电镀铜锡合金工艺简介
电镀铜锡合金工艺
电镀铜锡合金工艺现代电镀网讯：一、工艺介绍铜锡合金是广泛采用的优良的代镍镀层，它具有孔隙率低、耐蚀性好、容易抛光和直接套铬等优点。
铜锡合金也叫青铜。
根据锡的含量可分为三类：低锡青铜、中锡青铜和高锡青铜。
目前工业上常用的青铜镀液有氰化物镀液和无氰镀液。
氰化物镀液的均镀能力和分散能力好，镀层的色泽和成分容易控制，得到的铜锡合金镀层结晶细致，结合力好，孔隙率低，抗蚀性强。
含锡15%以下为低锡青铜，常用于装饰性镀层的底层或中间层;中锡青铜的含锡量为15%～30%，它的硬度比低锡青铜搞，可以做保护装饰性镀层的底层，但不宜做表面镀层;含锡超过40%的称为高锡青铜，在空气中稳定性好，具有良好的钎焊能力和导电能力，可以用来代替镀镍或镀铬。
二、工艺流程手动清洗电解除油水洗水洗酸洗水洗水洗碱性中和镀铜锡合金水洗水洗钝化水洗热水洗三、工艺参数1氰化亚铜 20～30g/l2锡酸钠 60～70g/l3游离氰化钠 3～4g/l4氢氧化钠 25～30g/l5 PH值 12.0-12.56温度 50～60℃7阴极电流密度 1.0～1.5A/dm2四,操作规程及注意事项1、镀前检验镀件尺寸，机加工表面状况，根据镀层厚度准确计算电镀时间。
2、控制好镀液工作条件，勤观察，注意温度变化，液位变化。
仔细操作，如实填写操作记录。
根据化验结果补加药水,校正电镀液。
3、镀后检查镀层质量、尺寸，清洗干净，丝牙、内孔等部位防锈保护。
工件打操作钢号，边角除毛刺。
4、如果酸液溅在皮肤上，应立即用清水冲洗。
5、场地打扫干净，器具摆放整齐。
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PCB电镀铜锡工艺资料
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电镀铜溶液的控制
n 赫尔槽试验(Hull Cell Test)
n仅高电流密度区烧焦,试片的其它区域仍然正常----Copper Gleam 125T-2(CH) Additive 低 n改正方法:添加1ml/l Copper Gleam 125T-2(CH) Additive
: 濃度太低，Байду номын сангаас液導電性差，鍍液分 散能力差。
濃度太高，降低Cu2+的遷移率，電流 效率反而降低，❹對銅鍍層的延伸 率不利。
: 濃度太低，鍍層出現台階狀的粗糙 鍍層，易出現針孔和燒焦；濃度太 高，導致陽極鈍化，鍍層失去光澤 。
: （後面專題介紹）
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操作條件對酸性鍍銅效果的影響
溫度
溫度升高，電極反應速度加快，允許電流密度提高，鍍 層沉積速度加快，但加速添加劑分解會增加添加劑消耗，鍍層結 晶粗糙，亮度降低。
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电镀铜溶液的控制
n 赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
阴极-
阳极+
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电镀铜溶液的控制
n 赫尔槽试验(Hull Cell Test)参数
n — 电流: 2A n — 时间: 10分钟 n — 搅拌: 空气搅拌 n — 温度: 室温
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电镀铜溶液的控制
n 赫尔槽试验(Hull Cell Test)
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电镀铜溶液和电镀线的评价
n 热冲击测试
测试步骤
(1) 裁板16""x18"’ (2) 进行钻孔； (3) 经电镀前处理磨刷； (4) Desmear + PTH + 电镀； (5) 经电镀后处理的板清洗烘干； (6) 每片板裁上、中、下3小片100mm x 100mm测试板；
