CN105696040A - 一种锡铋合金电镀工艺 - Google Patents

一种锡铋合金电镀工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN105696040A
CN105696040A CN201610232429.2A CN201610232429A CN105696040A CN 105696040 A CN105696040 A CN 105696040A CN 201610232429 A CN201610232429 A CN 201610232429A CN 105696040 A CN105696040 A CN 105696040A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tin
bismuth
layer
stannum
electroplating technology
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610232429.2A
Other languages
English (en)
Inventor
刘国强
徐卉军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ACKOTEC (ZHONGSHAN) ELECTRONIC PARTS Co Ltd
Original Assignee
ACKOTEC (ZHONGSHAN) ELECTRONIC PARTS Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ACKOTEC (ZHONGSHAN) ELECTRONIC PARTS Co Ltd filed Critical ACKOTEC (ZHONGSHAN) ELECTRONIC PARTS Co Ltd
Priority to CN201610232429.2A priority Critical patent/CN105696040A/zh
Publication of CN105696040A publication Critical patent/CN105696040A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/30—Electroplating: Baths therefor from solutions of tin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/60—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of tin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

本发明公开了一种锡铋合金电镀工艺，在镀件的纯锡镀层上加镀了锡铋镀层，镀锡铋镀层的镀液中锡、铋的质量比为94：6，纯锡层与锡铋镀层的总膜厚度为7.5～12.5μm，其中铋层占总膜厚的5～10％。本发明在纯锡层基础上加镀锡铋层，使获得的Sn-Bi合金镀层均匀致密、光亮、结合力及钎焊性优良，本发明锡铋合金镀层不仅能防止锡须的形成及向灰锡的转变，具有更高的品质而且具有无毒性环保等特点。本发明镀液稳定，易操作，环保无毒害。

