| 氟硼酸盐高速电镀光亮锡、锡铜合金工艺 |
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作者：佚名 文章来源：本站原创 点击数： 更新时间：2007-3-3 17:45:34  |
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1 前言
随着电子技术的发展,多引线的表面安装器件的应用越来越多, 引线的间距不断缩小( < 0. 1 mm) ,浸焊料已不能满足质量要求,焊料镀将成为标准的引线涂复工艺[1 ] 。目前国内铜线材仍在使用氟硼酸盐光亮镀锡、锡基合金。现有的酸性镀锡光亮剂的最佳电流密度较低,很难适应高速电镀的要求,难以得到可焊性镀锡层。通常酸性光亮镀锡光亮剂由含有苯环的醛、酮(如苄叉丙酮或醛) 与邻甲苯胺的缩合物组成[2 ] 。这些含有苯环的光亮剂在环境中难以降解,对环境造成污染。针对国产酸性镀锡光亮剂的不足之处,作者从环保角度出发,采用容易降解的脂肪伯胺和脂肪醛合成了希夫碱光亮剂(DL01 、DL03) ,并在氟硼酸盐镀液中,采用不同的电流密度和不同的搅拌速度, 在Φ0. 5 mm的铜线上,电镀锡、锡2铜合金镀层,具有较好的可焊性。
2 实验
2. 1 镀液搅拌速度测定将待镀铜线接在高速旋转电极上,旋转电极接阴极。旋转角速度由测速探头和测速表测定,线速度v 由角速度ω和铜线旋转半径R 按下式计算:
v = 2πR ×ω (1)
2. 2 电镀电流效率η测定
阴极为直径0. 5 mm 紫铜线,受镀长度7 cm左右。阳极为70 cm ×10 cm ×2 cm 二片锡块,电镀时阳极相对放置,阴极在中间。
通电量QCu 由铜电量计测定[3 ] , 锡沉积电量QSn由镀层重量换算。铜电化当量为0. 329 mg·c - 1 ,锡的电化当量为0. 615 mg·c - 1 。锡层质量通常为80～100 mg ,电流效率η测定3 次,取其平均值。因铜含量很小,锡2铜合金的电流效率按纯锡计算。
η由下式计算:
2. 3 镀液及合金组成分析
镀液中的Sn2 + 含量用容量法测定,镀液中的Cu2 + 含量用原子吸收法测定。测定合金组成时,为避免铜的干扰,小心刮下表层合金,称重,一般剥离合金重量在30～50 mg。
2. 4 镀层质量检验
镀层柔软性用折弯法及刀刮法试验。若来回折弯镀层,镀层不开裂,刀刮镀层可得细长锡丝,则可认为镀层柔软。
锡2铜合金镀层致密性用10μm厚的镀层是否通过200 °C、1 h老化试验。若经老化后,镀层仍保持光泽,则视为合格。
2. 5 镀液组成及工艺条件
光亮镀锡、锡2铜合金镀液组成及工艺条件:
光亮剂DL01 为脂肪胺和脂肪醛缩合而成的希夫碱与OP210 按7∶3 配制而成;光亮剂DL03 为脂肪醛的醛醇缩合产物与OP210 按7∶3 配制而成;DL01 、DL03 均不溶于水,使用时必须用OP210 作分散剂。
2. 6 电镀锡、锡2铜合金当电镀锡时, Jk = 18. 2 A/ dm2 , v = 94m/ min ,η≥99. 9 %,镀层柔软性好。
当电镀锡2铜合金时, Jk = 20 A·dm- 2 , v = 94m·min - 1 ,所得铜的质量分数为0. 2 %的Sn2Cu 合金光亮、柔软、致密(200°C、1 h老化后仍为银白色) 。而当J k = 40 A·dm- 2 , v = 94m·min - 1时,所得镀层虽光亮但性脆。
3 结论
(1)DL01 、DL03 均是不含苯环的添加剂,分子中的双键未与苯环形成大键,因而有一定的吸附能力。吸附能力主要来源于酸性溶液中DL01 、DL03的质子化,其在阴极的吸附作用增大了Sn2 + 的极化作用。从电镀锡和锡2铜合金的结果可知,DL01 、DL03 可用于铜线材氟硼酸盐高速电镀光亮锡。
(2) 铜的质量分数为0. 2 %的Sn2Cu 合金镀层光亮、柔软、致密,该Sn2Cu 合金有望成为可焊性Sn2Pb 镀层的替代镀层。
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| 文章录入：21jxhg 责任编辑：21jxhg |
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