电镀铜工艺-专业介绍
02 电镀铜工艺流程
前处理
01
02
03
表面清洁
去除工件表面的油污、锈 迹和杂质，确保工件表面 干净。
表面粗化
通过物理或化学方法对工 件表面进行粗化处理，增 加表面能，提高镀层附着 力。
敏化处理
在工件表面形成一层敏化 膜，提高工件与镀层的结 合力。
电镀铜
电解铜沉积
在电场作用下，铜离子在 工件表面还原成金属铜， 形成电镀层。
研究电镀铜层的微观结构和性能，以优化电镀铜工艺，提高镀层质量。
环保型电镀铜技术的推广与应用
推广无氰、低氰、低毒的电镀铜工艺，减少对环 境的污染和危害。
研发可回收再利用的电镀铜技术，降低资源消耗 和生产成本。
探索生物可降解的电镀铜添加剂，实现绿色环保 的生产方式。
电镀铜与其他表面处理技术的结合与创新
氰化电镀铜溶液含有剧毒的氰化物，需要严格的安全措施和废水处理。
焦磷酸盐电镀铜
焦磷酸盐电镀铜具有镀层均匀、 整平性好、结晶细致等特点，适
用于装饰性和功能性电镀。
适用于钢铁、锌合金、铝合金等 基材的电镀，具有良好的结合力
和耐腐蚀性。
焦磷酸盐电镀铜溶液稳定性较好， 但溶液成分复杂，维护成本较高。
预镀镍-铜-镍三层电镀
电镀铜工艺-专业介绍
目 录
• 电镀铜工艺简介 • 电镀铜工艺流程 • 电镀铜的种类与特性 • 电镀铜的环保问题与对策 • 电镀铜的发展趋势与未来展望
01 电镀铜工艺简介
电镀铜的定义
电镀铜是一种通过电解方法在金 属表面沉积一层铜的工艺过程。
电镀铜工艺利用电解池原理，通 过铜离子在阴极上还原成铜，形
成致密的铜镀层。
电镀铜层具有良好的导电性、耐 腐蚀性和装饰性，广泛应用于电 子、通讯、航空航天电子产品制造
电镀工艺详述
第一章电镀概论1 电镀定义电镀为电解镀金属法的简称。
电镀是将镀件（制品），浸于含有欲镀上金属离子的药水中并接通阴极，药水的另一端放置适当阳极（可溶性或不可溶性），通以直流电后，镀件的表面即析出一层金属薄膜的方法。
2 电镀基本五要素1)阴极：被镀物，指各种接插件端子。
2)阳极：若是可溶性阳极，则为欲镀金属。
若是不可溶性阳极，大部分为贵金属（白金，氧化铱）。
3)电镀药水：含有欲镀金属离子的电镀药水。
4)电镀槽：可承受、储存电镀药水的槽体，一般考虑强度，耐蚀，耐温等因素。
5)整流器：提供直流电源的设备。
3 电镀目的1)镀铜：打底用，增进电镀层附着能力，及抗蚀能力。
2)镀镍：打底用，增进抗蚀能力。
3)镀金：改善导电接触阻抗，增进信号传输。
4)镀钯镍：改善导电接触阻抗，增进信号传输，耐磨性比金佳。
5)镀锡：增进焊接能力，提升基材抗氧化能力。
4 电镀流程（一般铜合金底材如下，未含水洗工程）1)除油：通常同时使用碱性溶液除油或者电解除油。
2)活化：使用稀硫酸或相关的混合酸。
3)镀镍：使用硫酸镍系及氨基磺酸镍系。
4)镀钯镍：目前皆为氨系。
5)镀金：有金钴，金镍，金铁，一般使用金钴系最多。
6)镀锡：硫酸亚锡体系、甲基磺酸体系。
7)干燥：使用热风循环烘干。
8)封孔处理：采用溶液浸泡，提升抗氧化能力，有使用水溶型及溶剂型两种。
5 电镀药水组成1)纯水：总不纯物至少要低于5ppm。
2)金属盐：提供欲镀金属离子。
3)阳极解离助剂：增进及平衡阳极解离速率。
4)导电盐：增进药水导电度。
5)添加剂：有缓冲剂、光泽剂、平滑剂、柔软剂、湿润剂、抑制剂等等。
一般起到均匀镀层，提升亮度、结合力的效果。
6 电镀条件1)电流密度：单位电镀面积下所承受的电流，通常电流密度越高膜厚越厚，但是过高时镀层会烧焦粗燥。
2)电镀位置：镀件在药水中位置，与阳极相对位置，会影响膜厚分布。
3)搅拌状况：搅拌效果越好，电镀效率越高，有空气，水流，阴极摆动等搅拌方式。
电镀铜锡合金
• 低锡青铜含锡质量分数在8%~15%，镀层呈黄色，对钢铁 基体为阴极镀层，硬度较低，有良好的抛光性，在空气中 易氧化变色而失去光泽，因此表面必须套铬，套铬后有很 好的耐蚀性，是优良的防护装饰性底镀层或中间镀层。低 锡青铜现已广泛应用于日用五金、轻工、机械，仪表等工 业中。