Description

一种锡铋合金电镀工艺
【技术领域】
本发明涉及一种锡铋合金电镀工艺，属于电镀技术领域。
【背景技术】
锡元素符号Sn，是一种略带蓝色的白色光泽的低熔点金属元素，它是大名鼎鼎的"五金"金、银、铜、铁、锡之一。锡是银白色的软金属，比重为7.3，熔点231.89℃，沸点2260℃。锡被广泛应用于制造锡合金、电镀、人日常生活等。
锡和锡合金电镀层具有优良的抗腐蚀性、延展性、导电性、可焊性和装饰性，被广泛应用于电子、连接器等。目前锡和锡合金镀层主要有：纯锡、锡铅、锡铜、锡银、锡锌等，药水的体系有硫酸体系、氟硼酸盐及磺酸体系等。其中氟硼酸盐体系镀锡和锡合金废水中含有大量氟，废水处理困难，污染环境。硫酸体系和磺酸体系电镀工艺如下：除油→酸洗→镀纯锡(锡合金)→中和→热水洗→干燥。
目前锡和锡合金电镀用得最多的有硫酸镀纯锡、锡铅合金和甲基磺酸镀纯锡、锡铅合金。在五金电镀这一块，硫酸便宜，硫酸镀纯锡和锡铅合金应用最多，甲基磺酸比硫酸贵得多，甲基磺酸镀纯锡和锡铅合金主要被用到了对镀层要求更高的电子电镀中。锡铅合金镀层可焊性好，铅可抑制镀层中锡须生长等优点，缺点就是铅有毒污染环境。纯锡镀层可焊性好，成本低，单一金属电镀，工艺管理相对简单，废水处理容易环保，但随着使用时间的加长，纯锡镀层会逐渐长出锡须影响纯锡镀层的功能，甚至会造成电子元件通电时短路。针对以上问题，研制了锡铋合金电镀工艺，锡铋合金层不仅能防止锡须的形成及向灰锡的转变，而且具有可焊性好和无毒性环保等特点，锡铋合金电镀工艺能解决以上的问题。
【发明内容】
本发明目的是克服现有技术中的不足，提供一种稳定易操作的锡铋合金电镀工艺，该工艺电镀的锡铋合金电镀层均匀致密、光亮、结合力及钎焊性优良，适用于TP、CP、SMCP产品。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种锡铋合金电镀工艺，其特征在于在镀件的纯锡镀层上加镀了锡铋镀层，镀锡铋镀层的镀液中锡、铋的质量比为94：6。
本发明中纯锡层与锡铋镀层的总膜厚度为7.5～12.5μm，其中铋层占总膜厚的5～10％。
本发明镀锡铋层的电镀液含50～60g/l的Sn2+，3～4g/l的Bi3+，甲基磺酸1～2N(1-2N甲基磺酸即1-2mol/L)，20～40ml/L的PF-05M(市售可得，日本石原公司提供)，镀液温度40～50℃，镀锡铋层的步骤为：电流密度5-10A安培/平方分米,电沉积时间30～60秒,然后用去离子水清洗吹干。
进一步地，本发明一种锡铋合金电镀工艺，其特征在于所述锡铋合金的电镀工艺为：在除油污和活化处理后的铜基材上先预镀纯锡打底，再镀锡铋层，然后中和水洗烘干即可。
本发明镀纯锡层的镀液含：Sn2+50～60g/l，甲基磺酸1～2N，PF-05M20～40ml/L，镀液温度40～50℃；镀纯锡层的步骤为：电流密度5-10A安培/平方分米,电沉积时间75～150秒,然后用去离子水清洗吹干。
优选的，本发明除污步骤是先将铜基材在90～110克/升的PT-200(市售可得，域高公司提供)溶液中电解20～40秒，电流密度5～20安培/平方分米，温度50～70℃。
优选的，本发明活化处理步骤是将除油污的铜基材在化学研磨铜溶液中浸泡，然后用自来水清洗一次，再用去离子水清洗吹干。其中的化学研磨铜溶液开缸2～5克/升，硫酸10～40％浸泡时间10～20秒，温度是室温。
对基材活化处理除去基材表面氧化，增强基材与锡的结合力，镀纯锡时增加锡层厚度，给锡铋层打底，提高良好的可焊性，在环保以及产品外观上添加铋有优势，特别是锡铋比例控制好可得到良好的电镀层，包括功能和外观测试。
锡铋层镀好后，用10～30g/l的Na3PO4溶液于温度40～50℃中和镀层的酸，然后用温度40～50℃的热水洗净，于80～90℃烘干即可。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
本发明在纯锡层基础上加镀锡铋层，使获得的Sn-Bi合金镀层均匀致密、光亮、结合力及钎焊性优良，本发明锡铋合金镀层不仅能防止锡须的形成及向灰锡的转变，具有更高的品质而且具有无毒性环保等特点。本发明镀液稳定，易操作，环保无毒害。
【具体实施方式】
本发明一种锡铋合金电镀工艺，包括以下具体步骤：
a、对基材进行去除油污和活化处理；
b、在处理好的基材上镀纯锡层，用Sn2+50～60g/l，甲基磺酸1～2N，PF-05M20～40ml/L的镀液以电流密度5-10A安培/平方分米,电沉积时间75～150秒，然后用去离子水清洗吹干；
