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Sn-Cu合金电镀工艺及镀层性能研究

Sn-Cu合金电镀工艺及镀层性能研究
Sn-Cu合金电镀工艺及镀层性能研究

Sn-Cu合金电镀工艺及镀层性能研究1 前言

电子部件上往往要镀覆可焊性镀层,以确保良好焊接。Sn和Sn-Pb合金镀层具有优良的可焊性,已经广泛地应用于电子工业领域中。但是Sn-Pb合金镀层中含有污染环境的铅,锡镀层容易产生导致电路短路的晶须。

随着环境管理的加强和焊接品质的提高,人们希望使用无铅焊料镀层。现在已经开发了Sn-Ag合金、Sn-Bi合金、Sn-In合金和Sn-Zn合金等无铅焊料镀层,它们存在的问题有:

1)获得Sn-Ag合金镀层的镀液中含有络合能力很强的络合剂,镀液管理复杂而困难,而且使用价格较高的银,使得镀层成本较高。

2)铋的质量分数为10%以上的Sn-Bi合金镀层的熔点为130~160℃,难以确保电子部件之间的可靠焊接。

3)由于Sn-In合金镀层的熔点低于Sn-Pb合金镀层的熔点,降低了焊接接合时的焊接强度,铟的价格也较贵。

4)由于Sn-Zn合金镀层容易氧化,因而难以在空气中进行可靠的焊接。基于上述无铅焊料镀层存在的问题,人们开发了另外的Sn-Cu合金镀层。Sn-Cu合金镀层一般应用于装饰性镀层或者作为Ni镀层的代用镀层,它的镀层组成,晶粒尺寸,平滑性和杂质都会影响Sn-Cu合金镀层的可焊性。

此外,为了确保焊接可靠性,要求像Sn-Pb合金镀层那样,加热处理以后的可焊性和镀层外观仍然优良。本文就加热处理以后仍然具有优良可焊性的Sn-Cu合金镀液和电镀工艺加以叙述。

2 工艺概述

研究发现,Sn-Cu合金镀层中的杂质碳含量对镀层可焊性有着重要的影响。电镀以后的Sn-Cu合金镀层中的杂质碳几乎不会存在于镀层表面上,因而不会影响镀层的可焊性。但是如果在室温下长期保存或者加热处理以后,由于室温下的扩散或者由于加热

引起的热扩散,碳就会浮出到镀层表面上,显著地影响镀层的可焊性。

研究结果表明,Sn-Cu合金镀层中的杂质碳的质量分数为0.3%以下时,可以显著地提高镀层的可焊性。

研究结果还表明,如果以Sn-Cu合金镀层取代Sn-Pb合金镀层,考虑到电子部件之间的焊接强度或者250~300℃的焊接温

度,Sn-Cu合金镀层中的铜质量分数为0.1%~2.5%,最好为0.5%~2.0%。如果铜质量分数低于0.1%,就容易发生锡的晶须而可能导致短路;如果铜质量分数高于2.5%,镀层熔点就会超过300℃,难以进行良好焊接。

Sn-Cu合金镀液中含有可溶性锡盐和铜盐、有机酸、表面活性剂和防氧化剂等组成。

可溶性锡盐有甲烷磺酸锡、乙烷磺酸锡、丙烷磺酸锡、2-丙烷磺酸锡等烷基磺酸锡盐和羟基甲烷磺酸锡、2-羟基乙基-1-磺酸锡、2-羟基丁基-1-磺酸锡盐等烷醇基磺酸锡盐。它们可以单独或者混合使用。以锡计的质量浓度为5~100g/L,最好为10~60g/L。

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可溶性铜盐有甲烷磺酸铜、乙烷磺酸铜、丙烷磺酸铜、2-丙烷磺酸铜等烷基磺酸铜盐和羟基甲烷磺酸铜、2-羟基乙基-1-磺酸铜、2-羟基丁基-1-磺酸铜等烷醇基磺酸铜盐。它们可以单独或混合使用。以铜计的质量浓度为0.01~30g/L,最好为0.1~10g/L,在这一浓度X围内可以获得铜的质量分数为0.1%~2.5%且最好为0.5%~1.0%的Sn-Cu合金镀层。

镀液中加入有机酸旨在络合镀液中的锡盐和铜盐,并用作镀液的导电性成分,提高镀液的稳定性和导电性。适宜的有机酸有甲烷磺酸、乙烷磺酸、丙烷磺酸、2-丙烷磺酸等烷基磺酸和羟基甲烷磺酸、2-羟基乙基-1-磺酸、2-羟基丁基-1-磺酸等烷醇基磺酸。它们可以单独或者混合使用。有机酸质量浓度为30~500g/L,最好为100~250g/L。

镀液中加入非离子表面活性剂旨在改善镀液性能,有利于获得平滑的Sn-Cu合金镀层。适宜的非离子表面活性剂有聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯壬酚醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯山梨糖醇酯、聚乙烯亚胺等。它们可以单独或者混合使用。非离子表面活性剂质量浓度为0.5~50g/L,最好为1~10g/L。

镀液中加入防氧化剂旨在防止镀液中的二价锡离子氧化成四价锡离子,保持镀液和合金镀层组成的稳定性。适宜的防氧化剂有抗坏血酸及其Na+、K+等碱金属盐、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、甲酚磺酸及其Na+、K+等碱金属盐,苯酚磺酸及其

Na+、K+等碱金属盐,连苯三酚,均苯三酸等。它们可以单独或者混合使用。防氧化剂质量浓度为0.1~25g/L,最好为0.5~10g/L。

镀液中还加入了葡萄糖酸、酒石酸、富马酸等有机羧酸作为镀液稳定剂;加入了苯甲酰丙酮、戊二醛、苯醛、邻氯苯醛、1-萘醛、三聚乙醛、2-巯基苯并噻唑等作为光亮剂;或者加入进一步改善镀液和镀层性能的阳离子、阴离子,两性等表面活性剂。

镀液温度为10~70℃,最好为20~50℃。阴极电流密度为0.1~100A/dm2,根据挂镀、滚镀和喷镀等电镀方式采用不同的阴极电流密度,例如挂镀的阴极电流密度为0.2~1A/dm2,滚镀时的阴极电流密度为0.5~4A/dm2,喷镀时的阴极电流密度为30~

60A/dm2。

电镀阳极可以采用锡或者Sn-Cu合金等可溶性阳极或者镀有铂或者铑的钛或者钽等不溶性阳极。适宜于电镀的有IC引线架、连接器、片状电容或片状电阻等电子部件。Sn-Cu合金镀层厚度

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为1~30μm。如果镀层厚度低于1μm,镀层的可焊性容易降低;如果镀层厚度高于30μm,镀层可焊性不会有进一步提高而不经济。3镀液配方

Fe-Ni合金(58% Fe,42%Ni)制双列直插式封装(D IP, Dual Inline Package)24针(厚度0.25mm)引线架,依次经过碱性脱脂、水洗、碱性电解脱脂、水洗、10%H2SO4浸渍、水洗等镀前处理,然后置于表1的例1~4和例7~9,镀液中电镀Sn-Cu合金镀层。镀有2μm厚度镀镍层的195铜制DIP24针引线架,经过上述相同的镀前处理以后置于表1的例4~5镀液中电镀Sn-Cu合金镀层。

