鍍錫層可焊性下降的原因及對策

• 來源：原創(chuàng)更新時間：2015-10-20點擊：1283次

• 影響鍍錫層可焊性的因素多且復(fù)雜，本文介紹了提高鍍錫層可焊性的方法。
      １·影響鍍錫層可焊性的因素
      １．１　鍍液渾濁
      鍍液渾濁是導(dǎo)致鍍錫層可焊性下降的主要因素。鍍錫電解反應(yīng)以Ｓｎ２＋／Ｓｎ形式進(jìn)行。
      （１）在酸性鍍錫液中Ｓｎ４＋ 是雜質(zhì)離子，必須將Ｓｎ４＋ 還原成Ｓｎ２＋。因為Ｓｎ４＋ 水解呈膠體狀態(tài)，溶液的黏度增加，影響了Ｓｎ２＋／Ｓｎ電化學(xué)反應(yīng)的機(jī)制，所以鍍層發(fā)灰、不光亮。
      （２）在堿性鍍錫液中，若有Ｓｎ２＋ 存在，會影響電沉積狀態(tài)，鍍層也會出現(xiàn)發(fā)灰等缺陷。必須將Ｓｎ２＋ 氧化成Ｓｎ４＋，否則同樣會使鍍液渾濁。
      （３）光亮劑用量過多，使極化作用增強(qiáng)，電鍍時大量析氫。特別是鍍液中Ｓｎ４＋ 水解成錫酸，與光亮劑的分解產(chǎn)物形成膠體而使鍍液渾濁，從而使陰極電流效率降低，鍍層夾雜的有機(jī)物增多。
      （４）鍍液中Ｆｅ２＋ 過多，也會影響Ｓｎ４＋ 的產(chǎn)生。在電鍍時，Ｆｅ２＋ 被氧化成Ｆｅ３＋，而Ｆｅ３＋ 的氧化性將Ｓｎ２＋ 氧化成Ｓｎ４＋；Ｓｎ４＋ 水解成錫酸，與Ｓｎ２＋ 及有機(jī)物形成復(fù)雜的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)，使鍍液渾濁［１］。
      （５）經(jīng)常在高溫、高負(fù)荷下作業(yè)，由于槽鍍量大，導(dǎo)致溶液溫度升高，往往產(chǎn)生Ｓｎ４＋ 的速率加快；同時，Ｓｎ４＋ 的水解速率也會加快，最終使鍍液狀態(tài)變差，這樣鍍出來的錫層的可焊性就較差。
      １．２　鍍層厚度
      通常要求鍍錫有一定厚度的、銀白色的、均勻的易焊鍍層。如果鍍層太薄或厚度不均，銅基鍍錫或鋼基鍍銅后鍍錫，錫和銅相互接觸，存在一個銅／錫界面，兩種金屬長時間接觸就會發(fā)生相互滲透的現(xiàn)象，形成合金擴(kuò)散層。這種情況下，鍍錫層太薄，必然導(dǎo)致可焊性下降。
      １．３　結(jié)晶狀況
      鍍液中Ｓｎ２＋ 的質(zhì)量濃度高或光亮劑不足，鍍層結(jié)晶粗糙、疏松，光亮性差。這種鍍錫層在空氣中極易被氧化變色，從而影響可焊性。
      １．４　放置時間
      生產(chǎn)中剛鍍好的錫層，其可焊性非常好。經(jīng)過一段時間（約２個月）的放置，鍍層的可焊性就會變差，但厚度在５μｍ 左右的光亮錫層較少變壞。這主要是因為在空氣中表面被氧化所致。上述酸性鍍錫液中Ｓｎ４＋ 的產(chǎn)生速率，與鍍液固有的特性、作業(yè)和維護(hù)有著密切的關(guān)系。
      ２·提高鍍錫層可焊性的措施
      ２．１　加強(qiáng)鍍液維護(hù)
      鍍錫液清潔、穩(wěn)定，是獲得可焊性好、耐蝕性強(qiáng)的光亮鍍錫層的重要條件。為防止鍍錫液中Ｓｎ２＋氧化及Ｓｎ２＋ 和Ｓｎ４＋ 水解等問題的發(fā)生，必須及時處理渾濁鍍液?？刹捎萌缦路椒ā?br />     （１）定期分析鍍液，一般每周一次或兩周一次，至少每月一次。通過分析及時調(diào)整主鹽。