• 中锡青铜含锡质量分数为15%~40%，镀层呈金黄色。其硬 度和耐蚀性介于低锡于高锡之间，光亮金黄色镀层通常含 30%~35%的锡。中锡青铜套铬时容易发光和色泽不均匀， 故在工业上应用不多。
阳极的影响
电镀低锡青铜多用铜锡合金可溶性阳极，其阳极溶解曲线比 较复杂。当电解液中的铜含量为18.4g/L锡28g/L、游离氰化钾 27.2g/L，游离氰化钠13.2g/L时，测得的合金阳极极化曲线如 图7-13所示。 在ab段电位下，铜以一价铜离子形式进入溶液，而锡则 以二价锡离子形式溶解哦i，随电流密度升高，电位上升至某 数值，出现电位第一次突跃，在bc段电位下，铜一一价，锡 以四价形式溶解，这时阳极上出现黄绿色的膜，此时阳极处 于半钝化状态。
改变电解液中金属离子的总浓度（金属离子浓度 比不变），对合金镀层成分的影响不大，它主要 影响阴极的电流效率。当总浓度提高时，阴极的 电流效率有所提高，但总浓度不能过高，否则镀 层结晶粗糙。 电解液中铜和锡的含量比，对合金镀层成分影响 较大，如图7-8。通常降低电解液中铜与锡的含量 比，镀层中铜含量下降，而锡含量升高。这是因 为含金沉积的阴极极化增大，使沉积电位向负方 向偏移，有利于锡的析出，因而，合金中锡的含 量升高。为了获得含锡量为10－15％的低锡铜合 金，电解液中应维持Cu：Ｓｎ为３：1。
电镀铜基合金
电镀铜-锡合金
电镀铜基合金
• 概述 电镀铜合金可以提高硬度（如作为装饰性的仿古镀 层，仿金镀层等）以及获得其他特殊的性能。 • 电镀铜合金在生产中应用较多的为 铜锌（黄铜）、铜锡合 金（青铜）和仿金镀层。
电镀铜(锡)工艺
大多数化学品具有 某些化学品具有
当混合某些化学品时
当干燥或混合某些化学品时
“如有疑问需查证 ”
通孔横截面模型
盲孔横截面模型
电镀铜工艺
铜的特性
– 铜,元素符号Cu,原子量63.5,密度8.89克/立方厘米,Cu2+的电化当
量1.186克/安时.
– 铜具有良好的导电性和良好的机械性能. – 铜容易活化,能够与其他金属镀层形成良好的金属--金属间键合
对镀铜液的基本要求
（1）有良好的分散能力和深鍍能力，即使在很低的電流 密度下，也能得到均勻細致的鍍層，以保證在印制 板的板厚孔徑比較大時，仍能達Ts:Th接近1：1。 （2）電流密度範圍寬，如在赫爾槽2A下，全板鍍層均勻 一致。 （3）鍍液穩定，便于維護，對雜質的容忍性高，對溫度 的容忍性高。 （4）鍍液對覆銅箔板無傷害
2Cu+ Cu2+ + Cu Cu2O + H2O
酸性鍍銅液各成分及特性簡介
酸性鍍銅液成分
— 硫酸銅（CuSO4.5H2O) — 硫酸 (H2SO4)
— 氯離子（Cl-) — 添加劑
酸性鍍銅液各成分功能
— CuSO4.5H2O ：主要作用是提供電鍍所需Cu2＋及提高導電能力 — H2SO4 — Cl— 添加劑 ：主要作用是提高鍍液導電性能，提高通孔電鍍的均勻性。 ：主要作用是幫助陽極溶解，協助改善銅的析出，結晶。 ：主要作用是改善均鍍和深鍍性能，改善鍍層結晶細密性。
比無氧銅低50mv-80mv)不會導致陽极純化。 — 陽极膜會使微小晶粒從陽級脫落的現象大大減少 — 陽极膜在一定程度上阻止了銅陽极的過快溶解
电镀铜阳极表面积估算方法
圆形钛篮铜阳极表面积估算方法
电镀白铜锡配方
电镀白铜锡配方概述电镀白铜锡是一种常用的表面处理技术，它能够为材料表面提供一层美观、耐腐蚀的镀层。
本文将深入探讨电镀白铜锡配方的制备方法、工艺参数以及镀层的性能等相关内容。
电镀白铜锡配方的制备方法材料准备•白铜：铜和锌的合金，一般含有60%的铜和40%的锌。
•锡盐：如硫酸亚锡、氯化亚锡等。
•酸性添加剂：如硫酸、酒石酸等。
•表面活性剂：如十二烷基硫酸钠等。
配方制备步骤1.将适量的白铜加入适量的水中，加热至溶解。
一般情况下，溶解温度为80°C左右。
2.在白铜溶液中加入适量的锡盐，搅拌均匀。
3.在锡盐溶液中加入适量的酸性添加剂，调节pH值。
一般情况下，pH值控制在1.5-2.0之间。
4.在溶液中加入适量的表面活性剂，增加润湿性和分散性。
5.搅拌溶液，使所有成分充分混合，即得到白铜锡电镀液。
电镀白铜锡的工艺参数温度电镀温度是影响镀层性能的重要因素。