c、在纯锡层上镀锡铋层，用含50～60g/l的Sn2+，3～4g/l的Bi3+，甲基磺酸1～2N，20～40ml/L的PF-05M镀液，以电流密度5-10A安培/平方分米,电沉积时间30～60秒，然后用去离子水清洗吹干；
d、中和并用热水清洗，然后烘干即可。
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细解释：
实施例1：
a、对基材进行去除油污和活化处理；
b、在处理好的基材上镀纯锡层，用Sn2+50g/l，甲基磺酸1N，PF-05M20ml/L的镀液以电流密度10A安培/平方分米,电沉积时间100秒，然后用去离子水清洗吹干；
c、在纯锡层上镀锡铋层，用含50g/l的Sn2+，3g/l的Bi3+，甲基磺酸1N，20ml/L的PF-05M镀液，以电流密度10A安培/平方分米,电沉积时间45秒，然后用去离子水清洗吹干；
d、中和并用热水清洗，然后烘干即可。
实施例1的纯锡层与锡铋镀层的总膜厚度为7.5μm，其中铋层占总膜厚的5％，该镀层无锡须形成。
实施例2：
a、对基材进行去除油污和活化处理；
b、在处理好的基材上镀纯锡层，用Sn2+55g/l，甲基磺酸1.5N，PF-05M30ml/L的镀液以电流密度8A安培/平方分米,电沉积时间150秒，然后用去离子水清洗吹干；
c、在纯锡层上镀锡铋层，用含55g/l的Sn2+，4g/l的Bi3+，甲基磺酸1.5N，30ml/L的PF-05M镀液，以电流密度8A安培/平方分米,电沉积时间60秒，然后用去离子水清洗吹干；
d、中和并用热水清洗，然后烘干即可。
实施例2的纯锡层与锡铋镀层的总膜厚度为10.0μm，其中铋层占总膜厚的8％，该镀层无锡须形成。
实施例3：
a、对基材进行去除油污和活化处理；
b、在处理好的基材上镀纯锡层，用Sn2+60g/l，甲基磺酸2N，PF-05M40ml/L的镀液以电流密度5A安培/平方分米,电沉积时间75秒，然后用去离子水清洗吹干；
c、在纯锡层上镀锡铋层，用含60g/l的Sn2+，4g/l的Bi3+，甲基磺酸2N，40ml/L的PF-05M镀液，以电流密度5A安培/平方分米,电沉积时间30秒，然后用去离子水清洗吹干；
d、中和并用热水清洗，然后烘干即可。
实施例3的纯锡层与锡铋镀层的总膜厚度为9.35μm，其中铋层占总膜厚的10％，该镀层无锡须形成。
实施例4：
a、对基材进行去除油污和活化处理；
b、在处理好的基材上镀纯锡层，用Sn2+60g/l，甲基磺酸2N，PF-05M30ml/L的镀液以电流密度8A安培/平方分米,电沉积时间150秒，然后用去离子水清洗吹干；
c、在纯锡层上镀锡铋层，用含60g/l的Sn2+，4g/l的Bi3+，甲基磺酸2N，30ml/L的PF-05M镀液，以电流密度8A安培/平方分米,电沉积时间60秒，然后用去离子水清洗吹干；
d、中和并用热水清洗，然后烘干即可。
实施例4的纯锡层与锡铋镀层的总膜厚度为12.5μm，其中铋层占总膜厚的6.8％，该镀层无锡须形成。
实施例5：
a、对基材进行去除油污和活化处理；
b、在处理好的基材上镀纯锡层，用Sn2+55g/l，甲基磺酸2N，PF-05M30ml/L的镀液以电流密度10A安培/平方分米,电沉积时间150秒，然后用去离子水清洗吹干；
c、在纯锡层上镀锡铋层，用含55g/l的Sn2+，4g/l的Bi3+，甲基磺酸2N，30ml/L的PF-05M镀液，以电流密度10A安培/平方分米,电沉积时间60秒，然后用去离子水清洗吹干；
d、中和并用热水清洗，然后烘干即可。
实施例5的纯锡层与锡铋镀层的总膜厚度为12.0μm，其中铋层占总膜厚的8.5％，该镀层无锡须形成。
实施例6：
a、对基材进行去除油污和活化处理；
b、在处理好的基材上镀纯锡层，用Sn2+60g/l，甲基磺酸2N，PF-05M30ml/L的镀液以电流密度10A安培/平方分米,电沉积时间130秒，然后用去离子水清洗吹干；
c、在纯锡层上镀锡铋层，用含60g/l的Sn2+，4g/l的Bi3+，甲基磺酸2N，30ml/L的PF-05M镀液，以电流密度10A安培/平方分米,电沉积时间50秒，然后用去离子水清洗吹干；
d、中和并用热水清洗，然后烘干即可。
实施例6的纯锡层与锡铋镀层的总膜厚度为11.3μm，其中铋层占总膜厚的6.8％，该镀层无锡须形成。
本发明实施例1-6的镀层均匀致密、光亮、结合力及钎焊性优良，无锡须也没有向灰锡的转变。

