CN103361687A - 一种smd汽车电子元件的电镀锡加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电镀锡工艺，具体涉及一种SMD汽车电子元件的电镀锡新工艺。该工艺的具体步骤包括超声波脱脂、电解除油、硫酸中和与活化、亚光镀镍、甲基磺酸活化、电镀锡、锡层保护处理、热水清洗，烘干。本发明采用亚光电镀底镍的新工艺，新配方减少了有机添加剂的用量，选择性的摄入少量整理剂，降低了添加剂中碳元素带入镀层里,使得焊锡层表面光滑、饱满,降低焊接点的接触电阻，提高焊接点的导电可靠性，极大的提高了锡层可焊性能力。

Description

一种SMD汽车电子元件的电镀锡加工方法

技术领域

本发明具体涉及一种SMD汽车电子元件的电镀锡的加工方法。

背景技术

使用电镀锡工艺对汽车等设备的电子元件进行焊锡连接，其中的锡镀层形成作为导电材料如铜或铜合金的最外层，由于镀锡层的接触电阻随时间变化很小，因此使用电镀锡工艺对高端的SMD汽车电子元件进行电镀锡焊接，但由于SMD汽车电子元件属于高端的SMD产品，其生产存在很大风险及品质隐患，因此对SMD汽车电子元件进行电镀锡焊接工艺也要求较高。原有常用SMD汽车电子元件进行电镀锡的工艺流程为：超声波脱脂-电解除油-硫酸活化-光亮镀底镍-甲基磺酸活化-电镀锡-锡后处理-烘干，原有加工方法采用光亮度高的底镍层，导致镀锡层也是光亮锡层，其表面焊接性能较差，焊接点的可靠性不好，经常出现虚焊，接触电阻很大，产生导电不良，而且由于光亮镀镍需要加入含碳较高的光亮剂，镀层中有机物含量高，碳含量多，则镀层脆性较大，不能达到电子产品对镀层柔软性的需要，同时镀层的高电流密度区结晶效果不好，容易产生镍镀层与基材之间，镍镀层与锡镀层之间的结合力差，导致电镀层剥离，扭转测试镀层爆裂，焊锡脱皮等严重附着不良的问题产生，以及高温焊锡不光滑，虚焊假焊，漏焊等功能性焊锡不良的问题产生，导致汽车电子元件进行电镀锡焊接不良，直接影响汽车的电控安全性能，对汽车的整车安全性存在隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有SMD汽车电子元件的电镀锡工艺容易产生功能性焊锡不良、锡镍层结合力差，电镀层脱皮，扭转测试镀层爆裂的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种SMD汽车电子元件的电镀锡工艺，改善了原有工艺的缺陷。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种SMD汽车电子元件的电镀锡加工方法，该工艺采用亚光镍作为底镍层，改变原来光亮镀镍的工艺和变换添加剂，选用亚光整理剂作为亚光镍的唯一添加剂，获取亚光镍层，降低镀镍层的脆性，镀镍层的结晶更细致，增强镍镀层与基材之间，镍镀层与锡镀层之间的结合力，同时又可以提高锡层的焊接可靠性，并且由于亚光镍底镀层的可焊性优良，直接影响表面亚光镀锡层耐受高温焊锡的能力，提高锡层的可焊性。具体步骤如下：

1、超声波脱脂：把SMD电子元件放入温度为45-65℃溶液A进行超声波脱脂，去除表面的油脂，溶液A中各组份每L含量为：超声波脱脂剂55-65g/L，超声波脱脂时间300S-600S；

2、电解除油：把SMD电子元件放入溶液B中进行电解除油，去除附着在产品表面的油脂，为后工序提供一个洁净的金属表面，电解温度为45-65℃，电流为4-6A/dm2，时间180S-300S，溶液B中各组份每L含量为：电解除油粉50-70g/L，氢氧化钠12-15 g/L；

3、硫酸中和与活化：在溶液C里中和去除SMD电子元件表面碱性物质并对产品表面的氧化层进行活化；所述溶液C中各组分每L含量为：硫酸30-80g/L；酸洗时间120S-180S；

