纯锡电镀中的若干问题

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1、2加6年电子电镀学术报告会资料汇编纯锡电镀中的若干问题贺岩峰．孙江燕，张丹(上海新阳电子化学有限公司．上海201803)摘要：由于纯锡镀层具有许多优良的性质，如可焊性、延展性、导电性和耐蚀性等，因而纯锡己成为电子工业中无铅电镀的首选。但纯锡电镀中存在着许多问题，如锡晶须、镀层变色及镀液混浊等。这些问题对工业电子电镀过程来说是非常重要的，但目前对它们的了解还不多。本文对这些问题进行了较深入的研究。找到了镀层变色及镀液混浊的影响因素，给出了三种解决变色问题的方法：电镀添加剂、后处理及Ni(P)阻挡层。开发了一种新的镀锡抗氧化剂。关键词：纯锡电镀，锡晶须，

2、变色，镀液混浊SomeProblemsinpuretinplatingprocessHEYan-feng，SUNJiang-yan，ZHANGDan(ShanghaiSioyangElectronicsChemicalsCo．，Ltd．，Shanghai201803，China)Abstract：PuretiIlisallimportantchoiceforlead-freeeleetroplatinginelectronicsindustry,becausetinelectrodepositsprovidedesirablepropenies，su

3、chassolderability,ductility,electricalconductivity,andcorrosionresistance．However,itsuffersfromsomeproblemssuchastinwhisker,surfacecolorchangesandbathmudding．Theyaretechnologicallyimportantproblemtotheelectronicsplatingindustry．TheknowledgeoftheproblemsisnotenoughBOW．Thus，manys

4、tudieshavebeenmadeinthispaper．Someinfluencingfacmrshavebeenfoundtothediscolorationandbathmudding．Threemethodshavefoundtoreducethediscoloration：platingadditive，post-treatmentandNMP)tmderplate．Anewantioxidantadditivefortjllplatinghavebeendeveloped．Keywords：puref．mplating．血whisker

5、,discoloration，bathmudding1前言近年来，随着全世界范围内无铅化进程的推进，在电子电镀中传统的锡铅工艺被各种无铅工艺所取代，在各种无铅化工艺中，纯锡电镀工艺由于具有成本低、镀层性能与锡铅镀层接近、与各种焊料兼容性好、无须更改原有的工艺和设备等优点，得到了业界广泛的认同与接受。随之而来，也出现了许多新的问题，其中最为典型的是锡须问题、镀层变色问题和镀液混浊问题。这些问题的出现曾一度困扰了纯锡电镀的现场用户，影响了纯锡电镀的进一步推广。2纯锡镀层的变色问题2．1纯锡镀层变色现象尽管锡的化学稳定性高，在大气中耐氧化不易与硫化物反应，

6、但纯锡镀层确实存在着变色(Discoloration)问题，而且还相当严重，与银等金属的变色不同，有自己的规律、特点。纯锡镀层变色是一个普遍现象，在引线框架、连接器的镀锡层上，甚至其它装饰性镀锡层上都有发生。一47．2006年电子电镀学术报召会资料汇编纯锡镀层的变色主要有两种情况(见图1)：(1)变黄(存放变色)：在环境条件下的变色。典型颜色为黄色，所以本文对这种变色简称为“变黄”。表现为镀后在一定的温度、湿度条件下放置或储存一定时间后外表面显现黄色，有的也会泛蓝或紫。变黄影响镀层外观，严重变黄可能会引起可焊性变差，一般用户不能接受。(2)变紫(回流

7、焊变色)：高温情况下的变色。典型颜色为紫色，所以本文对这种变色简称为“变紫”。表现为镀后在回流焊条件下(对纯锡峰值温度260‘C)处理一定时间后外表面显现紫色或蓝色。变色的范围可从黄色到棕色。变紫可能影响可焊性或引起贴装故障，许多用户不能接受。图l纯锡镀层的变色现象2．2纯锡镀层变色的原因2．2．1变黄的原因(1)有机物夹杂或吸附：当镀层中的有机物较多。且这些有机物易氧化变色时，通常会使镀层泛黄变色。在水汽的引导下通过毛细作用在镀层孔隙中夹杂的有机分子会迁移至镀层的表面，并在表面聚集。因此，变黄有时要经过一定时间放置且潮湿、高热的环境会促使变黄现象加

8、速或严重。图2为严重变黄样品的扫描电镜照片，表面的细小颗粒就是有机物等的积聚。(2)镀层存在较多的缺陷、孔隙