      （２）經(jīng)常在班前或班后用大面積陰極板，以小電流進(jìn)行電解，去除銅等金屬雜質(zhì)離子。
      （３）加入適量絮凝劑，去除Ｓｎ４＋；或者在鍍液中放入純錫塊，將Ｓｎ４＋ 還原成Ｓｎ２＋。
      （４）用不含Ｃｌ－ 的活性炭或?qū)Ｓ锰幚頇C(jī)凈化鍍液，但它會吸附部分光亮劑，故處理后要進(jìn)行調(diào)整。
      （５）選用優(yōu)質(zhì)的穩(wěn)定劑，最好采用組合型穩(wěn)定劑，它有很好的協(xié)調(diào)作用，可有效防止溶液中Ｓｎ２＋的自然氧化。
      （６）使用高純度（９９．５％以上）的錫板作為陽極，可防止陽極鈍化；同時要經(jīng)常刷洗陽極表面，并套上保護(hù)袋。
      （７）必須使用未氧化發(fā)黃的優(yōu)質(zhì)硫酸亞錫作為鍍液的主鹽，以確保配制的溶液澄清而不渾濁。
      （８）要經(jīng)常添加穩(wěn)定劑，一般每月的加入量約為５ｍＬ／Ｌ。光亮劑則以勤加少加為宜，渾濁的光亮劑不能使用。每次凈化后要加入配缸劑。
      （９）堿性鍍錫液中氫氧化鈉的質(zhì)量濃度的提高，能使錫酸鹽的電離度降低，錫的析出電位變負(fù)，又能抑制錫酸鈉的水解。
      （１０）控制鍍液中ＳｎＯ２－３與Ｈ２ＳＯ４的質(zhì)量比為１∶５左右。
      （１１）保持鍍液在低溫下作業(yè)，即控制溫度在１５～２５℃之間，不要超過３０℃。
      （１２）控制陽極電流密度，防止陽極區(qū)發(fā)生有害的副反應(yīng)，即Ｓｎ２＋ 氧化成Ｓｎ４＋。
      （１３）鍍件入槽要采用沖擊電流，特別是形狀復(fù)雜的工件，以防止強(qiáng)酸腐蝕造成的污染。
      （１４）除必要的沖擊電流外，正常的陰極電流密度不宜過高，一般控制在０．５～２．０Ａ／ｄｍ２，以防止溶液氧化。
      （１５）經(jīng)常檢查和維修工裝掛具，防止絕緣層破損，并保證鍍前工件清洗干凈，避免交叉污染。
      （１６）停產(chǎn)時對鍍槽加蓋，防止溶液過多接觸空氣，以減少Ｓｎ２＋ 的氧化。
      ２．２　采用二次鍍錫［２］
      采用二次鍍錫工藝，就是在常規(guī)堿性鍍錫層上再鍍一層酸性光亮錫。此法能滿足元器件可焊性的要求。
      堿性鍍錫的優(yōu)點是鍍液中沒有添加劑、鍍層內(nèi)無有機(jī)物夾雜、鍍錫層的純度較高，以及堿性鍍錫液的分散能力、覆蓋能力較好。但缺點是鍍層結(jié)晶不致密，錫層在空氣中易氧化變色，從而影響可焊性。而酸性光亮鍍錫的優(yōu)點是鍍層結(jié)晶細(xì)致、光亮，一般情況下抗氧化能力較強(qiáng)。它的缺點是鍍液中存在大量光亮劑，部分有機(jī)物夾雜于鍍層中，鍍件長期存放也會影響可焊性。如果在堿性鍍錫層上疊加酸性光亮錫層，兩者“取長補(bǔ)短”，這樣鍍錫層的可焊性就非常好。
      值得注意的是，雙重鍍錫后，也就是經(jīng)酸性光亮鍍錫后，需要用堿水脫膜，即在氫氧化鈉２５ｇ／Ｌ，５０～６０℃下浸漬處理約１ｍｉｎ，以保持耐久銀白色。
      ３·結(jié)語
      無論是酸性鍍錫還是堿性鍍錫，都存在可焊性差的問題。造成鍍錫層可焊性下降的主要原因是鍍液渾濁、凍結(jié)、長期不處理。因此，必須按維護(hù)方法予以改善。采用二次鍍錫法，維護(hù)容易，鍍液穩(wěn)定，鍍錫層的可焊性得到提高。此法值得一試。