Claims (10)

1.一种锡铋合金电镀工艺，其特征在于在镀件的纯锡镀层上加镀了锡铋镀层。
2.根据权利要求1所述的一种锡铋合金电镀工艺，其特征在于镀锡铋镀层的镀液中锡、铋的质量比为94：6。
3.根据权利要求2所述的一种锡铋合金电镀工艺，其特征在于所述纯锡层与锡铋镀层的总膜厚度为7.5～12.5μm，其中铋层占总膜厚的5～10％。
4.根据权利要求3所述的一种锡铋合金电镀工艺，其特征在于镀锡铋层的电镀液含50～60g/l的Sn2+，3～4g/l的Bi3+，甲基磺酸1～2N，20～40ml/L的PF-05M，镀液温度40～50℃。
5.根据权利要求4所述的一种锡铋合金电镀工艺，其特征在于镀锡铋层的步骤为：电流密度5-10A安培/平方分米,电沉积时间30～60秒,然后用去离子水清洗吹干。
6.根据权利要求5所述的一种锡铋合金电镀工艺，其特征在于所述锡铋合金的电镀工艺为：在除油污和活化处理后的铜基材上先预镀纯锡打底，再镀锡铋层，然后中和水洗烘干即可。
7.根据权利要求6所述的一种锡铋合金电镀工艺，其特征在于所述除污步骤是先将铜基材在90～110克/升的PT-200溶液中电解20-40秒，电流密度5-20安培/平方分米，温度50-70℃。
8.根据权利要求6所述的一种锡铋合金电镀工艺，其特征在于所述活化处理步骤是将除油污的铜基材在化学研磨铜溶液中浸泡，然后用自来水清洗一次，再用去离子水清洗吹干。化学研磨铜溶液开缸2～5克/升，硫酸10～40％浸泡时间10～20秒，温度是室温。
9.根据权利要求6所述的一种锡铋合金电镀工艺，其特征在于所述镀纯锡层的镀液含：Sn2+50～60g/l，甲基磺酸1～2N，PF-05M20～40ml/L，镀液温度40～50℃。
10.根据权利要求6所述的一种锡铋合金电镀工艺，其特征在于所述镀纯锡层的步骤为：电流密度5-10A安培/平方分米,电沉积时间75～150秒,然后用去离子水清洗吹干。
CN201610232429.2A 2016-04-14 2016-04-14 一种锡铋合金电镀工艺 Pending CN105696040A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610232429.2A CN105696040A (zh) 2016-04-14 2016-04-14 一种锡铋合金电镀工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610232429.2A CN105696040A (zh) 2016-04-14 2016-04-14 一种锡铋合金电镀工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105696040A true CN105696040A (zh) 2016-06-22

