来自 hg平台 2019-07-04 19:21 的文章

线路板镀锡理论与实务

电镀纯锡随着近年来SMOBC喷锡工艺的大量应用和环保要求的不断提高,印制线路板半光亮镀纯锡或哑锡工艺越来越受到人们的重视和大力的推广普及,它不仅消除了氟化物,重金属铅的污染,而且也有效降低了生产成本。 
    印制线路板的镀锡溶液应为酸性溶液,并要具有极好的分散能力和深度能力,可以是硫酸盐,氟硼酸盐,氨基磺酸盐和烷基磺酸盐等,考虑到成本,原料的易得性,工艺维护难易性,槽液配置的难易性,多数生产厂家是采用硫酸盐镀纯锡的工艺;硫酸盐镀纯锡镀液的二价锡易氧化成四价锡,同时也会水解产生沉淀,造成镀液浑浊。
硫酸盐镀纯锡电流效率相对较高,沉积速率相对较快,室温操作,原料易得,成本相对较低,二价锡发生电极反应,阴极效率相对较高;但是硫酸盐镀锡镀液本身没有脱脂能力,镀前处理要求相对较严格,结合力还不错,均镀能力也很好。
    纯锡镀层的要求均匀细致,一般镀层厚度在7微米左右;
一.硫酸盐镀纯锡的机理:
阴极: Sn2++2e→Sn ф0 Sn2/ Sn=-0.14V
2H++2e→H2 ф0 H+/ H2=0.00V 
因为析氢的原因,阴极电流效率大约为98。
阳极:Sn—2e→Sn2+
采用可溶性阳极,阳极的电流效率约为100%;
二.镀纯锡的种类:
    光亮锡镀锡较哑锡或半光锡硬,韧性相对较好,抗指纹性能较哑锡好,孔隙率与哑锡相当或低些,抗蚀能力和哑锡相当;但是工艺维护要求较为严格,对污染的敏感度,金属杂质的容忍度都较哑锡差;二价锡氧化会造成镀液浑浊,同时使光亮区变窄,镀层性能恶化;所以综合以上性能,线路板镀锡主要是对抗蚀性能和褪锡的难易性的考虑,所以线路板生产中应用较多的还是半光锡或哑锡工艺;
三.镀锡材料:
1. 硫酸亚锡:对硫酸哑锡的使用较为严格,一般要求是分析纯AR级,,其中锡含量不低于50%,游离酸含量不高于2%,杂质含量极限:不溶物0。5%,氯离子0。5%,锑0。1%,砷0。01%;
2. 阳极:采用铸造或滚轧工艺制作,纯度达到GB728-84的Sn-1的标准,使用期间避免阳极震动,以免阳极泥渣落入槽液,造成镀层粗糙,最好使用耐酸性的阳极袋;停镀时不要取出阳极,可以延缓二价锡的氧化;
3. 硫酸:至少采用化学纯或以上,
四.槽液的配置
1. 新槽要清洗槽体,先用5-10%的氢氧化钠溶液浸泡6—10小时,然后自来水清洗后再用5-10%硫酸液浸泡6—8小时,然后再用自来水清洗干净,清洗时包括阳极袋,过滤泵等;
2. 先加1/3---1/2的纯水,然后缓慢的加入计算量的硫酸,槽液温度一般会升到70度左右;
3. 在不断搅拌的的情况下缓慢加入计算量的硫酸哑锡,使之完全溶解;
4. 用纯水补充液位,先用活性碳滤芯连续过滤镀液2—4小时,然后再改用5—10微米的棉芯过滤;化验分析;
5. 待槽液温度降至室温后,缓慢加入开缸量的约3/4的添加剂;
6. 小电流02。--0。5ASD拖缸电解1—2小时,取板试镀;
五.工艺控制:
1. 温度:槽液的工作温度一般在30度以下,一般在20度左右;最好有温控设备,温度过高,添加剂消耗过大,其作用也降低,二价锡氧化加快,槽液容易变混浊;温度过低,阳极电流效率下降,阴极析氢严重,容易造成深孔小孔孔内镀锡不良,造成蚀刻后孔内无铜;
2. 电流密度:在阴极移动和连续过滤的条件下,镀锡电流密度一般1。5ASD左右,镀锡沉积速度基本在0。5微米/分钟ASD;电流密度过大,易造成阴极析氢严重,镀锡不良;同时也会造成阳极析氧,加快槽液中二价锡的氧化,槽液容易变混浊,由于氧原子的强烈氧化作用,阳极泥的产生大量增多,因此特别是要注意对电流密度的控制;
3. 采用连续过滤和阴极摇摆,特别是阴极的析氢原因;
4. 镀锡的直流电源波纹系数应在5%以下;
六.槽液的维护:
1. 硫酸哑锡每周分析1-2次,硫酸含量分析每天一次,
2. 阴阳极的面积比应该在1:2—3,注意阳极面积并及时调整。阳极面积减少,会造成阳极钝化,造成阳极析氧反应,阴极析氢反应也会加重,不仅不利于槽液,也不利于生产板的品质;
3. 按照千安小时,霍尔槽试验,生产板效果等综合因素调整添加剂;
4. 定期清洗阳极袋中的泥渣,锡阳极的表面,并清洗阳极袋;
5. 定期更换过滤泵滤芯,检查过滤泵有无漏气现象;
6. 定期用酸液沾湿并拧干水的湿布擦拭阴阳极导电杆和电连接头,保证阴阳极导电的良好性;
7. 镀锡槽前最好用5—10%的硫酸纯水溶液做预浸,以减少氧化铜和氯离子的带入;铜离子含量超过100ppm,锡镀层会变得粗糙,高电流区发黑;氯离子含量超过300ppm,会影响镀液的深度能力;硝酸根2克/升也会影响镀液的深度能力;砷锑也会导致镀层变暗,孔隙率增加;铜砷锑等都可以通过低电流电解拖缸除去;电解最好每周一次1-2小时左右,特别是要注意清洗干净拖缸的电解板;