4、镀亚光镍：在温度为45-65℃的溶液D中进行电镀亚光镍，获取一个表面良好的亚光镀镍底层，为电镀锡层作准备。电镀时间为：300S-360S；所述溶液D的各组份每L含量如下：

  硫酸镍              225-285g/L，

  氯化镍              45-75g/L，

  硼酸                55-65g/L，

  亚光整理剂          0.5-1ml/L；

所述亚光整理剂的各组分重量份数配比为：糖精钠8.5-10.5%，双苯磺酰亚胺3.5-5.5%，丁炔二醇0.2-0.4%，丙炔醇0.5-0.7%，丙烯基磺酸钠4.5-6.5%，十二烷基硫酸钠5-7%，其余为去离子水 ；

5、甲基磺酸活化：在溶液E里对已经镀好底镍的SMD电子元件表面镍层进行活化，为提高镍层与锡层的结合力；采用去离子水水洗SMD电子元件15S-20S；然后浸入溶液E中酸洗120S-180S，溶液E的各组份每L含量为:甲基磺酸30-50g/L；

6、电镀锡：在常温溶液F中进行镀锡；所述溶液F的各组份每L含量如下：                                                                                   

  甲基磺酸            120-180g/L，

  甲基磺酸锡          90-100g/L，

锡添加剂PT-190      30-50 g/L，

电流为1-2A/dm2，电镀锡时间为：480S-900S 

7、锡层保护处理：为了获取一个良好的锡层，将电镀锡后的SMD电子元件用纯水清洗30S-60S后，再进入溶液G进行钝化处理，溶液G的各组份每L含量为：纯碱50-55g/L，浸泡30-60S后将SMD电子元件进入去离子水中清洗15S-20S，然后将SMD电子元件放入50℃-55℃的热纯水中清洗5S -10S；

8、吹水烘干：将残留在产品表面的去离子水去除干净进行烘干，确保产品表面的镀锡层干燥洁净。

本发明通过采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下优点：

1、提高焊锡能力：焊锡表面光滑，饱满,由于镀亚光底镍D溶液采用了以上新配方，与原有旧配方相比：旧配方需要添加主光泽剂0.5-0.7ml/L,湿润剂1ml/L,走位水6-10ml/L；而新配方只要添加亚光整理剂0.5-1ml/L，不添加主光剂、走位水和湿润剂，从而减少有机物的用量，大大的降低了添加剂的含碳量带入镀层里,极大的提高了可焊性；因为镀亚光的底镍层，使得锡层与亚光镍的结合力更好，保证表面锡层的可焊性；原有都是光亮底镍，而光亮镍层与锡层结合力较差，在经过后工序焊接时经常产生SMD汽车电子元件的功能性焊锡不良、浸锡滑锡或沾锡结合力差，不饱满，电镀层脱皮，扭转测试镀层爆裂，焊锡脱皮等的问题；

   2、 耐受430°高温焊锡, 镀亚光镍D溶液采用新配方使用亚光整理剂，降低了镀镍层中夹杂的含碳量，并且改善高低电流密度区的镀层均匀性，使镀层结晶更为细致，从而提高镀层质量，达到高温焊锡工艺的要求；

    3、镀层附着力好（锡镍层结合力好）, 镀亚光镍D溶液采用亚光整理剂工艺由光亮底镍变成亚光底镍，改善高低电流密度区的镀层均匀性，亚光的底镍表面也更利于锡镀层结合，大大的提高了镍锡之间的结合力；

4、镀层结晶更细致，镀亚光镍D溶液采用亚光整理剂工艺，由于没有添加主光剂、走位水和湿润剂，降低了镀镍层中夹杂的含碳量，并且改善高低电流密度区的镀层均匀性，使镀层结晶更为细致。