白铜锡配方与铜锡合金电镀工艺

白铜锡配方的改进与铜锡代镍工艺 (周生电镀导师) 白铜锡合金镀层应用广泛,由于皮肤对镍镀层有过敏性反应,市场对无镍电镀之需求增加,白铜锡代镍电镀工艺镀层中不含铅、镉等重金属元素。目前无氰白铜锡的稳定性不如含氰配方,本文白铜锡为氰化白铜锡电镀,镀层呈银白色,光亮、坚硬,延展性好,长时间电镀无雾状产生,180烘烤60分钟不变色,适宜做镀金、银、锡钴和钯前的底层电镀,更适合各类阴、阳极电泳漆。 周生电镀导师之(@q):(3)(8)(0)(6)(8)(5)(5)(0)(9) 电镀导师之 [(微)(Xin)]:(1)(3)(6)(5)(7)(2)(0)(1)(4)(7)(0) ●配方平台不断发展完善 我们的配方平台包含的成熟量产商业种类多,已有AN美特、乐思、罗哈、麦德美、国内知名公等量产成熟的药水配方。 我们的配方平台帮助了很多中小企业提高产品技术水平,也有不少个人因此创业成功,帮助国内企业抢占国外知名企业市场,提升国产占有率是我们长期追求的目标。 ●配方说明 目前市场上有很多类似抄袭的,或者是买过部分配方后再次转卖的,他们有时候会改动数据,而且不会有后期的改进和升级。他们甚至建立Q群或者微@信群推广配方,我们没有建立任何群。一切建&群的都是假冒。(本*公*告*长*期*有*效)

●镀液配制 PM-3白铜锡可以直接使用,无需稀释或添加任何其他添加剂。 1、彻底清洗镀槽,然后用10%KOH 溶液加热至50℃,浸洗至少两小时,最后用清水 冲洗干净; 2、加入PM-3白铜锡开缸剂; 3、加热至操作温度; 4、检查PH值并做相应调整; 用2-5A/dm2电流电解处理镀液,每升镀液处理30Amin便可开始生产。 ●工作流程 ①基体:锌合金 前处理→预镀铜→碱铜→酸铜→PM-3白铜锡代镍→镀金或银等 ②基体:铁件 前处理→预镀铜→酸铜→PM-3白铜锡代镍→镀金或镀银等 ③基体:铜或其他合金 前处理→酸铜→PM-3白铜锡代镍→镀金或银等 ●镀液维护 ①添加纯水以维持镀液的体积; ②补充剂一套包括三种产品:

常用镀种简介:电子电镀

常用镀种简介:电子电镀 内容: 一、电子电镀 1、 PCB电镀简况 2000年我国PCB产值为36.35亿美元,占全球PCB产值的8.7%,居世界第4位。在我国的PCB产值中,广东占83.5%。因此,广东地区PCB电镀是一个极大的产业。 据不完全统计,广东PCB厂家仅磷铜一种原料,年消耗量达10000吨左右。大型PCB企业年消耗磷铜400-600吨,中型企业200-300吨。广东地区一年需要PCB酸铜光亮剂达1000多吨。仅磷铜和酸铜光亮剂年销售产值达到4-5亿元。 PCB生产中涉及的表面处理工艺有脱脂、去孔内壁沾污、活化处理、化学镀铜、直接电镀工艺、电镀铅锡合金、铜箔蚀刻、化学镀镍、金工艺等。因此需要大量的电镀特殊化学品和普通的化学原材料,全部加起来达几十亿元人民币。 目前PCB行业使用的特殊化学品90%以上为国际大公司如著名的美国公司MacDermind,Shipley LeaRonal原德国公司Schering, schlotter等所垄断,(现LeaRona为Shipley所兼并,Schering合并于Atotech,MacDermind兼并了英国Canning)。国内仅少数几家研究所和电镀添加剂生产商的产品进入为数不多的小型PCB企业。一方面是因为PCB生产对所有原材料的要求十分严格,另一方面是因为PCB的生产环节多,价值昂贵,出现质量问题后经济责任重大。因此国内从事表面处理的研究所和电镀添加剂生产企业只有加大投入,引进专业高技术人才,添置专用仪器设备研究开发,才有可能进入PCB这个市场潜力巨大的行业。 1.1 传统的PCB的电镀 印制线路板(指双面和多层)能形成工业规模生产,是得益于PCK 公司在1963年专利发表的化学镀铜配方和Shipley公司于是1961年专利发表的胶体钯配方。它们是使通孔镀得以成为自动线运行的基础,也是后来被广泛接受的制作PCB的基础工艺。 进入90年代以来,传统的以化学镀铜为主体的孔化(PTH)工艺受到多方面的压力和挑战。 下面是传统的制作PCB的流程:《缺》 化学镀Cu溶液共同特点是:(1)都含有络合剂或螯合剂,如酒石酸钾钠,EDTA以及EDTP;(2)化学镀Cu的还原剂都采用甲醛;而稳定剂又以氰化物为多。 络合剂EDTA或EDTP的存在给废水处理带来极大的困难,甲醛是众所周知的致癌物,传统的化学镀铜的另一缺点是:副反应使化学镀铜槽液维护和管理困难,从而导致化学镀铜质量问题。 化学镀铜的成本往往由于未充分利用而相差很大。一个不连续生产的槽液的成本比一个连续生产的槽液高几倍。因此,化学镀铜工艺一直是困扰PCB制造者的问题。

电镀工艺流程简介

电镀工艺流程简介 2016-04-12 12:30来源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部 电镀过程图电镀的种类很多,分类方法也不同,有单金属电镀(普通电镀、贵金属电镀)和合金电镀(二元合金、三元合金、四元合金电镀等)以及功能性电镀(赋予镀层某些特殊的性能的电镀)等,还有一些特殊的电镀工艺如非晶态电镀、复合电镀、电刷镀、化学镀等。但电镀工艺流程大致相同,一般包括镀前预处理,电镀及镀后处理三个主要阶段。 1).镀前预处理 目的是为了得到干净新鲜的金属表面,为最后获得高质量镀层作准备。主要进行脱脂,去锈蚀,去灰尘等工作。步骤如下﹕ 第一步:使表面粗糙度达到一定要求,可通过表面磨光,抛光等工艺方法来实现。 第二步:去油脂﹐可采用溶剂溶解以及化学﹐电化学等方法来实现。 第三步:除锈,可用机械,酸洗以及电化学方法除锈。 第四步:活化处理,一般在弱酸中侵蚀一定时间进行镀前活化处理。 2)、电镀 1、把镀层金属接在阳极。 2、把镀件接在阴极。 3、阴阳极与金属正离子组成的电解质溶液相连。 4、通电后,阳极的金属会进行氧化反应(失去电子),溶液中的正离子则在阴极被还原(得到电子)成原子并积聚在阴极表层。 3)、镀后处理 (1)钝化处理。 所谓钝化处理是指在一定的溶液中进行化学处理,在镀层上形成一层坚实致密的,稳定性高的薄膜的表面处理方法。钝化使镀层耐蚀性大大提高并能增加表面光泽和抗污染能力。这种方法用途很广,镀Zn、Cu等后,都可进行钝化处理。 (2)除氢处理。 有些金属如锌,在电沉积过程中,除自身沉积出来外,还会析出一部分氢,这部分氢渗入镀层中,使镀件产生脆性,甚至断裂,称为氢脆。为了消除氢脆,往往在电镀后,使镀件在一定的温度下热处理数小时,称为除氢处理。

