无铅纯锡电镀中的若干问题VIP专享VIP免费

无铅纯锡电镀中的若干问题贺岩峰1,2,孙江燕2,张丹2(1.长春工业大学,吉林长春130012;2.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,因而纯锡已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。通过对这些问题进行较深入的研究,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:无铅;纯锡电镀;锡晶须;变色;镀液混浊中图分类号:TN60TQ153文献标识码:A文章编号:1001-3474(2007)01-0020-05SomeProblemsinLead-freePureTinPlatingProcessHEYan-feng1,2,SUNJiang-yan2,ZHANGDan2(1.ChangchunUniversityofTechnology,Changchun130012,China;2.ShanghaiSinyangElectronicsChemicalsCo.,Ltd,Shanghai201803,China)Abstract:Puretinisanimportantchoiceforlead-freeelectroplatinginelectronicsindustry,be2causetinelectrodepositsprovidedesirableproperties,suchassolderability,ductility,electricalconductivi2ty,andcorrosionresistance.However,itsuffersfromsomeproblemssuchastinwhisker,surfacecolorchangesandbathmudding.Theyaretechnologicallyimportantproblemtotheelectronicsplatingindustry.Theknowledgeoftheproblemsisnotenoughnow.Thus,manystudieshavebeenmade.Someinfluencingfactorshavebeenfoundtothediscolorationandbathmudding.Threemethodshavefoundtoreducethediscoloration:platingadditive,post-treatmentandNi(P)underplate.Anewantioxidantadditivefortinplatinghasbeendeveloped.Keywords:Lead-free;Puretinplating;Tinwhisker;Discoloration;BathmuddingDocumentCode:AArticleID:1001-3474(2007)01-0020-05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、与各种焊料相容性好、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晶须问题、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。1纯锡镀层的变色问题1.1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,但纯锡镀层确实存在着变色问题,而且还相当严重,与银等金属的变色不同,有自己的规作者简介::贺岩峰(1957-),男,博士,教授,主要从事电子电镀及微电子化学品研究开发工作。02电子工艺技术ElectronicsProcessTechnology第28卷第1期2007年1月律、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,甚至其他装饰性镀锡层上都有发生。纯锡镀层的变色主要有两种情况。(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℃)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。1.2纯锡镀层变色的原因1.2.1变黄的原因1.2.1.1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速或严重。1.2.1.2镀层存在较多的缺陷、孔隙、裂纹等这些缺陷、孔隙、裂纹等会使镀液渗入其中,无法清洗除去,从而使有机物夹杂过多。与锡铅镀层相比,纯锡镀层...