具体实施方式

实施例1：

作为一个具体的实施例，本发明的一种SMD汽车电子元件的电镀锡工艺，工艺流程具体包括以下步骤：

（1）超声波脱脂：把SMD电子元件放入温度为45℃溶液A进行超声波脱脂，去除表面的油脂，溶液A中各组份每L含量为：超声波脱脂剂55g/L，超声波脱脂时间300S，超声波脱脂周期大约25-30天；

（2）电解除油：把SMD电子元件放入溶液B中进行电解除油，去除附着在产品表面的油脂，为后工序提供一个洁净的金属表面，电解温度为45℃，电解电流为4A/dm2，电解时间为180S，溶液B中各组份每L含量为：电解除油粉50g/L，氢氧化钠12g/L；电解除油周期大约25天；

（3）硫酸中和与活化：在溶液C里中和去除SMD电子元件表面碱性物质并对产品表面的氧化层进行活化；所述溶液C中各组分每L含量为：硫酸30g/L；酸洗时间120S；硫酸中和与活化周期大约5-7天；

（4）镀亚光镍：在温度为45℃的溶液D中进行电镀亚光镍，获取一个表面良好的亚光镀镍底层，为电镀锡层作准备。电镀时间为：300S；所述溶液D的各组份每L含量如下：

  硫酸镍             225g/L，

  氯化镍              45g/L，

  硼酸                55g/L，

  亚光整理剂          0.5ml/L；

所述亚光整理剂的各组分重量份数配比为：糖精钠8.5%，双苯磺酰亚胺3.5%，丁炔二醇0.2%，丙炔醇0.5%，丙烯基磺酸钠4.5%，十二烷基硫酸钠5%，其余为去离子水 ；

 （5）甲基磺酸活化：在溶液E里对已经镀好底镍的SMD电子元件表面镍层进行活化，为提高镍层与锡层的结合力；采用去离子水水洗SMD电子元件15S；然后浸入溶液E中酸洗120S，溶液E的各组份每L含量为:甲基磺酸30g/L；甲基磺酸活化周期10-15天；

 （6）电镀锡：在常温溶液F中进行镀锡；所述溶液F的各组份每L含量如下：                                                                                   

  甲基磺酸            120g/L，

  甲基磺酸锡          90g/L，

锡添加剂PT-190      30g/L，

电流为1A/dm2，电镀锡时间为：480S ；

（7）镀层保护处理：为了获取一个良好的锡层，将电镀锡后的SMD电子元件用纯水清洗30S后，再进入溶液G进行钝化处理，溶液G的各组份每L含量为：纯碱50g/L，浸泡30S后将SMD电子元件进入去离子水中清洗15S，然后将SMD电子元件放入50℃的热纯水中清洗5S；镀层保护处理周期1天；

（8）吹水烘干：将残留在产品表面的去离子水去除干净进行烘干，确保产品表面的镀锡层干燥洁净。

实施例2：

（1）超声波脱脂：把SMD电子元件放入温度为65℃溶液A进行超声波脱脂，去除表面的油脂，溶液A中各组份每L含量为：超声波脱脂剂65g/L，超声波脱脂时间600S，超声波脱脂周期大约25-30天；

（2）电解除油：把SMD电子元件放入溶液B中进行电解除油，去除附着在产品表面的油脂，为后工序提供一个洁净的金属表面，电解温度为65℃，电流为6A/dm2，时间300S，溶液B中各组份每L含量为：电解除油粉70g/L，氢氧化钠15 g/L；电解除油周期大约25-30天；

（3）硫酸中和与活化：在溶液C里中和去除SMD电子元件表面碱性物质并对产品表面的氧化层进行活化；所述溶液C中各组分每L含量为：硫酸80g/L；酸洗时间180S；硫酸中和与活化周期大约5-7天；

（4）镀亚光镍：在温度为65℃的溶液D中进行电镀亚光镍，获取一个表面良好的亚光镀镍底层，为电镀锡层作准备。电镀时间为：360S；所述溶液D的各组份每L含量如下：

  硫酸镍             285g/L，

  氯化镍              75g/L，

  硼酸                65g/L，

  亚光整理剂          1ml/L；

所述亚光整理剂的各组分重量份数配比为：糖精钠10.5%，双苯磺酰亚胺5.5%，丁炔二醇0.4%，丙炔醇0.7%，丙烯基磺酸钠6.5%，十二烷基硫酸钠7%，其余为去离子水 ；