PCB电镀工艺介绍

PCB电镀工艺介绍 线路板的电镀工艺,大约可以分类:酸性光亮铜电镀、电镀镍/金、电镀锡,文章介绍的是关于在线路板加工过程是,电镀工艺的技术以及工艺流程,以及具体操作方法. 二.工艺流程: 浸酸→全板电镀铜→图形转移→酸性除油→二级逆流漂洗→微蚀→二级逆流漂洗→浸酸→镀锡→二级逆流漂洗→逆流漂洗→浸酸→图形电镀铜→二级逆流漂洗→镀镍→二级水洗→浸柠檬酸→镀金→回收→2-3级纯水洗→烘干 三.流程说明: (一)浸酸 ①作用与目的: 除去板面氧化物,活化板面,一般浓度在5%,有的保持在10%左右,主要是防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定; ②酸浸时间不宜太长,防止板面氧化;在使用一段时间后,酸液出现浑浊或铜含量太高时应及时更换,防止污染电镀铜缸和板件表面; ③此处应使用C.P级硫酸; (二)全板电镀铜:又叫一次铜,板电,Panel-plating ①作用与目的:保护刚刚沉积的薄薄的化学铜,防止化学铜氧化后被酸浸蚀掉,通过电镀将其加后到一定程度 ②全板电镀铜相关工艺参数:槽液主要成分有硫酸铜和硫酸,采用高酸低铜配方,保证电镀时板面厚度分布的均匀性和对深孔小孔的深镀能力;硫酸含量多在180克/升,多者达到240克/升;硫酸铜含量一般在75克/升左右,另槽液中添加有微量的氯离子,作为辅助光泽剂和铜光剂共同发挥光泽效果;铜光剂的添加量或开缸量一般在3-5ml/L,铜光剂的添加一般按照千安小时的方法来补充或者根据实际生产板效果;全板电镀的电流计算一般按2安/平方分米乘以板上可电镀面积,对全板电来说,以即板长dm×板宽dm×2×2A/ DM2;铜缸温度维持在室温状态,一般温度不超过32度,多控制在22度,因此在夏季因温度太高,铜缸建议加装冷却温控系统; ③工艺维护: 每日根据千安小时来及时补充铜光剂,按100-150ml/KAH补充添加;检查过滤泵是否工作正常,有无漏气现象;每隔2-3小时应用干净的湿抹布将阴极导电杆擦洗干净;每周要定期分析铜缸硫酸铜(1次/周),硫酸(1次/周),氯离子(2次/周)含量,并通过霍尔槽试验来调整光剂含量,并及时补充相关原料;每周要清洗阳极导电杆,槽体两端电接头,及时补充钛篮中的阳极铜球,用低电流0。2?0。5ASD电解6?8小时;每月应检查阳极的钛篮袋有无破损,破损者应及时更换;并检查阳极钛篮底部是否堆积有阳极泥,如有应及时清理干净;并用碳芯连续过滤6?8小时,同时低电流电解除杂;每半年左右具体根据槽液污染状况决定是否需要大处理(活性炭粉);每两周要更换过滤泵的滤芯; ④大处理程序:A.取出阳极,将阳极倒出,清洗阳极表面阳极膜,然后放在包装铜阳极的桶内,用微蚀剂粗化铜角表面至均匀粉红色即可,水洗冲干后,装入钛篮内,方入酸槽内备用 B.将阳极钛篮和阳极袋放入10%碱液浸泡6?8小时,水洗冲干,再用5%稀硫酸浸泡,水洗冲干后备用;C.将槽液转移到备用槽内,加入1-3ml/L的30%的双氧水,开始加温,待温度加到65度左右打开空气搅拌,保温空气搅拌2-4小时;D.关掉空气搅拌,按3?5克/升将活性碳粉缓慢溶解到槽液中,待溶解彻底后,打开空气搅拌,如此保温2?4小时;E.关掉空气搅拌,加温,让活性碳粉慢慢沉淀至槽底;F.待温度降至40度左右,用10um的PP滤芯加助滤粉过滤槽液至清洗干净的工作槽内,打开空气搅拌,放入阳极,挂入电解板,按0。2-0。5ASD电流密度低电流电解6?8小时,G.

常用电镀种类及介绍

一、电镀层种类 1、硬铬在严格控制温度与电流密度(较装饰镀铬高)的条件下,从镀铬液中获得的硬度较高、耐磨性好的硬铬层。 2、乳色铬通过改变镀铬溶液的工作条件,获得的孔隙少、具有较高抗蚀能力、而硬度较低的乳白色铬镀层。 二、氧化及钝化 1、阳极氧化通常指铝或铝合金制品或零件,在一定的电解液中和特定的工作条件下作为阳极,通过直流电流的作用,使其表面生成一层抗腐蚀的氧化膜的处理过程。 2、磷化钢铁零件在含有磷酸盐的溶液中进行化学处理,使其表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的处理过程。 3、发蓝钢铁零件在一定的氧化介质中进行化学处理,使其表面生成一层蓝黑色的保护性氧化膜的处理过程。 4、化学氧化在没有外电流作用下,金属零件与电解质溶液作用,使其表面上生成一层氧化膜的处理过程。 5、电化学氧化以浸入一定的电解质溶液中的金属零件作为阳极,在直流电作用下,使其表面生成氧化膜的电化学处理过程。 6、化学钝化在没有外电流作用下,金属零件与电解质溶液作用,使其表面上生成一层钝化膜的处理过程。 7、电化学钝化以浸入一定电解质溶液中的金属零件作为阳极,在直流电作用下,使其表面生成一层钝化膜的处理过程。 三、电解 1、电解在外电流通过电解液时,在阳极和阴极上分别进行氧化和还原反应,将电能变为化学能的过程。 2、阳极电解以零件作为阳极的电解过程。 3、阴极电解以零件作为阴极的电解过程。 四、镀前处理 1、化学除油在含碱的溶液中,借助皂化和乳化作用,除去零件或制品表面油垢的过程。 2、有机溶剂除油利用有机溶剂对油垢的溶解作用,除去零件或制品表面油垢的过程。 3、电化学除油(即电解除油)在含有碱的溶液中,以零件作为阳极或阴极,在电流作用下,除去零件或制品表面油垢的过程。 4、化学酸洗在含酸的溶液中,除去金属零件表面的锈蚀物和氧化物的过程。 5、化学抛光金属零件在一定组成的溶液中和特定条件下,进行短时间的浸蚀,从而将零件表面整平,获得比较光亮的表面的过程。 6、磨光利用磨轮来磨削零件表面上的粗糙不平处,从而提高零件表面的平整程度的过程。 7、机械抛光借助于粘有精细磨料和抛光膏的高速抛光轮,对零件进行轻微磨削和整平,从而获得光亮表面的机械加工过程。 8、喷砂利用净化的压缩空气,将干砂流强烈的喷射到金属零件表面以进行清理或粗化的加工过程。 五、电镀 1、电流密度一般指电极(如电镀零件)单位面积表面通过的电流值,通常用A/dm2作为度量单位。 2、极化通常指直流电流通过电极时,电极电位偏离其平衡电位的现象。在电流作用下,阳极的电极电位向正的方向偏移,称为阳极极化;阴极的电极电位向负的方向偏移,称为阴极极化。