Family

ID=56216889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610232429.2A Pending CN105696040A (zh) 2016-04-14 2016-04-14 一种锡铋合金电镀工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105696040A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106825981A (zh) * 2017-01-12 2017-06-13 江苏兴达钢帘线股份有限公司 用于太阳能电池的导电焊丝及其制备方法
CN109023496A (zh) * 2018-06-26 2018-12-18 南通汇丰电子科技有限公司 一种用于控制电镀锡铋合金的方法及系统
CN109742196A (zh) * 2018-12-22 2019-05-10 中智(泰兴)电力科技有限公司 一种单晶硅异质结太阳电池的低温焊接方法
CN112323105A (zh) * 2020-11-13 2021-02-05 中山品高电子材料有限公司 一种防止镀层剥离的电镀工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101300443A (zh) * 2005-09-02 2008-11-05 住友金属工业株式会社 钢管用螺纹接头
CN101538726A (zh) * 2008-11-19 2009-09-23 无锡华友微电子有限公司 一种电镀锡铋金属的方法
CN101824633A (zh) * 2010-06-02 2010-09-08 南通弘扬金属制品有限公司 镀锡铋合金铜包钢线的生产方法
CN102517616A (zh) * 2011-12-20 2012-06-27 安徽华东光电技术研究所 一种在铝材上电镀锡铋的镀液配方及其电镀方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101300443A (zh) * 2005-09-02 2008-11-05 住友金属工业株式会社 钢管用螺纹接头
CN101538726A (zh) * 2008-11-19 2009-09-23 无锡华友微电子有限公司 一种电镀锡铋金属的方法
CN101824633A (zh) * 2010-06-02 2010-09-08 南通弘扬金属制品有限公司 镀锡铋合金铜包钢线的生产方法
CN102517616A (zh) * 2011-12-20 2012-06-27 安徽华东光电技术研究所 一种在铝材上电镀锡铋的镀液配方及其电镀方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴华强等: "可焊性光亮锡秘合金电镀工艺研究", 《表面技术》 *
王亚雄等: "甲基磺酸盐在可焊性锡及锡基合金镀层中的应用", 《云南冶金》 *
祥原工业原料股份有限公司: "高速锡铋合金电镀PF-05M电镀工程", 《道客巴巴HTTP://WWW.DOC88.COM/P-597146920531.HTML》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106825981A (zh) * 2017-01-12 2017-06-13 江苏兴达钢帘线股份有限公司 用于太阳能电池的导电焊丝及其制备方法
CN106825981B (zh) * 2017-01-12 2019-05-24 江苏兴达钢帘线股份有限公司 用于太阳能电池的导电焊丝的制备方法
CN109023496A (zh) * 2018-06-26 2018-12-18 南通汇丰电子科技有限公司 一种用于控制电镀锡铋合金的方法及系统
CN109742196A (zh) * 2018-12-22 2019-05-10 中智(泰兴)电力科技有限公司 一种单晶硅异质结太阳电池的低温焊接方法
CN112323105A (zh) * 2020-11-13 2021-02-05 中山品高电子材料有限公司 一种防止镀层剥离的电镀工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3108006A (en) Plating on aluminum
CN101243211B (zh) 用于电镀的镁基材的预处理
CN105696040A (zh) 一种锡铋合金电镀工艺
Suh et al. Effects of plating parameters on alloy composition and microstructure of Sn–Bi electrodeposits from methane sulphonate bath
JP5101798B2 (ja) 表面処理Ａｌ板
HU202936B (en) Process for producing more-layer metal coating on surface of objects made of aluminium- or aluminium alloy
US6555170B2 (en) Pre-plate treating system
WO2017155469A1 (en) Semiconductor device and method of manufacture
JP2008248332A (ja) Ｓｎめっき条及びその製造方法
JP4465068B2 (ja) 銀−錫合金めっき層の形成方法
CN103540978B (zh) 一种碱性无氰电镀Ag-Ni合金的方法
CN104928734B (zh) 钢铁件无氰电镀锡青铜的方法
JP2006206977A (ja) ハンダ性に優れた表面処理Ａｌ板
KR930006103B1 (ko) 인쇄회로용 전해동박 및 그 제조방법
JP3545549B2 (ja) 電気・電子回路部品
US2791553A (en) Method of electroplating aluminum
Jordan Electrodeposition of Tin-Lead Alloys
CN114807918A (zh) 金属置换处理液、铝或铝合金的表面处理方法
JP4888992B2 (ja) 表面処理Ａｌ板の製造方法
US2966448A (en) Methods of electroplating aluminum and alloys thereof
CN112376095A (zh) 一种防止高温融锡的电镀工艺
CN104152952A (zh) 一种高性能无氰镀银预镀液
DK3084043T3 (da) Fremgangsmåde til elektrolytisk overflademodifikation af flade metal-arbejdsemne i kobber-sulfat behandlingsvæske indeholdende sulfatmetalater
EP2157212A2 (en) Surface Treatment Method For Housing
KR100728550B1 (ko) 알루미늄재로 된 전기전자용 리드선재의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160622

RJ01 Rejection of invention patent application after publication