电镀工艺纯锡高温变色主因研究报告
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接插件电镀层变色原因及防变色措施摘要:分别探讨了接插件电镀层变色的原因。
镀金层的变色原因如下:基体质量不符合要求,产品的设计及电镀工艺存在缺陷(包括产品前处理工艺、金阻挡层镀液体系的选择、镀液的维护、电镀工艺参数的选择和电镀方式等的不妥当),镀后处理不力,产品使用环境的差异等镀银层变色的原因如下:基体形状复杂且其表面粗糙度高,电镀工艺不完善,包装方式不当,产品使用环境差异等。
提出了镀层的防变色措施:提高基体质量,减少设计缺陷,改进电镀工艺,加强镀后工序管理,根据产品的使用环境对其制定不同的质量要求等关键词:接插件;镀金;镀银;变色;措施;1 前言在接插件的制造工艺中,为了保证产品的导电性能和可靠性,大部分产品的接触件以及部分产品的壳体均采用了镀金或镀银进行表面处理。
由于在产品的加工和使用过程中受到各种因素的影响,部分产品的镀层表面会在较短时间内出现变色现象。
而一旦镀层表面开始变色,产品的电气性能也会随之下降。
为了避免这种现象发生,针对金、银镀层的变色机理,人们采取了各种措施尽力延缓镀层在规定的时间内出现的颜色变化。
以下为目前在接插件制造行业中发生镀层变色原因的分析以及常用的解决镀金、镀银层变色问题的一些基本方法。
2 金镀层的变色原因金是一种比较稳定的金属元素,在大气环境中几乎不与其它物质反应,因此不会受到各种腐蚀气体侵袭而发生化学变化。
接插件金镀层变色的原因主要是受到基体金属(铜及铜合金)通过金层孔隙向镀层表面迁移的影响。
因为金层与基体金属之间存在着电位差,在遇到腐蚀介质时这种电位差会导致基体金属被腐蚀,当腐蚀物富集在金层表面时金层就改变了颜色。
在接插件的制造行业中导致金层很快变色的原因主要还体现在以下几个方面。
2.1 基体质量达不到要求基材杂质含量和基体表面光洁度是两项衡量电接触体基体质量的重要指标。
近几年来,由于市场竞争加剧,加上金属材料涨价因素,使得一些基体制造厂为了降低生产成本,采用一些不合规格的材料,甚至采用回收铜加工制造基体。
雾锡镀件不良现象及产生原因不良现象原因说明低电流密度区镀层不均匀,或有漏铜现象1,金属含量太高2,电流密度太小3,硫酸浓度不足4,添加剂过量5,阳极面积不足6,前处理不充分高电流密度区发灰、发黑或烧焦1,电流密度太高2,金属含量太低3,添加剂不足表面粗糙1,电流密度过大2,电解液组成不均衡4,电解液受到杂质金属污染5,滚轮转速慢锡层易变色1,黄铜底材发生置换现象2,电镀后水洗不充分3,产品存储不佳,受潮或碰到腐蚀性液体4,添加剂过量锡层不均匀1,添加剂不足2,锡浓度过高 3.电流密度太小4,硫酸浓度低锡层耐腐蚀性不佳1,前处理不足2,有杂质空隙3,镀件不良针孔多镀层泛黄1,锡层厚度不足2,光泽剂添加不足3,存储场所不佳有酸碱气体,空气潮湿4,电镀后中和不佳线管发黑1,多发于S型端子,卡在滚桶壁上电击伤,黑斑1,电流密度过大,阴极放电将端子烧焦亮锡镀件不良现象及产生原因不良现象原因说明表面有白雾1,含量太高2,电流密度太小3,硫酸浓度不足4,光泽剂不足5,阳极面积不足6,浴温太高7,阳极钝化8,前处理不充分锡层容易剥落1,锡层厚度不足2,锡层氧化3,光泽剂过量4,电解液受到金属杂质污染表面粗糙1,电流密度过大2,电解液组成不均衡4,电解液受到杂志金属污染5,光泽剂不足锡层不均匀1,添加剂不足2,锡浓度过高 3.电流密度太小4,硫酸浓度低1镀层泛黄1,锡层厚度不足2,光泽剂添加不足3,存储场所不佳有酸碱气体,空气潮湿4,电镀后中和不佳镀层泛蓝1,添加剂比例不均衡,光泽剂过量前处理的重要性前处理的目的前处理的目的是保持产品表面清洁,由于镀件在制造、加工搬运、保存期间会有油脂、氧化物锈皮、氢氧化物、灰尘等污物附著于镀件表面,若不去除这些污物进行电镀,产品品质将无法得到保证,所以前处理在电镀制程中占有很重要的地位。