电子电镀

4 电子电镀 4.1 PCB电镀简况 2000年我国PCB产值为36.35亿美元,占全球PCB产值的8.7%,居世界第4位。在我国的PCB产值中,广东占83.5%。因此,广东地区PCB电镀是一个极大的产业。 据不完全统计,广东PCB厂家仅磷铜一种原料,年消耗量达10000吨左右。大型PCB企业年消耗磷铜400-600吨,中型企业200-300吨。广东地区一年需要PCB酸铜光亮剂达1000多吨。仅磷铜和酸铜光亮剂年销售产值达到4-5亿元。 PCB生产中涉及的表面处理工艺有脱脂、去孔内壁沾污、活化处理、化学镀铜、直接电镀工艺、电镀铅锡合金、铜箔蚀刻、化学镀镍、金工艺等。因此需要大量的电镀特殊化学品和普通的化学原材料,全部加起来达几十亿元人民币。 目前PCB行业使用的特殊化学品90%以上为国际大公司如著名的美国公司MacDermind,Shipley LeaRonal原德国公司Schering, schlotter等所垄断,(现LeaRona为Shipley所兼并,Schering合并于Atotech,MacDermind兼并了英国Canning)。国内仅少数几家研究所和电镀添加剂生产商的产品进入为数不多的小型PCB企业。一方面是因为PCB生产对所有原材料的要求十分严格,另一方面是因为PCB的生产环节多,价值昂贵,出现质量问题后经济责任重大。因此国内从事表面处理的研究所和电镀添加剂生产企业只有加大投入,引进专业高技术人才,添置专用仪器设备研究开发,才有可能进入PCB这个市场潜力巨大的行业。4.1.1 传统的PCB的电镀 印制线路板(指双面和多层)能形成工业规模生产,是得益于PCK公司在1963年专利发表的化学镀铜配方和Shipley公司于是1961年专利发表的胶体钯配方。它们是使通孔镀得以成为自动线运行的基础,也是后来被广泛接受的制作PCB的基础工艺。 进入90年代以来,传统的以化学镀铜为主体的孔化(PTH)工艺受到多方面的压力和挑战。下面是传统的制作PCB的流程:《缺》 化学镀Cu溶液共同特点是:(1)都含有络合剂或螯合剂,如酒石酸钾钠,EDTA以及EDTP;(2)化学镀Cu的还原剂都采用甲醛;而稳定剂又以氰化物为多。 络合剂EDTA或EDTP的存在给废水处理带来极大的困难,甲醛是众所周知的致癌物,传统的化学镀铜的另一缺点是:副反应使化学镀铜槽液维护和管理困难,从而导致化学镀铜质量问题。 化学镀铜的成本往往由于未充分利用而相差很大。一个不连续生产的槽液的成本比一个连续生产的槽液高几倍。因此,化学镀铜工艺一直是困扰PCB制造者的问题。

滑动轴承减摩层的电镀新工艺

滑动轴承减摩层的电镀新工艺 作者:newmaker 用正交试验法考察了滑动轴承(又称轴瓦)减摩层电镀液中有 关成份的含量及工艺参数对镀层性能的影响,使该电镀工艺得到了进一步优化,显著提高了镀层质量,满足了主机厂新机型对滑动轴承质量的要求。 1 在内燃机中使用的滑动轴承(又称轴瓦)是易损的关键零件 机械加工完毕后,一般在其内表面的基体上先电镀1~3μm厚的镍(Ni)栅阻挡层,继之电镀15~30μm厚的铅锡铜(PbSnCu)三元合金减摩层,最后在全部表面上电镀1~2μm厚的锡(Sn)或铅锡(PbSn)合金防护层。 在轴瓦的内表面提供减摩层的目的是为了提高轴瓦的减摩性、耐磨性、耐蚀性、镶嵌性、顺应性、磨合性、抗咬合性、抗疲劳强度、抗压强度、承载能力等,从而提高其工作性能,延长使用寿命,最终保证主机的高性能运行。 一般根据使用要求选择镀层种类。小型发动机的轴瓦一般使用PbSn6~20二元合金,也有使用铅铜(PbCu)、铅银(PbAg)二元合金的。随着时间的推移和科学技术的发展,对于大、中型柴油机、内燃机上使用的轴瓦,要求具有负载能力大、使用寿命长,且应具有良好的润滑性、耐蚀性、耐磨性等性能。实践证明,在传统的铅锡(PbSn6~20)二元合金减磨镀层中加入少量的第三组分元素铜(Cu)就可以显著改善镀层性能。当铅锡(PbSn6~20)二元合金镀层中加入2~3%的铜时,一方面由于铜与锡具有一定的亲合势,在一定程度上抑制了锡向衬里(即基体)扩散,有利于保证镀层中锡含量及其金相结构的稳定;另一方面,由于加入了铜后,镀层的硬度从原来的HV8~10提高到HV13~15,大大改善了镀层的耐磨性和抗疲劳强度等,从而显著提高了轴瓦的负载能力,使用寿命大幅度延长。 若在衬里金属上直接电镀减摩镀层,则镀层中的锡容易向衬里扩散,使得轴瓦在工作一段时间后,镀层内的锡含量下降到小于6%(质量)。并且无论是铜基合金衬里还是铝基合金衬里,其中都含有一定量的铜,扩散到衬里中的锡能与铜生成脆性大的金属间化合物(Cu3Sn)。这样不仅使镀层的机械性能下降,而且破坏了衬里的

电镀工艺流程

电镀工艺流程及作用 发布时间:10-06-10 来源:点击量:29568 字段选择:大中小 电镀工艺流程及作用: 酸浸:主要作用是去除板面的氧化层,避免水份带入铜缸而影响硫酸的含量。 清洁剂:这种清洁剂是酸性的,主要作用是去除板面的指纹、油污等其它残余物,保持板面清洁,实际上目前供PCB使用之酸性清洁剂,没有任何一种真正能去除较严重的指纹。故对油脂、手指印应以防止为重:而且须注意对镀阻层的相容性与同线中其他药液间的匹配性,及降低表面为张力,排除孔内气泡的能力。 微蚀:由于各种干膜阻剂均有添加剂深入铜层的附著力促进剂,故在此一步骤应去除20~50u〞的铜,才能确保为新鲜铜层,以获得良好的附著力。 水洗:主要作用是将板面及孔内残留的药水洗干净。 镀铜:镀铜的药水中主要有硫酸铜、硫酸、氯离子、污染物、其它添加剂等成份,它们的作用分别如下: 硫酸铜:提供发生电镀所须基本导电性铜离子,浓度过高时,虽可使操作电流密度上限稍高,但由于浓度梯度差异较大,而易造成Throwingpower不良,而铜离子过低时,则因沉积速度易大于扩散运动速度,造成氢离子还原而形成烧焦。 硫酸:为提供使槽液发生导电性酸离子。通常针对硫酸与铜比例考量,“铜金属18g/l+硫酸180g/l”酸铜比例维持在10/1以上,12︰1更佳,绝对不能低于6︰1,高酸低铜量易发生烧焦,而低酸高铜则不利于ThrowingPower。 氯离子:其功能有二,分别为适当帮助阳极溶解,及帮助其它添加剂形成光泽效果,但过量之氯离子易造成阳极的极化。而氯离子不足则会导致其它添加剂的异常消耗,及槽液的不平衡(极高时甚至雾状沉积或阶梯镀;过低时易出现整平不良等现象)。 其它添加剂:其它的所有有机添加剂合并之功能,可达成规则结晶排列之光泽效果,改善镀层之物性强度,相对过量之添加剂,则易因有机物之分解氧化,对槽液的污染,造成活性碳处理频率的增加,或因有机物的共析镀比率提高,造成镀层内应力增加,延展性降低等问题。

