高可焊性电镀纯锡工艺及镀层性能测试(一)
1引言Sn-Pb合金作为可焊性镀层已经有多年历史,其显著优点是降低焊接时的熔点及防止锡须的生成,但铅的毒性很大,铅对环境及人体健康有潜在的威胁。人们期待着无铅焊料及与此相应的电镀工艺。因此,无铅可焊镀层的开发是电子组装行业绿色生产的根本。
电镀纯锡具有无毒、高耐蚀性、较好的可焊性、柔软性、银白色外观等优点,其电气性能可以达到或超过锡铅合金,而且工艺简单,在电子元件及印制板等领域应用十分广泛。但是,电镀纯锡镀层容易形成锡须,对于集成电路、半导体、晶体管以及对电性能、附着力要求较高的精密电子元件,要求电镀层不能形成锡须,镀层即使长时间存放,仍能保持优良的可焊性及抗蚀性。对玻璃封接电子器件中要求焊接端头镀层均匀,可焊性好,不能对电子元器件的电性能产生不良影响。
本文采用特定的工艺配方,在玻璃封接电子元器件可伐合金壳体上电镀纯锡。主要研究了电镀时间、电流密度等工艺因素及老化处理对锡镀层厚度及可焊性的影响。通过SEM、X-射线荧光镀层厚度测试,EDS及可焊性测试对元件镀锡层的厚度、表面成份及镀层的可焊性进行了表征。
2实验方法
2.1主要原料与仪器
原料:硫酸亚锡,化学纯;硫酸,化学纯,密度为1.8g/cm3;SNR-3A,配缸剂;TNR-3,稳定剂。
仪器:JSM-6460(日本)钨灯丝扫描电子显微镜,FISCHERSCOPE(德国)X-射线荧光镀层厚度测试仪,SAT-5100(日本)可焊性测试仪。
2.2电镀液成分及工艺条件
SnSO420~50g/L
H2SO460~100g/L
添加剂A10~15g/L
添加剂B20~30g/L
温度20℃~30℃
镀液的配制:先将计量的蒸馏水(或去离子水)的2/3倒入镀槽内,缓慢加入计量的全部硫酸,此时槽内温度迅速上升,然后在不断搅拌下加入硫酸亚锡,待硫酸亚锡全部溶解并冷却至室温后,再加入需要量的添加剂A和添加剂B并搅拌均匀,配制的溶液应清澈透明。
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