前处理不良会造成的电镀不良现象前处理不良会产生的不良现象,有下列几项:(1)锡层脱落(2)镀层有气泡(3)表面有黑点(4)色泽不均匀(5)表面有锡点(7)表面粗糙(8)产品耐腐蚀性降低(9)脆化。
高速纯锡镀层回流焊变色原因和控制对策孙红旗;孙江燕;贺岩峰【摘要】探讨了高速纯锡镀层回流焊变色的原因,分析了框架基材和电镀条件对镀层回流焊变色的影响,提出了调整电镀工艺条件、加强镀液维护、采取适当镀后处理等控制镀层回流焊变色的措施.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2016(035)015【总页数】4页(P808-811)【关键词】纯锡镀层;高速电镀;回流焊;变色;后处理【作者】孙红旗;孙江燕;贺岩峰【作者单位】上海新阳半导体材料有限公司,上海201616;上海新阳半导体材料有限公司,上海201616;上海新阳半导体材料有限公司,上海201616;长春工业大学化学工程学院,吉林长春 130012【正文语种】中文【中图分类】TQ153.13;TG178First-author's address: Shanghai Sinyang Semiconductor Materials Co.,Ltd., Shanghai 201616, China随着无铅化进程的推进,目前纯锡电镀或无铅合金电镀在集成电路引线框架、被动元器件和连接器行业已经成为一种广为接受的锡铅电镀的替代品[1]。
但无铅纯锡回流焊温度比锡铅回流焊温度要高,当回流焊温度从235 °C提高到260 °C时,纯锡镀层在回流焊过程中容易发生变色[2]。
因此,探索与解决纯锡镀层回流焊变色问题对电子封装无铅制程相当重要。
本文主要对高速纯锡镀层回流焊变色原因进行分析,并提出了一些行之有效的抑制镀层回流焊变色的方法。
镀层回流焊变色的直接原因是纯锡镀层表面氧化[3],即高温情况下镀层表面发生氧化变色,表现为镀层在回流焊条件下(对纯锡镀层而言,峰值温度为260 °C)处理一定时间后镀层表面变色,从黄色到棕色,甚至紫色。
当对纯锡镀层进行不同的热处理时,会因不同的热处理条件而产生不同厚度的氧化层,回流焊工艺温度和时间直接影响到镀层的可靠性和变色程度[4]。
电镀后产品表面变色机理研究发布时间:2023-02-17T06:56:13.982Z 来源:《科学与技术》2022年19期作者: 1.张颖曹联斌王春华艾鹏 2.费则元 3.梅飞强[导读] 随着社会经济的不断提高,电镀后产品表面变色,呈“三明治”结构,匹配以及稳定性直接影响着电致变色器件的产品应用。
1.张颖曹联斌王春华艾鹏2.费则元3.梅飞强1.中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司,辽宁省沈阳市 1100432.海装沈阳局驻沈阳地区某军事代表室,辽宁省沈阳市 1100433. 空军装备部驻沈阳地区某军事代表室,辽宁省沈阳市 110043摘要:随着社会经济的不断提高,电镀后产品表面变色,呈“三明治”结构,匹配以及稳定性直接影响着电致变色器件的产品应用。
卫浴、汽配、首饰等,都会出现过这样的问题,在起初的时候,要从简单地问题入手,找到其变色机理,发现变色和斑点。