黑孔化直接电镀工艺技术

黑孔化直接电镀工艺技术(一) 一、概述 黑孔化直接电镀的出现对传统的PTH是个挑战,它最大特点就是替代传统的化学镀铜工艺,利用物理作用形成的导电膜就可以直接转入电镀。从效率观点分析,由于其构成的工艺程序简化,减少了控制因素,与传统PTH制造程序相比较,使用药品数量减少,生产周期大大缩短,因此生产效率大幅度提高,同时污水处理费用减少,使印制电路板制造的总成本降低。 二、黑孔化直接电镀的特点 ??1.黑孔化液不含有传统的化学镀铜成分,取消甲醛和危害生态环境的化学物质如EDTA、NTA、 EDTP等在配方中使用,属于环保型产品。 ??2.工艺流程简化,黑孔化制程只需12分钟,代替了极薄而难以控制的中间层(化学镀铜层),从而改善电镀铜的附着力,提高了PCB/FPC孔金属化的可靠性。 ??3.溶液的分析、维护和管理使用程序大幅度简化。 ??4.与传统的PTH相比,操作便捷,生产周期短,废物处理费用减少,从而降低了生产的总成本。 ??5.提供了一种新的工艺流程——选择性直接电镀。 三、黑孔化直接电镀技术 3.1黑孔化原理 ??它是将精细的石墨和碳黑粉浸涂在孔壁上形成导电层,然后进行直接电镀。它的关键技术就是黑孔溶液成分的构成。首先将精细的石墨和碳黑粉均匀的分散在介质内即去离子水中,利用溶液内的表面活性剂使溶液中均匀分布的石墨和碳黑颗粒保持稳定,同时具有良好的润湿性能,使石墨和碳黑能充分被吸附在非导体的孔壁表面上,形成均匀细致的、结合牢固的导电层。 3.2构成成分 黑孔化溶液主要有精细的石墨和碳黑粉(颗粒直径为0.2-0.3μm)、液体分散介质即去离子水和表面 活性剂等组成。

3.3各种成分的作用 ??(1)石墨和碳黑粉:它是构成黑孔化溶液的主要部分,起到导电作用。 ??(2)液体分散介质:是用于分散石墨和碳黑粉的高纯度去离子水。 ??(3)表面活性剂:主要作用是增进石墨和碳黑悬浮液的稳定性和润湿性能。 ??(4)工艺条件:PH值:9.5—10.5,使用温度:25-32度。 ??(5)最佳处理面积:300-600c㎡/克。 3.4黑孔化溶液的成分的选择与调整 ??(1)使用的表面活性剂,无论是阳离子、阴离子和非离子表面活性剂均可使用,但必须是可溶的、 稳定的和能与其他成分形成均匀的液体。 ??(2)为提高黑孔化液的稳定性,最好采用氢氧化钾或试剂氨水调节溶液的PH值。 ??(3)用去离子水作为黑孔化溶液的分散介质。 3.5黑孔化工艺流程和工艺说明 ?(1)清洁整孔处理?????水清洗?????黑孔化处理????干燥????微蚀处理水清洗?????电镀铜 ?(2)工艺说明 ?清洁整孔处理:黑孔化溶液内石墨和碳黑带有负电荷,和钻孔后的孔壁树脂表面所带负电荷相排斥,不能静电吸附,直接影响石墨碳黑的吸附效果。通过调整剂所带正电荷的调节,可以中和树脂表面所带的负电荷甚至还能赋予孔壁树脂正电荷,以便于吸附石墨和碳黑。? ?水清洗:清洗孔内和表面多余的残留液。? ?黑孔化处理:通过物理吸附作用,使孔壁基材的表面吸附一层均匀细致的石墨碳黑导电层。? ?水清洗:清洗孔内和表面多余的残留液。? ?干燥:为除去吸附层所含水分,可采用短时间高温和长时间的低温处理,以增进石墨碳黑与孔壁基 材表面之间的附着力。? ?微蚀处理:首先用碱金属硼盐溶液处理,使石墨和碳黑层呈现微溶胀、,生成微孔通道。这是因为在黑孔化过程中,石墨碳黑不仅被吸附在孔壁上,而且也吸附在内层铜环及基板的表面铜层上,为确保电镀铜与基体铜有良好的结合,必须将铜上的石墨碳黑除去。为此只有石墨和碳黑层生成微孔通道,才能被蚀刻液除去。因蚀刻液通过石墨和碳黑层生成的微孔通道浸蚀到铜层,并使铜面微蚀掉1-2μm左右,使铜上的石墨碳黑因无立足之处而被除掉,而孔壁非导体基材上的石墨和碳黑保持

金属电镀工艺介绍

金属电镀工艺介绍 工艺介绍 1、性能和用途 因为铬表面易于钝化,有很强的耐蚀性,所以用于装饰电镀的最外层,其厚度一般只有0.5-1微米,通常称之为装饰铬。 铬的另一个特点是具有极高的硬度,HV=750-1000,因而又经常用于有耐磨要求的场合,通常称之为硬铬。 2. 镀铬基本原理 2.1 镀铬的阴极过程 图1是镀铬的阴极极化曲线,描述了镀铬的阴极过程。 镀铬的阴极过程分3个阶段。 第一阶段,随着电极电位上升,电流密度上升。电极反应为 2H+---> H2 第二阶段,随着电极电位继续上升,电流密度转为下降。这是一个形成阴极膜的过程。 第三阶段,随着电极电位继续上升,电流密度又转为上升。电极反应为 Cr6+ ---> Cr 2H+---> H2 Cr6+ ---> Cr3+(H2的还原作用) 2.2 阴极膜的形成 在镀铬层沉积之前,阴极上先生成一层薄膜。观察薄膜的试验如图2所示。阴极为针状。停电后1秒可以观察到阴极膜(厚度约0.1微米),停电3-4秒后阴极膜就消失了,如图3所示。 2.3 硫酸的作用和影响

