武汉材保电镀技术生产力促进中心

回首页            2005-02-25

 

BSn-2004哑光锡电镀工艺

哑光锡BSn-2004是针对无铅电镀镀层所开发的一种无氟硼酸和硫酸的甲基磺酸盐型镀锡液。该工艺能沉积出较传统电镀无法达到的大晶粒且结构稳定的镀层,沉积出的锡晶粒大小为3-8微米范围内,这种结构能够减少晶须的形成。

BSn-2004哑光锡电镀工艺所得镀层具有良好的覆盖能力,结晶细致均匀,而且镀层中含碳量非常低,镀件长期贮存不易变色,并能保持优异的焊接性,该纯锡工艺制别适用ICPC板和半导体等器件的钎焊性镀层,

BSn-2004哑光纯锡电镀工艺具有如下优势:

1.  适应当前市场的无铅环保要求;

    2.卓越的耐晶须生长性;

    3.优异的焊锡性;

4.镀液稳定、维护简单,消耗量少;

一、镀液组成

名称

范围

最佳值

甲基磺酸

150180g/L

160 g/L

Sn2+

1015g/L

13 g/L

BSn-2004A

2030ml/L

25 ml/L

BSn-2004B

35ml/L

4 ml/L

温度

1218

15

阴极电流密度

0.22.5A/dm2

根据设备和生产要求确定

阳极与阴极面积比

至少11

搅拌

阴极移动或溶液循环

阴极效率

95100%

沉积速度

1A/dm2下,约0.5μ/min

二、开缸方法

所有与镀液相接触的设备,如镀槽以及过滤系统,必须仔细彻底清洗,并用5%浓缩酸液浸泡812小时。

以配制100L标准的BSn-2004哑光纯锡开缸镀液为例:

1.将镀槽仔细洗净后,注入纯水50L

2.  在连续搅拌下,缓慢加入酸浓缩液(945g/L14.3L,此时有温和放热现象,充分搅拌混合均匀;

3.  在连续搅拌下,缓慢加入锡浓缩液(300g/L4.3L,充分搅拌混合均匀;

4.  加入2.5LBSn-2004A,400mLBSn-2004B添加剂,充分搅拌均匀;

5.  加入纯水至100L,充分搅拌均匀后即可使用。                 

三、镀液控制和维护

镀液中金属锡浓度的含量应保持1015g/L,量不足通过补加锡浓缩液予以修正,每加入锡浓缩液3.35ml/L可提高锡金属浓度1g/L

镀液中酸浓度的含量应保持在150180g/L,量不足时可通过补加酸浓缩液予以修正,每加入酸浓缩液2.2ml,可提高酸浓度1g/L

BSn-2004A具有结晶细致作用,消耗量100160ml/KAh

BSn-2004B具有提高镀层覆盖能力作用,消耗量很小。电镀过程中一般不另外补充,仅大处理槽液后按开缸量补加即可;

对于钢件或铜件在一般前处理后最好浸50ml/L的稀浓缩酸液,对于锌及锌合金件,其表面镀3-5μm的铜或镍作阻隔层,用以防止锌向锡镀层扩散。

特别提醒,氯化物造成锡镀液覆盖能力下降,所以镀前处理一定要避免氯离子的带入。

四、电镀设备

镀槽:所用材料必须耐酸,建议使用PPPVCFRP等材料。

加热器:浸没式加热器,材质使用PTFE或钛。

冷却器:外套PTEF或钛。

过滤机:用1微米的聚丙烯滤芯连续过滤,至少3-5倍。

速流器:所产生的电流波幅不超过5%

阳极:锡纯度大于或等于99.94

五、镀液分析

1.二价锡含量分析

     用移液管吸取镀液5ml置于250ml锥形瓶中;

     100ml去离子水和20ml 11HCl  

8滴淀粉指示剂;

0.1N碘标准液滴定至蓝色为终点;

计算二价锡离子的浓度:

Sn2+(g/l)=滴定0.1N碘标准液毫升数×2.38

2.酸含量的分析

① 用移液管吸取镀液5ml置于250ml锥形瓶中;

  加纯水至100ml

     8滴酚酞指示剂;

     1N氢氧化钠标准液滴定,直至变为红色停止,记录滴定毫升数;

计算游离酸含量:ACID(g/l)=V滴定毫升数×C1N氢氧化钠×19.2

六、故障排除

故障 原因 排除方法
镀层结晶粗糙 金属锡含量太低

BSn-2004A含量太低

镀液温度太低

电流密度太高

增加锡含量至最佳值

加BSn-2004A 3-6ml/L最大至10ml/L

升高温度至最佳值

降低电流密度至最佳值

镀层结合力差 前处理不当

镀液受重金属离子污染

酸含量低

电流密度太高

检查调整前处理工艺

低电流电解;污染太重时须更换镀液

分析并调整酸含量

降低电流密度至最佳值

镀层覆盖力差 金属锡含量太高

酸含量太低

BSn-2004B含量太低

镀液温度太高

调整锡含量至最佳值

增加酸含量至最佳值

加BSn-2004B 1-2ml/L最大至5ml/L

降低温度至最佳值

镀层焊接力差 镀层表面受污染

镀液受重金属离子污染

镀层太薄

阳极质量太差

充分水洗或更换清洗水

低电流电解:污染太重时须更换镀液

延长电镀时间或增加电流密度

更换质量较佳的阳极

  七.废水处理及安全事项
【废水处理】
因为镀液中不含有氟硼酸和有机络合剂,因此清洗水可直接转移到中和设备中。
【安全事项】
电镀液中含有的有机酸,具有一定的腐蚀性,不可皮肤直接接触。
使用过程中,应穿戴好安全护具(防护服,带手套和护目镜等)。避免镀液溅到皮肤或眼睛上。身体如有接触,应立即用大量清水冲洗接触部位10-15分钟。如果发炎疼痛,请立即就医。