因此,本文结合电镀产品,分析表面变色机理,从五个不同的视角,进行合理化分析,针对性制定解决措施。
关键词:电镀后;产品表面;变色机理一、引言随着经济发展的不断提升,大众的生活水平不断提高,随之而来的是能源短缺相关的问题。
由于我国的人口基数较大,中国能源问题一直都是不可或缺的一部分,也是能源的消费大国。
目前我国正在加快城镇化建设,庞大的建筑能耗,无法满足经济社会的发展需求。
除了在建筑领域,电镀变色技术,还在很多的领域中,得到有效的应用[1]。
新型有机高分子具有颜色种类多、着色效率高、分子结构易修饰等优势,并且成为了目前的发展方向。
在现实的生活中,大家可以直观的看到,电镀好的产品放仓库一段时间,不少产品在表面就会出现变色和斑点。
有时候相关的人员,就算是检查到位了,还是会出现这样的问题。
另外,还不少的领域中,科技成果的应用,标志着新技术的延伸,也展现了不一样的发展。
二、电镀产品电镀的产品,表面缺陷属于外在缺陷。
在精抛光完成后,产品表面仍然会有不符合电镀品外观标准的需求和问题[2]。
纯锡电镀中的若⼲问题2006年电⼦电镀学术报召会资料汇编纯锡镀层的变⾊主要有两种情况(见图1):(1)变黄(存放变⾊):在环境条件下的变⾊。
典型颜⾊为黄⾊,所以本⽂对这种变⾊简称为“变黄”。
表现为镀后在⼀定的温度、湿度条件下放置或储存⼀定时间后外表⾯显现黄⾊,有的也会泛蓝或紫。
变黄影响镀层外观,严重变黄可能会引起可焊性变差,⼀般⽤户不能接受。
(2)变紫(回流焊变⾊):⾼温情况下的变⾊。
典型颜⾊为紫⾊,所以本⽂对这种变⾊简称为“变紫”。
表现为镀后在回流焊条件下(对纯锡峰值温度260‘C)处理⼀定时间后外表⾯显现紫⾊或蓝⾊。
变⾊的范围可从黄⾊到棕⾊。
变紫可能影响可焊性或引起贴装故障,许多⽤户不能接受。
图l纯锡镀层的变⾊现象2.2纯锡镀层变⾊的原因2.2.1变黄的原因(1)有机物夹杂或吸附:当镀层中的有机物较多。
且这些有机物易氧化变⾊时,通常会使镀层泛黄变⾊。
在⽔汽的引导下通过⽑细作⽤在镀层孔隙中夹杂的有机分⼦会迁移⾄镀层的表⾯,并在表⾯聚集。
因此,变黄有时要经过⼀定时间放置且潮湿、⾼热的环境会促使变黄现象加速或严重。
图2为严重变黄样品的扫描电镜照⽚,表⾯的细⼩颗粒就是有机物等的积聚。
(2)镀层存在较多的缺陷、孔隙、裂纹等:这些缺陷、孔隙、裂纹等会使镀液渗⼊其中.⽆法清洗除去,从⽽使有机物夹杂过多。
与锡铅镀层相}⼔,纯锡镀层⼀般结晶较粗,结晶颗粒不规则性⼤,结晶缺陷等也较多,如图3所⽰。
所以纯锡镀层的变⾊问题就⽐锡铅严谨:得多。
2.2.2变紫的原因(1)锡的氧化:锡氧化是⾼温变⾊的主要原因,所以氧化膜厚度与⾼温变⾊直接图2变⾊样品扫描电镜照⽚相关。
在某些因素的诱导下纯锡镀层会产⽣具有⼀定颜⾊的氧化物,这些因素包括⾦属杂质、有机物、⾼温、⾼湿等,呈现的颜⾊可以⾜黄、蓝、紫等。
.49.2006年⽑⼦电镀学术报告会资料汇编表⾯氧化膜厚2.8(m)润湿特性良好8⼀15⼀般15-20略差20.30略差30—50不良50以上不良(2)孔隙率:孔隙率也是变紫的⼀个重要因素。