镀液中硫酸含量的增加,阴极膜的厚度也随之增加。电极周围的成分与其它部分的成分差别较大,为Cr6+ 65-67% Cr3+ 22-23% SO42- 10-12% 若镀液中没有硫酸,则不能形成阴极膜,只析出氢气,见图1的曲线1。 CrO3与H2SO4形成[(CrOn2-)m?(SO42-)n]复杂的络合物。从图4可以看出,随镀液中硫酸浓度增加,电流效率形成有峰值的情况。图4中线段1,电流效率随硫酸含量上升而上升,是因为络合物含量上升的缘故;继续增加硫酸的含量,则阴极膜厚度增加,阻碍铬层的沉积,故图4线段2,电流效率随硫酸含量上升而下降。 2.4 Cr3+的影响 当镀液中Cr3+的含量上升时,图4中的曲线向右上方向移动。当H2SO4=10-12g/l,Cr3+=20g/l,电流密度60-100A/dm2时,电流效率高于25%。可获得镜面光亮的镀铬层。缺点是分散能力差,只适合旋转体。 2.5 H2的析出影响 常规镀铬中,只有12-15%的电流用于沉积铬层,80-85%的电流用于析出氢气。氢气会渗入铬层,也会渗入基体达几十微米。氢气的渗入,使得钢的疲劳强度下降约30-40%。有趣的是,高强度零件镀铬后,疲劳强度下降,而强度低的零件,镀铬后疲劳强度反而提高。 3 镀铬工艺 3.1 常规镀铬工艺 目前使用较为广泛的仍是常规镀铬工艺。经典的常规镀铬溶液配方为 CrO3250 g/l H2SO4 2.5 g/l Cr3+3g /l 3.2 含F-镀铬工艺 F-作催化剂的电解液可在室温工作,也可用于滚镀(但小零件不太可靠)。

复合电镀工艺的简介

复合电镀工艺的简介 现代电镀网讯: 1、复合电镀的发展历程及特点 复合电镀是20世纪20年代发展起来的一种新的电镀镀种,到1949年才出现了第一个专利,这就是美国人西蒙斯(Simos)利用金刚石与镍共沉积制作切削工具的金刚石复合镀技术。此后复合镀获得各国电镀技术工作者的重视,研究和开发都十分活跃,发展到今天则成为电镀技术中一个非常重要的分支领域。 复合电镀的特点是以镀层为基体而将具有各种功能性的微粒共沉积到镀层中,来获得具有微粒特征功能的镀层。根据所用微粒不同而分别有耐磨镀层、减摩镀层、高硬度切削镀层、荧光镀层、特种材料复合镀层、纳米复合镀层等。 几乎所有的镀种都可以用作复合镀层的基础镀液,包括单金属镀层和合金镀层。但是常用的复合镀基础镀液多以镀镍为主,近来也有以镀锌和合金电镀为基础液的复合镀层用于实际生产。 复合微粒早期是以耐磨材料为主,比如碳化硅、氧化铝等,现在则发展为有多种功能的复合镀层。特别是纳米概念出现以来,冠以纳米复合材料的复合镀层时有出现。这正是复合镀层具有巨大潜力的表现。 2、复合电镀原理 复合电镀也叫包覆镀、镶嵌镀,是在金属镀层中包覆固体微粒而改善镀层性能的一种新工艺。根据被包覆的固体微粒的性质,而制作出不同功能的复合镀层。 在研究复合电镀共沉积的过程中,人信曾提出3种共沉积机理,即机械共沉积、电泳共沉积和吸附共沉积。目前较为公认的是由N.Guglielmi在1972年提出的两段吸附理论。Guglielmi提出的模型认为,镀液中的微粒表面为离子所包围,到达阴极表面后,首先松散地吸附(弱吸附)于阴极表面,这是物理吸附,是可逆过程,微粒逐步进入阴极表面,继而被沉积的金属所埋入。 该模型对弱吸附步骤的数学处理采用Langmuir吸附等温式的形式。对强吸附步骤,则认为微粒的强吸附速率与弱吸附的覆盖度和电极与溶液界面的电场有关。一些研究耐磨性镍金刚石复合镀层的共沉积过程显示,镍-金刚石共沉积机理符合Guglielmi的两步吸附模型,其速度控制步骤为强吸附步骤。到目前为止,复合电沉积和其他新技术、新工敢一样,实践远远地走在理论的前面,其机理的研究正在不断的发展中。 3、复合电镀的添加剂 复合电镀的基体镀层往往可以采用本镀种原有的添加剂系列,比如镀镍为载体的复合镀层,可以用到低应力的镀镍光亮剂等。但是根据复合电镀的原理,复合电镀本身也需要用到一些添加剂,以促进复合和微粒的共沉积,这些添加剂依其作用而分别有微粒电性能调整剂、表面活性剂、抗氧化剂、稳定剂等。 (1).电荷调整剂 由于微粒在电场作用下与镀层共沉积是复合镀的重要过程,让微粒带有正电荷有利于共沉积,但是大多数微粒是电中性的,需要通过一定处理让其表面吸附带正电荷的离子,从而成为荷电微粒,某些金属离子如Ti+、Rb+等可以在氧化铝等表面吸附,从而形成带正电荷的微粒,有利于与镀层共沉积。某些络盐、大分子化合物也有调整微粒电荷的功能。为了使微粒表面能与相应的化合物有充分的结合,所有复合镀都要求添加到镀液中的微粒进行表面处理,类似电镀过程中的除油和表面活化,以利以获得有利于共沉积的电性能。 (2).表面活性剂 在以碳化硅为复合微粒的复合镀中,加入氟碳型表面活性剂,有利于微粒的共沉积。因此有些表面活性剂也是一种电位调整剂。但表面活性剂还有分散剂的作用,这对于微粒在镀液中的均匀分布也是很重要的。还有一些表面活性剂由于有明显的电位特征而在特定的电位下才有明显的作用,这对梯度结构的复合镀是有利的。 (3).辅助添加剂 还有一些络合剂、抗氧化剂等对基础液有稳定作用的添加剂,在有利于复合镀液的稳定性的同时,可以有利于微粒的共沉积。同时,电镀过程中的添加剂与许多复配添加剂一样,

电镀工艺简介

电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面,以形成均匀、致密、结合力良好的金属层过程。 一、ABS塑料电镀原理 塑料成型后经过清洗、粗化、敏化、解胶等表面处理后,再进行沉镍、镀铜、镀镍,最后在表面镀一层致密抗氧化高强度铬层,使塑料产品呈现金属光泽,增强美感和使用寿命。 ABS塑料是塑料电镀中应用最广的一种,ABS塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯的三元共聚物,丁二烯的含量对电镀影响很大,一般应控制在18-23%,丁二烯含量高流动性好,易成型,与镀层的结合的附着力好。由于ABS非2,所以电镀前必须附上导电层,形成导电层要经过粗化、中和、敏化、活化、化学镀等几个步骤。 镀铜原理 同理镀镍镀铬的原理也如此,只是溶液成分和阳极板的组成不一样而已。 二、循环缸电镀流程及工艺 流程部分 1、素材进料检验 电镀前必须对ABS素材进行进料检验,主要为外观和性能两方面。外观检验项目主要为:尺寸、飞边、凹坑、油污、顶针印、气迹气纹、拉伤、麻点、、、性能检测项目主要有:内应力测试、死胶等 2、除内应力 产品在65+/-5℃的条件下烘干3小时,除去产品成型过程的内应力。 3、涂绝缘油 塑料产品电镀前需要进行绝缘处理,产品表面并非100%上镀层,根据客户要求某些部位不需要上镀层,就要在这些位置做绝缘处理,涂上一层绝缘油,在化学镀过程中对这些部位表面进行保护。 4、电镀 根据产品的大小和筋条框架结构选择合适的电镀挂具,产品上挂后先进行前处理 (1)产品化学清洗除油

