，极化程度较小。传质过程影响着阴极电流效率，金属沉积的阴极电流效率，随极限电流密度被超过而降低，且随着平均电流密度的增大而下降。
学科专业：
授予学位：
学位授予单位：
导师姓名：
学位年度：
在线出版日期：
本文读者也读过
相关检索词
万方数据知识服务平台--国家科技支撑计划资助项目（编号：2006BAH03B01）(C)北京万方数据股份有限公司
万方数据电子出版社酸性镀锡工艺七问--《表面工程资讯》2013年02期
酸性镀锡工艺七问
【摘要】：正一、酸性镀锡工艺有何特点?答:a.组分简单易于调整;b.沉积电位较正(Sn~(2+)+2e=Sn,(?)°=-0.140 V),锡是易于电沉积的金属。C.镀液导电性好,槽电压低,整流电源输出直流电压有6 V就足够了,省电。d.在形成双电层时交换电流密度比Cu、Zn大2～3个数量级,达约1 10mA/cm~2,故自身阴极极化很弱,不加添加剂是不行的。e.镀液中锡离子必须呈2价态Sn~(2+),否则毛病百出。这一点刚好与碱性镀锡要求锡离子呈4价态而不能呈二价态恰恰相反。如何尽量减少酸性镀锡液中产生过多4价锡(提高镀液稳定性)是研制改进添加剂和工艺维护的重点和难点。
【关键词】：
【分类号】：TQ153.13【正文快照】：
一、酸性镀锡工艺有何特点?答:a.组分简单易于调整;b.沉积电位较正(sn，‘+Ze=Sn，甲“=一o.14ov)，锡是易于电沉积的金属。C.镀液导电性好，槽电压低，整流电源输出直流电压有6V就足够了，省电。d.在形成双电层时交换电流密度比Cu、Zn大2一3个数量级，达约们Om周Cm，，故自
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式，仅支持PDF格式
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 知识超市公司
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备75号