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电镀锡工艺产生露铜的缘由分析及解决方法

时间: 2025-03-18 11:33:03 作者: 造型机系列
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  如果在电镀前未能彻底清除铜表面的油污、杂质及氧化层,会导致镀锡层无法均匀附着,从而出现露铜现象。此外,如果预处理环节未能有效去除焊盘表面的胶黏剂或油墨污染,也会阻碍镀锡过程。

  镀液中的成分比例若不适当,例如酸度过低或过高,都会影响镀层的质量,导致露铜现象。

  选择合适的阳极材料,如无氧高导电性铜阳极,并按时进行检查和更换阳极,以减少毛刺的产生。

  通过以上措施,可以有实际效果的减少电镀锡工艺中露铜现象的发生,提升产品的质量和可靠性。

  在电镀锡工艺中,前处理步骤是至关重要的,其目的是确保工件表面的清洁度和附着能力,为后续的电镀过程打下良好的基础。前处理的详细流程和需要注意的几点如下:

  2、化学除油:使用碱性溶液(如氢氧化钠、碳酸钠等)或表面活性剂进行除油处理,以去除零件表面的油脂。

  4、电解除油:利用阴极或阳极电解的方法进一步去除表面油污,并提高工件表面的粗糙度,有利于后续镀层的附着。

  5、活化处理:通过酸或碱溶液侵蚀工件表面,使氧化膜溶解,露出金属界面,从而增强电镀层与基体的结合力。

  1、控制酸碱浓度:在使用酸洗和碱洗时,需严控酸碱浓度,避免对工件造成腐蚀。

  2、避免使用禁用溶剂:如三氯乙烯或四氯乙烯等国家禁用洗涤产品,建议尽量采用无磷除油剂。

  4、温度和电流密度控制:在电解除油过程中,需控制好温度和电流密度,以保证处理效果。

  5、记录和观察:操作的流程中要勤观察,注意温度变化和液位变化,并如实填写操作记录。

  在电镀锡工艺中,准确控制镀液的成分比例,包括酸度和锡含量,是确保镀层质量和工艺稳定性的关键。以下是几种方法和技术来实现这一目标:

  使用专门设计的在线分析仪,如Topway系列Sn-1205电镀锡在线分析仪,能轻松实现对镀液成分的实时监控。该仪器采用酸碱中和滴定法测量槽液酸度值,并通过氧化还原滴定法测量锡离子含量,不需要添加试剂,来保证了测量的准确性和可靠性。

  根据无铅电镀锡及锡合金工艺规范,所有槽液成分应定期分析,每周不可以少于三次,以确保镀液成分的稳定性和一致性。此外,还应每周对镀液杂质进行一次分析,并记录完整。

  在电镀过程中,应采用连续过滤系统,确保槽液循环量每小时不可以少于四次。同时,镀液应配备冷冻设备,以防止因温度过高导致二价锡水解的问题。

  对于锡含量的测定,能够使用碘酸钾滴定法,这是一种经典且大范围的应用的方法,具有简单、快速、干扰少的特点。该方法适用于粗锡和各种含锡样品的分析。

  在酸性光亮镀锡铜合金中,使用希夫碱作为光亮剂可以稳定Sn2+并提高镀层质量。因此,在监控电镀液组成时,需要定时对镀液中的Sn2+、Sn和总锡做多元化的分析,以确保添加剂的有效性与镀液的稳定性。

  随着阴极电流密度的增加,阴极极化增加,镀层厚度也随之增加,电流密度与镀层厚度基本呈线性关系。这在某种程度上预示着在一些范围内,适当的电流密度能够在一定程度上促进镀层的均匀沉积。

  当电流密度低于0.5 A/dm^2时,阴极极化作用较小,镀层结晶粗糙,光亮度低。这表明过低的电流密度会导致镀层质量下降,影响其均匀性。

  当电流密度高于2 A/dm^2时,沉积速率加快,阴极区H+放电速率加快,阴极附近金属离子减少,氢气大量析出,易产生条纹,使镀层发黑,并导致工件粗糙。这说明过高的电流密度同样会破坏镀层的均匀性。

  适当提高电流密度虽然会使结合力稍有下降,但可以明显提高生产效率。这表明在保证镀层质量的前提下,适当的电流密度调整可以平衡镀层均匀性和生产效率。

  阴极电流密度对电镀锡工艺中镀层均匀性的影响是双刃剑。在一些范围内,适当的电流密度能够在一定程度上促进镀层的均匀沉积,但过低或过高的电流密度都可能会导致镀层质量下降,影响其均匀性。

  在电镀锡工艺中,为了有效净化镀液以减少金属杂质含量,能够使用以下几种方法:

  1、离子交换法:离子交换法能够适用于净化镀铬废液,利用强酸性阳离子交换树脂去除废液中的杂质金属阳离子。虽然这是针对镀铬废液的描述,但离子交换法同样适用于电镀锡工艺中的镀液净化,特别是去除阳离子杂质如Cu2+、Fe2+等。

  2、过滤法:通过过滤可以直接去除各种机械杂质,或者通过转化形成的机械杂质后过滤去除。例如,在酸铜液中,过多的Cl-与Cu+能形成CuCl沉淀,通过过滤可以去除这些沉淀物。

  3、电解法:电解法能够适用于去除镀液中的铜杂质,通过低电流密度电解除去杂质,如果剧烈搅拌镀液,能够正常的使用稍大电流密度处理铜杂质。

  4、化学法:化学法能够适用于去除特定金属杂质,如Cu2+,利用仅对Cu2+有选择性的化学试剂进行处理。

  5、阴离子交换膜:使用阴离子交换膜覆盖阴极表面的方法,以保证溶解下的金属离子不在阴极析出,这有助于控制镀液中的金属离子浓度。

  6、高pH值沉淀法:高pH值沉淀法可以将铁、铝和硅等金属以氢氧化物的形式沉淀下来,然后过滤清除。这种方法适用于去除镀层中的金属杂质。

  7、络合或螯合方法:使用络合或螯合的方法,如柠檬酸盐、葡糖酸盐或苯磺酸盐等有机物专利产品,以及二硫代氨基甲酸镍粉末来控制金属杂质。

  8、专用净化剂:当硫酸盐电镀锡光亮剂应用过程中镀液变浑浊时,能够使用专用的净化剂处理。

  电镀锡工艺中净化镀液以减少金属杂质含量的方法有离子交换法、过滤法、电解法、化学法、阴离子交换膜、高pH值沉淀法、络合或螯合方法和使用专用净化剂。

  含磷铜阳极在电镀过程中能够有效抑制Cu^+的产生,并阻止其进入溶液进一步氧化成Cu2+,由此减少了电镀液中的Cu^+。这种方法不仅降低了电镀光亮剂的消耗和成本,还被大范围的应用于酸性镀铜和PCB行业。

  铅锡合金棒是一种常见的电镀阳极材料,拥有非常良好的导电性,可以有明显效果地地传递电流,确保电镀过程的顺利进行。此外,在使用铅锡合金棒时,应使用阳极袋以防止阳极泥渣污染镀液,由此减少毛刺的产生。

  研究表明,某些纯锡镀层能够很好的满足无铅镀层接头连接器性能的测试标准,且在特定条件下表现出良好的稳定性和可靠性。为减少毛刺的形成,可以在基底上镀镍作为底层,并采取其他措施如优化浴液参数、电流密度、清洁、杂质控制等。

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