化学除油的原理为利用碱性溶液对油脂的皂化作用可除去皂化性油脂,利用表面活性剂的乳化作用除去非皂化性油脂。清洗缸液主要为去污粉、10-20g/L氢氧化钠的水溶液,在打气的作用下,产品在60-68℃温度下,时间为1-5分钟对表面脱模剂、指纹、蜡质层等可见杂质进行清理。皂化反应方程式是: (C17H35COO)3C3H5+3NaOH=3C17H35COONa+C3H5(OH)3 (2)亲水浸泡 亲水缸主要成分为稀硫酸(20-30ml/L)、亲水剂(5ml/L),在30-40℃温度下对产品清洗2-8分钟,目的是使后续处理过程中溶液能充分接触产品表面。 (3)粗化处理 粗化缸液主要成分为浓硫酸(380-400g/L)和铬酸酐(380-410g/L),在波美度50+/-2,68-70℃温度下对产品清洗3-20分钟(根据实际情况调整走机时间)。主要目的是与高分子有机物表面进行反应,在强氧化和强脱水的作用下,产品表面的小分子会发生降解脱水反应,小分子脱落从而表面形成微孔结构,起到增加产品表面粗糙程度,能提高镀层与产品的附着力。第二个目的是腐蚀产品表面未能清洗掉的有机杂质,第三个目的为增强塑料产品表面的亲水能力。粗化程度的好坏直接影响到镀层的结合力、光亮度和完整性。 (4)纯水洗 清洗硫酸及铬酸,防止杂质离子带到后续缸内。 (5)酸化还原(中和活化) 缸液主要成分为稀盐酸(PH值3-4)和焦亚硫酸钠2~5g/L,目的为清洗还原粗过程中残留的高价铬离子,避免硫酸根离子和高价铬离子污染后续缸液,保证活化液的使用寿命。 (6)纯水洗 清洗清除中和过程中产品附带的氯离子。 (7)预浸 预浸液(盐酸150~200ml/L,BPP 18~12ml/L)可对活化液起到一个缓冲作用,减少前面可能出现的有害物质进入活化槽,防止活化液中的盐酸被稀释以及胶体钯直接和镀件表面的中性水接触而导致的破坏性水解。 (8)沉钯 缸液主要成分为正二价锡离子(2-4g/L)、胶体钯(2-5%)、稀盐酸(150-200ml/L),胶体钯活性极强,能活化塑料产品表面的分子,使化学镍层能充分致密的吸附到塑料产品表面,为后面的化学镀镍提供催化中心———细微的钯金属小颗粒。先进行预浸处理,预浸预浸作用是增加活化液的使用寿命,减少活化液的无谓损耗。在波美度为7+/-1,温度20-30℃下对产品进行1-5分钟的浸泡清洗处理。 (8)解胶 缸液主要成分为稀硫酸(25-35ml/L)和17N:(10-20g/L),解胶解胶可去除胶团表面的两价锡,使钯暴露出来成为化学镀镍的催化活性点。吸附在塑料表面的胶体是以钯为核心、外围为二价锡的粒子团,而活化后道的清洗工序使二价锡水解成胶状,把钯严实地裹在里面,使钯催化作用无法体现。通过45-55℃温度,波美度5+/-2,1-5分钟的浸泡清洗,能达到解胶目的。 (9)化学沉镍 缸液主要成分为次氯化镍、柠檬酸钠、氨水和适量的有机酸组合络合剂、促进剂等。化学镀镍可在钯催化,pH值为8~10波美度6+/-2,温度为25~45℃,5~8分钟时间浸泡下,在塑料表面沉积一层导电镍层。

【免费下载】电镀工艺和喷砂工艺简介

电镀工艺和喷砂工艺简介引 言制造一部C 辊的修磨工艺是首先将现有磨损C 辊的镀铬层磨掉,然后再在C 辊的表面进行镀硬铬,镀层厚度0.1-0.15mm ,辊面粗糙度:Ra0.2,在这里首先介绍一下电镀的工艺流程;在涂布机出炉膛纠偏处将原先的橡胶纠偏辊更换成金属表面喷砂的导辊,增加了导辊的耐热性和表面摩擦力,克服了原先橡胶辊高温老化摩擦力小,经常引起极片跑偏的问题,因此在这里也介绍一下喷砂的工艺。 关 键 词抗磨损 基体材料 注射塑件 金属镀层标识 镀覆方法高速喷射束 机械性能 清理与抛光 流平和装饰 喷砂处理铜、镍、铬三种金属沉积层 反光或亚光 高光亚光 真空镀一、电镀的工艺 1.电镀的定义和分类1-1.电镀的定义 随着工业化生产的不断细分,新工艺新材料的不断涌现,在实际产品中得到应用的设计效果也日新月异,电镀是我们在设计中经常要涉及到的一种工艺,而电镀效果是我们使用时间较长,工艺也较为成熟的一种效果,对于这种工艺的应用在我们的产品上已经非常多,我们希望通过总结我们已有的经验作一些设计的参考性文件,可以更好的将电镀效果应用在我们的设计上,也更合理的应用在我们的设计上,可以为以后的工作带来一些方便。通过这种工艺的处理我们通常可以得到一些金属色泽的效果,如高光,亚光等,搭配不同的效果构成产品的效果的差异性,通过这样的处理为产品的设计增加一个亮点。 1-1-1. 电镀的定义电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面,以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程,就叫电镀。简单的理解,是物理和化学的变化或通过管线敷设技术,不仅可以解决吊顶层配置不规范问题,而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中,要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等,要求技术交底。管对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系,根据生产工艺高中资料试卷要求,对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验;对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作;对于继电保护进行整核对定值,审核与校对图纸,编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案,编写重要设、电气设电力保护装置调试技术,电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时,需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全,并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围,或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理,尤其要避免错误高中资料试卷保护装

电镀铅锡合金工艺

电镀铅锡合金工艺 1前言 铅呈青灰色金属,标准氧化还原电位E。(Pb/Pb2+)=一0.126V。锡是银白色金属,标准氧化还原电位E。(Sn/Sn2+)=一0.136V。在简单络离子的酸性电解液中,铅锡合金在很低的电流密度下即可产生共沉积。铅锡合金镀层比同样厚度的铅镀层和锡镀层孔隙率低。含锡60%、含铅40%的铅锡合金具有最低的共熔点183℃,它的焊接性能远远超过纯锡镀层。因此,在航空航天、电子电器行业得到了广泛的应用。 2工艺流程(黄铜件) 化学除油→热水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→光亮酸洗→冷水 洗→镀铅锡合金→冷水洗→化学钝化→冷水洗→热水洗→烘干→热熔。 3镀液配方和工艺条件 铅锡合金镀液种类繁多,氨基磺酸盐、酚磺酸盐、烷醇磺酸盐等镀液,但至今应用最广的还是氟硼酸型镀液。由于氟硼酸镀液组成简单,溶液稳定,杂质容忍性好,室温下可以操作。特别是沉积速率快,镀层外观及可焊性较好。