 （5）甲基磺酸活化：在溶液E里对已经镀好底镍的SMD电子元件表面镍层进行活化，为提高镍层与锡层的结合力；采用去离子水水洗SMD电子元件20S；然后浸入溶液E中酸洗180S，溶液E的各组份每L含量为:甲基磺酸50g/L；甲基磺酸活化周期10-15天；

 （6）电镀锡：在常温溶液F中进行镀锡；所述溶液F的各组份每L含量如下：                                                                                   

  甲基磺酸            180g/L，

  甲基磺酸锡          100g/L，

锡添加剂PT-190      50g/L，

电流为2A/dm2，时间900S；

（7）镀层保护处理：为了获取一个良好的锡层，将电镀锡后的SMD电子元件用纯水清洗60S后，再进入溶液G进行钝化处理，溶液G的各组份每L含量为：纯碱55g/L，浸泡60S后将SMD电子元件进入去离子水中清洗20S，然后将SMD电子元件放入55℃的热纯水中清洗10S；镀层保护处理周期1天；

（8）吹水烘干：将残留在产品表面的去离子水去除干净进行烘干，确保产品表面的镀锡层干燥洁净。

实施例3：

（1）超声波脱脂：把SMD电子元件放入温度为55℃溶液A进行超声波脱脂，去除表面的油脂，溶液A中各组份每L含量为：超声波脱脂剂55g/L，超声波脱脂时间400S，超声波脱脂周期大约25-30天；

（2）电解除油：把SMD电子元件放入溶液B中进行电解除油，去除附着在产品表面的油脂，为后工序提供一个洁净的金属表面，电解温度为55℃，电流为5A/dm2，时间220S，溶液B中各组份每L含量为：电解除油粉60g/L，氢氧化钠14g/L；电解除油周期大约25-30天；

（3）硫酸中和与活化：在溶液C里中和去除SMD电子元件表面碱性物质并对产品表面的氧化层进行活化；所述溶液C中各组分每L含量为：硫酸50g/L；酸洗时间150S；硫酸中和与活化周期大约5-7天；

（4）镀亚光镍：在温度为55℃的溶液D中进行电镀亚光镍，获取一个表面良好的亚光镀镍底层，为电镀锡层作准备。电镀时间为：330S；所述溶液D的各组份每L含量如下：

  硫酸镍             265g/L，

  氯化镍             55g/L，

  硼酸               60g/L，

  亚光整理剂         0.75ml/L；

所述亚光整理剂的各组分重量份数配比为：糖精钠9.5%，双苯磺酰亚胺4.5%，丁炔二醇0.3%，丙炔醇0.6%，丙烯基磺酸钠5.5%，十二烷基硫酸钠6%，其余为去离子水 ；

 （5）甲基磺酸活化：在溶液E里对已经镀好底镍的SMD电子元件表面镍层进行活化，为提高镍层与锡层的结合力；采用去离子水水洗SMD电子元件18S；然后浸入溶液E中酸洗150S，溶液E的各组份每L含量为:甲基磺酸40g/L；甲基磺酸活化周期10-15天；

 （6）电镀锡：在常温溶液F中进行镀锡；所述溶液F的各组份每L含量如下：                                                                                   

  甲基磺酸            150g/L，

  甲基磺酸锡          95g/L，

锡添加剂PT-190      40g/L，

电流为1.5A/dm2，时间650S；

（7）镀层保护处理：为了获取一个良好的锡层，将电镀锡后的SMD电子元件用纯水清洗45S后，再进入溶液G进行钝化处理，溶液G的各组份每L含量为：纯碱53g/L，浸泡40S后将SMD电子元件进入去离子水中清洗18S，然后将SMD电子元件放入53℃的热纯水中清洗8S；镀层保护处理周期1天；