防止纯锡镀层变色的电镀参数优化李红雷;高国华【摘要】纯锡电镀工艺主要有锡晶须、镀层变色等问题,其中镀层变色严重影响器件的可焊性.通过分析纯锡电镀各参数对镀层变色的影响,设计了工艺参数的优化实验方案,然后按照方案进行样品制作、评价和数据分析,得到能够防止纯锡镀层变色的最优参数,并对实验结果进行验证.经验证的实验结果为电流密度为12 A/dm2,电镀温度为55℃,电镀液H+浓度为1.1 mol/L,电镀液Sn2+浓度为65 g/L.研究成果提高了无铅产品的可靠性,从而增强了产品在市场上的竞争性.【期刊名称】《电子工业专用设备》【年(卷),期】2015(044)012【总页数】6页(P22-27)【关键词】纯锡;无铅;电镀;镀层变色;集成电路封装【作者】李红雷;高国华【作者单位】南通富士通微电子股份有限公司,江苏南通226006;南通富士通微电子股份有限公司,江苏南通226006【正文语种】中文【中图分类】TQ153自欧盟RoHS实施以来,纯锡电镀工艺已经发展愈加成熟,但是仍有一些问题未能彻底解决,镀层变色问题就是其中之一。
镀层变色不仅影响外观,而且会使镀层的可焊性劣化,很多客户不能接受。
镀层变色往往不是电镀后立即发生的,而是在客户处储存一段时间以后才会发生。
根据这个特性我们可以得到以下3点:1)由于无法复原当时的电镀状况,异常原因较难调查;2)因为不能及时发现,往往有较多的波及批;3)要求镀层质量要具有一定的耐久性。
所以要从根本上解决镀层变色的问题。
根据郝利峰和郑如定等人的研究成果,镀层变色一般与镀层的晶粒大小和孔隙大小有关。
与锡铅镀层相比,纯锡镀层一般结晶较粗,结晶颗粒不规则性大,结晶缺陷等也较多。
所以纯锡镀层的变色问题就比锡铅严重得多[1]。
较大的孔隙不仅会造成电镀液中的有机物难以清洗,而且会使得水汽更容易侵入。
铜基体上的锡镀层在大气中是阳极性镀层,在潮湿的大气环境中,锡镀层表面水膜与铜基体及锡镀层构成腐蚀原电池,从而加速锡镀层的腐蚀,发生变色等外观现象[2]。
电镀镍底高温锡1. 引言电镀镍底高温锡是一种常用于高温环境下的电子器件连接和包装材料。
该材料具有优异的焊接性能和耐高温性能,被广泛应用于航空航天、电力电子和汽车电子等领域。
本文将介绍电镀镍底高温锡的特性、制备方法以及应用。
2. 特性2.1 高温稳定性电镀镍底高温锡材料具有优异的高温稳定性。
其在高温环境下不易氧化、蒸发或扩散,使得其在高温条件下依然能够保持良好的导电性和焊接性能。
2.2 良好的焊接性能电镀镍底高温锡具有良好的焊接性能,可以与各种金属材料有效地进行焊接。
其焊接接头强度高,焊接过程稳定,焊接后不易产生裂纹或疏松现象。
2.3 耐腐蚀性电镀镍底高温锡对腐蚀具有较高的抵抗能力。
它可以在各种恶劣环境下长期稳定地工作,不会因腐蚀而导致性能下降。
3. 制备方法电镀镍底高温锡的制备方法主要包括以下几个步骤:3.1 表面预处理在进行电镀之前,需要对待镀物进行表面预处理。
该步骤包括去除表面杂质、清洗和活化等工序。
其中,清洗过程可以采用化学清洗或机械清洗的方式,以确保获得洁净的表面。
3.2 镍电镀在表面预处理完成后,接下来进行镍电镀。
镍电镀的目的是在待镀物表面形成一层均匀的镍层。
这一步骤可以使用直流电镀或脉冲电镀等方法进行。
3.3 高温锡熔覆经过镍电镀后的材料,再进行高温锡熔覆。
高温锡熔覆是将高温锡材料加热至熔点,然后涂敷在镍层表面。
这一步骤可以采用气体熔覆或电熔覆等方法。
3.4 后处理完成高温锡熔覆后,需要对材料进行冷却和固化处理。
这一步骤可以通过空气冷却或水冷却等方式进行。
完成后处理后,可得到一层均匀、致密的电镀镍底高温锡。
4. 应用领域电镀镍底高温锡被广泛应用于以下领域:4.1 航空航天在航空航天领域,高温锡被用于制造火箭发动机、航空发动机和航空电子器件等。
其耐高温性能和优异的焊接性能使得航空航天领域能够更好地适应复杂的工况要求。
4.2 电力电子电力电子领域需要在高温和高压环境下工作,因此需要使用具有高温稳定性和耐压性能的连接材料。