4镀液的配制 (1)在槽中加入2/3体积的热蒸馏水,将计量的硼酸加入槽中,充分搅拌,使其完全溶解。 (2)在不断搅拌下,慢慢加入氢氟酸,使其生成氟硼酸。 (3)将PbO、SnO粉末分别用水调成糊状,慢慢加入槽中。 (4)加入计量的稳定剂、混和光亮剂。 (5)加蒸馏水至规定容积,取样分析,试镀。 配槽所用的化学药品均采用化学纯。 5镀液各组份的作用 (1)氧化铅是镀液的主盐,在镀液中以Pb(BF4)存在,用量为38—48g/L。 (2)氧化亚锡也是镀液的主盐,在镀液中以Sn(BF4)存在,用量为28~38g/L。 (3)氟硼酸是铅、锡离子的络合剂。它由氢氟酸与硼酸反应而成。化合的摩尔比为4:1。氟硼酸的总含量比较高,首先要保证以2倍摩尔比与铅络合,以2倍摩尔比与锡络合,还应有30—50g/L的游离氟硼酸,才能保证镀液的稳定和提高阴极极化度。

直 接 电 镀 工 艺 的 应 用

【Neopact 直接电镀工艺的应用】 摘要: 本文叙述了Neopact直接电镀工艺的应用,包括工艺过程及控制,各参数对溶液性能的影响,品质检验,废水处理等。该工艺稳定可靠,控制容易而且环境污染小,废水处理简单,可以取代传统化学沉铜工艺,投入规模生产。 前言 自从1963年IBM公司Mr.Rodovsky提出直接电镀的基本的理论以来,这项全新的技术引起了人们的高度重视,并在印制板行业得到了飞速的发展和应用。众所周知,传统的印制板化学沉铜工艺具有其自身无法克服的缺点:(1)含有甲醛这一致癌物质,严重影响操作者的身体健康,污染环境;(2)含有大量的络合剂,致使废水处理困难;(3)自身氧化还原体系,容易自发分解,难以控制等。直接电镀工艺则具有化学沉铜不可比拟的优越性:不含甲醛,EDTA等络合物,污染小,容易控制,成品率高,废水处理简单,所以直接电镀也称为"环保电镀"。 直接电镀经过近四十年的发展,如今已形成了成熟的工艺技术,其化学品也相继商品化,如Atotech公司的Neopact,LeaRonal公司的Comductron,Blasberg公司的DMS-E,Shipley公司的Crimson,Electro Chemical公司的Shadow等,四川超声印制板公司采用了Neopact直接电镀工艺。工艺过程及控制 1.工艺流程 该公司采用的是垂直式Neopact直接电镀工艺,其流程如下: 调整Ⅰ――调整Ⅱ――二级DI水洗――微蚀――二级水洗――预浸――吸附――二级DI水洗――后浸――二级DI水洗――浸H2SO4 酸――板镀铜-二级水洗――烘干 2.直接电镀工序的作用 调整Ⅰ:主要是清洁表面,去除油污,并兼有使基材极化的作用。 调整Ⅱ:主要是调整孔壁,使带负电荷的绝缘表面转变为带正电荷,提高孔壁对带负电荷的胶体钯活化剂的吸附能力。 微蚀:彻底清除印制板表面的氧化层,并产生一定的均匀细致的微观粗糙度,从而提高铜面的附着力。 预浸:保护活化液,防止杂质,氧化物带入活化液,延长活化液的使用寿命。被吸附在带正电荷的孔壁绝缘层表面,提供均匀而稠密的钯晶体,为镀铜奠定基础。 后浸:去除钯周围的有机络合物及还原剂,显著提高钯层的导电能力,从而确保在大面积的非导体表面也能获得有效而可靠的直接电镀层。 3.工艺参数的影响 为了更好地控制工艺过程,提高产品质量,我们需要弄清各个工艺参数对品质及槽液性能的影响,现结合质量及生产经验将其总结如下,供同行参考。 1.调整 NeopactUX浓度:过低时覆盖能力差,背光级数低,对于板厚大于2mm的板将会出现中央环形空洞。过高时,覆盖能力极好,但会影响到镀层与基铜间的结合力,内层互连缺陷增加。

电镀合金工艺的历史与发展进程概述

电镀合金工艺的历史与发展进程概述 大约在1853--1845年期间,研究电镀合金的文献开始陆续发表,最早得到的是电镀贵金属合金(如金,银的合金,主要以装饰为目的)和电镀铜锌合金(即黄铜)。 劳尔兹(Ruolz)用电沉积的方法得到黄铜和青铜。1942年他发表了与现代电镀青铜相似的电镀溶液,主要成份包括氰化亚铜和锡酸盐。在1850-1883年间,美国和英国大约发表了380篇关于电镀的专利,其中近30篇是电镀合金方面的,包括电镀黄铜,青铜以及金基和银基合金等,电镀青铜的专著是1870年前发表的。大量应用于工业化生产,而主要使用的是电镀黄铜。 1925年施尔策(Spitzer)在电化学杂志上发表了电镀黄铜及其电沉积理论的文章。1910年法尔德(Fild)发表了两篇电镀合金的专论:一篇是电镀黄铜,另一篇是电镀铜银合金。 1916年有人研究了电镀的沉积电位及工艺条件对沉积合金组成的影响,并用量显微镜观察了电沉积层的组织结构。霍因(Hoing)在1910-1920年间系统地研究了电镀黄铜及其镀液性能,同时,布卢姆(Blum)等研究了电沉积铅锡合金及其镀液性能。 1925-1929年间金属学家用X射线研究了电沉积合金的结构,他们发现用电沉积得到的合金镀层结构与热熔法得到的合金结构相类似。 自1930年以后,加快了电沉积合金的发展速度,1936年一个重要的进展即电镀光亮镍钴合金被开发,并在工业生产上得到了应用,

电镀铅锡合金进一步推广且应用于轴承。福斯特(Faust)等人得到了含铜,镍,锑和铬的电沉积合金。 1950年后,美国布伦纳(Brenner)等人系统地研究了铁族金属(铁,钴和镍)与钨,磷生成的合金。在英国研究了以锡为基与镍铜锑的合金。在苏联主要研究了含锰,钨,钼,铬与其它金属组成的合金我,还有轴承合金以及电沉积合金的添加剂。 劳布(Raub)教授的研究所用了15年产时间,发表了20篇有关电镀合金的文章,研究的范围包括电镀合金工艺,电镀条件对合金组成的影响,测定合金镀层的性质,并用金相法和X射线研究了合金镀层的结构。根据近10年各国发表电镀合金方面的专著和文章的初步统计,苏联的数量最多,其次是美国和日本,西德,英国和法国等也在该领域进行了大量的研究工作。 1962年布伦纳出版了Electrodeposition of Alloys .Principle and practice 一书,他总结了1960年前电镀合金的研究成果,比较全面地介绍了电镀合金原理与工艺。 克朗(Krohn)等发表的文章Electrodeposition of Alloys总结了1970年的电镀二元合金及其应用。西瓦库马尔(Sivakumar)等撰写的Electrodeposition of ternary alloys文章总结了1964-1969年间电镀二元合金的进展。关于电镀合金的各种性能于1974年已收集整理成册,同年青谷熏等出版的合金めフき技术一书,介绍了电镀合金的基础理论和工艺,1969年塔克霍姆塔夫(Khomutov)等出版了Electrochemistry-Electrodeposition of matels and alloys一书。1976年

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