（8）吹水烘干：将残留在产品表面的去离子水去除干净进行烘干，确保产品表面的镀锡层干燥洁净。

Claims (4)

1.一种SMD汽车电子元件的电镀锡工艺，其特征在于：该工艺的具体步骤如下

超声波脱脂：把SMD电子元件放入温度为45-65℃的溶液A进行超声波脱脂，去除表面的油脂，溶液A中各组份每L含量为：超声波脱脂剂55-65g/L，超声波脱脂时间300S-600S；

电解除油：把SMD电子元件放入溶液B中进行电解除油，去除附着在产品表面的油脂，电解温度为45-65℃，电解电流为4-6A/dm2，时间为180S-300S，溶液B中各组份每L含量为：电解除油粉50-70g/L，氢氧化钠12-15 g/L；

硫酸中和与活化：在溶液C里中和去除SMD电子元件表面碱性物质并对产品表面的氧化层进行活化；所述溶液C中各组分每L含量为：硫酸30-80g/L；酸洗时间120S-180S；

镀亚光镍：在温度为45-65℃的溶液D中进行电镀亚光镍，电镀时间为：300S-360S；所述溶液D的各组份每L含量如下：

  硫酸镍             225-285g/L，

  氯化镍              45-75g/L，

  硼酸                55-65g/L，

  亚光整理剂          0.5-1ml/L；

所述亚光整理剂的各组分绝干质量配比为：糖精钠8.5-10.5%，双苯磺酰亚胺3.5-5.5%，丁炔二醇0.2-0.4%，丙炔醇0.5-0.7%，丙烯基磺酸钠4.5-6.5%，十二烷基硫酸钠5-7%，其余为去离子水 ；

甲基磺酸活化：在溶液E里对已经镀好底镍的SMD电子元件表面镍层进行活化，采用去离子水水洗SMD电子元件15S-20S；然后浸入溶液E中酸洗120S-180S，溶液E的各组份每L含量为:甲基磺酸30-50g/L；

电镀锡：在常温溶液F中进行镀锡；所述溶液F的各组份每L含量如下：                                                                                  

  甲基磺酸            120-180g/L，

  甲基磺酸锡          90-100g/L，

锡添加剂PT-190      30-50 g/L，

电镀电流为1-2A/dm2，时间480S-900S；

锡层保护处理：将电镀锡后的SMD电子元件用纯水清洗30S-60S，再进入溶液G进行钝化处理，溶液G的各组份每L含量如下：纯碱50-55g/L，浸泡30-60S后将SMD电子元件进入去离子水中清洗15S-20S，然后将SMD电子元件放入50℃-55℃的热纯水中清洗5 S -10S；

吹水烘干：将残留在产品表面的去离子水去除干净后进行烘干。

2.根据权利要求1所述的一种SMD汽车电子元件的电镀锡工艺，其特征在于：  所述步骤（1）中，溶液A的温度为45℃，溶液A中各组份每L含量为：超声波脱脂剂55g/L，超声波脱脂时间300S；

所述步骤（2）中，电解温度为45℃，电解电流为4A/dm2，时间为180S，溶液B中各组份每L含量为：电解除油粉50g/L，氢氧化钠12g/L；

所述步骤（3）中，溶液C中各组分每L含量为：硫酸30g/L；酸洗时间120S；

所述步骤（4）中，溶液D的温度为45℃，电镀时间为：300S；所述溶液D的各组份每L含量如下：

  硫酸镍             225g/L，

  氯化镍              45g/L，

  硼酸                55g/L，

亚光整理剂          0.5ml/L；

所述亚光整理剂的各组分绝干质量配比为：糖精钠8.5%，双苯磺酰亚胺3.5%，丁炔二醇0.2%，丙炔醇0.5%，丙烯基磺酸钠4.5%，十二烷基硫酸钠5%，其余为去离子水 ；

