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電鍍鉛錫合金工藝
新聞作者:溫州電鍍廠   發布時間:2013-12-30   閱讀:5630

錫鉛合金的熔點比純錫和純鉛還低,孔隙率、可焊性比單金屬好。純錫鍍層長期放置,表面會長出針狀結晶(晶須),能引起短路,在低溫還可產生“錫瘟”。在純錫中只要加入2%~3%以上的鉛,即可防止該現象發生。因此鉛錫合金鍍層是電子元器件中最受重視的可焊性鍍層。

含錫量不同的鉛錫合金,有不同的性質與用途。一般地,錫含量4%~l0%,主要用于鋼上的防腐蝕鍍層;7%~l0%,用于軸瓦、軸套的減摩鍍層;15%~25%,用于鋼帶表面潤滑、助粘、助焊的鍍層;45%~55%,用于防止海水或其他介質腐蝕的防護鍍層;55%~65%,用于鋼、銅和鋁等表面作為改善焊接性能的鍍層,廣泛用于電子元器件和印制板上。

鉛錫最低共熔點(183"C)時的組成為錫61.9%,鉛38.1%,此時的合金具有最大的焊接強度和濕潤能力,因此目前焊料和焊接鍍層大都采用60%錫、40%鉛的合金鍍層。

二價錫和鉛的標準電位只相差10mV,兩者的過電壓也都很小,故它們很容易在不含較強絡合劑的強酸性鍍液共沉積。通過改變溶液中兩種金屬離子的濃度比,就可鍍得組成不同的各種鉛錫鍍層。

鉛錫合金鍍液除使用最普及的氟硼酸鹽鍍液外,考慮到環境污染,現在氨基磺酸鹽、酚磺酸鹽、烷醇磺酸鹽和檸檬酸鹽業已開始使用。本節主要以氟硼酸鹽鍍鉛錫合金為例進行介紹。

氟硼酸鹽鍍鉛錫合金溶液成分簡單,可以得到各種成分的合金鍍層。使用高均鍍能力鍍液時,均鍍能力可達80%,能滿足印制版小深孔電鍍的要求。加入合適的添加劑能得到光亮鍍層。溶液維護簡單,鍍液成分容易控制,能使用合金陽極。但是,氟硼酸鹽溶液腐蝕性強,廢水處理較為復雜,成本高。

①鍍液的配制 將計量的市售氟硼酸亞錫液和氟硼酸鉛液混合于塑料槽中,將膠類添加劑(如桃膠或蛋白胨)溶于溫水中,過濾后加入槽中。其他光亮劑可混合好后加入,也可單獨加入,加水至規定體積,即可試鍍。如果沒有氟硼酸亞錫和氟硼酸鉛濃縮液,可自己配制。

氟硼酸亞錫可用氟硼酸與堿式碳酸銅反應,生成氟硼酸銅,再用錫粉把銅全部置換出來。為保證置換完全,錫粉要過量,攪拌要充分,至溶液變為無色后過濾。1g亞錫需0.93g堿式碳酸銅,l.5mL氟硼酸和l.5g錫粉。

氟硼酸鉛可用氟硼酸與氧化鉛或堿式碳酸鉛反應,不斷攪拌至完全溶解。lg鉛需l.1g氧化鉛或l.2g堿式碳酸鉛與0.8mL氟硼酸。

②工藝維護 使用與鍍層成分相同的鑄造陽極、壓延陽極或球形陽極,并用聚丙烯織物陽極套;鍍液中Sn2+的含量是決定鍍層含錫量的主要因素,鍍液長期不用或誤用空氣攪拌時Sn2+容易氧化成不溶性的偏錫酸,因此,鍍液不能采用空氣攪拌,調整鍍液時要補加氟硼酸亞錫;溫度超過l5℃時,鍍層含錫量略有上升;電流密度升高時,鍍層含錫量也上升。高分散力鍍液的電流密度應控制在1.5~2.0A/dm2之間,超過2.5A/dm2時鍍層會燒焦;溶液中吊一個硼酸袋,以免產生游離的氫氟酸;為提高溶液的穩定性,防止錫氧化,鍍液中可加入0.5~1.0g/L的間苯二酚,它還能適當提高鍍層的含錫量;蛋白胨可抑制樹枝狀晶的形成,使鍍層晶粒細化,并可提高鍍液的分散能力,但使用一段時間后有難聞的氣味產生,需經常用活性炭處理,以除去蛋白胨的分解產物,每年至少要處理三次,活性炭在鍍液中放置4h或過夜,并盡可能加以攪拌;防止帶入銅雜質,以免低電流密度區發黑,產生半潤濕問題,銅雜質可用低電流密度電解除去;鉛錫合金層在空氣中易氧化,影響鍍層的焊接性,為提高鍍層的大氣穩定性,減少手指觸摸過程中鍍層表面污染,常在鍍后進行鈍化處理。鈍化液組成為重鉻酸鉀8~10g/L,碳酸鈉l8~20g/L,室溫2~10min。
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