所述步骤（5）中，去离子水水洗时间为15S；溶液E中酸洗时间为120S，溶液E的各组份每L含量为:甲基磺酸30g/L；

所述步骤（6）中，溶液F的各组份每L含量如下：                                                                                   

  甲基磺酸            120g/L，

  甲基磺酸锡          90g/L，

锡添加剂PT-190      30 g/L，

电镀电流为1A/dm2，时间480S；

所述步骤（7）中，纯水清洗时间为30S，溶液G的各组份每L含量为：纯碱50g/L，浸泡时间为30S，去离子水清洗时间为15S，热纯水温度为50℃，清洗时间为5 S。

3.根据权利要求1所述的一种SMD汽车电子元件的电镀锡工艺，其特征在于：

所述步骤（1）中，溶液A的温度为65℃，溶液A中各组份每L含量为：超声波脱脂剂65g/L，超声波脱脂时间600S；

所述步骤（2）中，电解温度为65℃，电解电流为6A/dm2，时间为300S，溶液B中各组份每L含量为：电解除油粉70g/L，氢氧化钠15g/L；

所述步骤（3）中，溶液C中各组分每L含量为：硫酸80g/L；酸洗时间180S；

所述步骤（4）中，溶液D的温度为65℃，电镀时间为：360S；所述溶液D的各组份每L含量如下：

  硫酸镍              285g/L，

  氯化镍              75g/L，

  硼酸                65g/L，

亚光整理剂          1ml/L；

所述亚光整理剂的各组分绝干质量配比为：糖精钠10.5%，双苯磺酰亚胺5.5%，丁炔二醇0.4%，丙炔醇0.7%，丙烯基磺酸钠6.5%，十二烷基硫酸钠7%，其余为去离子水 ；

所述步骤（5）中，去离子水水洗时间为20S；溶液E中酸洗时间为180S，溶液E的各组份每L含量为:甲基磺酸50g/L；

所述步骤（6）中，溶液F的各组份每L含量如下：                                                                                   

  甲基磺酸            180g/L，

  甲基磺酸锡          100g/L，

锡添加剂PT-190      50g/L，

电镀电流为2A/dm2，时间900S；

所述步骤（7）中，纯水清洗时间为60S，溶液G的各组份每L含量为：纯碱55g/L，浸泡时间为60S，去离子水清洗时间为20S，热纯水温度为55℃，清洗时间为10S。

4.根据权利要求1所述的一种SMD汽车电子元件的电镀锡工艺，其特征在于：

所述步骤（1）中，溶液A的温度为55℃，溶液A中各组份每L含量为：超声波脱脂剂55g/L，超声波脱脂时间400S；

所述步骤（2）中，电解温度为55℃，电解电流为5A/dm2，时间为220S，溶液B中各组份每L含量为：电解除油粉60g/L，氢氧化钠14g/L；

所述步骤（3）中，溶液C中各组分每L含量为：硫酸50g/L；酸洗时间150S；

所述步骤（4）中，溶液D的温度为55℃，电镀时间为：330S；所述溶液D的各组份每L含量如下：

  硫酸镍              265g/L，

  氯化镍              55g/L，

  硼酸                60g/L，

亚光整理剂          0.75ml/L；

所述亚光整理剂的各组分绝干质量配比为：糖精钠9.5%，双苯磺酰亚胺4.5%，丁炔二醇0.3%，丙炔醇0.6%，丙烯基磺酸钠5.5%，十二烷基硫酸钠6%，其余为去离子水 ；

所述步骤（5）中，去离子水水洗时间为18S；溶液E中酸洗时间为150S，溶液E的各组份每L含量为:甲基磺酸40g/L；

所述步骤（6）中，溶液F的各组份每L含量如下：                                                                                   

  甲基磺酸            150g/L，

  甲基磺酸锡          95g/L，

锡添加剂PT-190      40g/L，

电镀电流为1.5A/dm2，时间650S；

所述步骤（7）中，纯水清洗时间为45S，溶液G的各组份每L含量为：纯碱53g/L，浸泡时间为45S，去离子水清洗时间为18S，热纯水温度为53℃，清洗时间为8S。