一般情况下，电镀白铜锡的温度控制在40-60°C之间。
电流密度电镀时的电流密度决定了电镀速度和镀层的厚度。
较高的电流密度会加快电镀速度，但也容易导致不均匀的镀层。
一般情况下，电流密度控制在1-5 A/dm²之间。
时间电镀时间与电镀层的厚度直接相关。
较长的电镀时间会得到较厚的镀层，但过长的时间可能导致镀层粗糙。
一般情况下，电镀时间控制在5-20分钟之间。
搅拌速度搅拌速度对液体中的成分均匀分布起到重要作用。
合适的搅拌速度可以保持液体的均匀性，获得均匀且致密的镀层。
一般情况下，搅拌速度控制在100-200转/分钟之间。
电镀白铜锡镀层的性能外观良好的电镀白铜锡应具有光亮度高、颜色均匀的特点，表面不应有明显的气泡、缺陷和污染。
耐腐蚀性白铜锡镀层应具有良好的耐腐蚀性能，能够在腐蚀介质中保护基材不被腐蚀。
黏附力白铜锡镀层应具有良好的黏附力，能够牢固地附着在基材表面，不易剥落。
密度高质量的白铜锡镀层应具有较高的密度，能够提供良好的屏蔽性能和导电性能。
电镀铜锡合金
电镀铜锡合金在现代工业中，电镀技术被广泛应用于各个领域，其中电镀铜锡合金也是一种常见的技术。
电镀铜锡合金是一种通过电化学方法在材料表面制备铜锡合金涂层的过程。
它具有优良的机械性能、导电性能和耐腐蚀性能，因此被广泛用于电子、汽车和航空等领域。
首先，让我们了解一下电镀铜锡合金的制备过程。
它通常分为预处理、电解槽和后处理三个步骤。
在预处理阶段，需要对基材表面进行清洁和活化处理，以确保涂层的附着力和质量。
然后基材被放置在电解槽中，与含有铜和锡离子的电解液接触。
通过施加恒定的电流或电压，铜和锡离子将在基材表面还原，形成铜锡合金涂层。
最后，在后处理环节中，采用退火、抛光和封闭等方法来提高涂层的质量和外观。
电镀铜锡合金涂层具有许多优良的性能。
首先，由于铜和锡的特殊属性，电镀铜锡合金涂层既具有铜的导电性能，又具有锡的耐腐蚀性能。
这使得它成为电子产业中理想的导电涂层。
其次，铜锡合金的硬度和抗磨性都相对较高，这使得电镀铜锡合金涂层能够提供更长久的使用寿命。
此外，电镀铜锡合金还具有良好的耐热性和焊接性能，这使得它在汽车和航空等领域得到广泛应用。
然而，电镀铜锡合金也存在一些挑战和问题。
首先，由于铜和锡的价格相对较高，电镀铜锡合金涂层的成本也相对较高。
因此，在一些应用领域中，寻找代替材料成为一种趋势。
其次，电镀铜锡合金涂层的均匀性和致密性也是一个关键问题。
如果涂层中存在孔洞或裂纹，将会导致涂层和基材之间存在接触不良和腐蚀的风险。
为了克服这些问题，科学家们正在努力研究和改进电镀铜锡合金涂层技术。
他们致力于寻找更加环保和节能的电解液配方，以减少成本和环境影响。
同时，他们还在研究新的电镀工艺和设备，以提高涂层的均匀性和质量。
此外，一些新型的涂层技术，如物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等，也被引入到电镀铜锡合金涂层的制备中，以满足不同领域的需求。
总结起来，电镀铜锡合金是一种重要的电镀技术，具有广泛的应用前景。
随着科学技术的进步和工艺的改善，电镀铜锡合金涂层将在更多领域中发挥重要作用。
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电镀铜锡合金工艺简介
现代电镀网讯：
众所周知，锡铅(Sn-Pb)合金焊料能优异，在电子元器件的组装领域得广泛应用。
但是，非常遗憾的是Sn-Pb中的铅对于环境和人体健康有害，限制使用含铅电子材料的活动已正式启动。
在欧洲欧洲委员会已提出电子机器弃物条令案的第3次草案明文规定，在2004年的废弃物中严禁有铅Pb、镉Cd、汞Hg和6价铬Cr等有害物质。
在亚洲的日本于1998年已制定出家电产品回收法案，从2001年开始生产厂家对已使用过的废弃家电产品履行回收义务。
根据这一法案，日本各个家电·信息机器厂家开始励行削减铅使用量的活动。
在这样的背景下，强烈要求开发无铅焊接技术和相应的锡铜Sn-Cu合金电镀技术。
无铅焊料电镀技术要求
关于无铅焊料电镀层和电解液，除了不允许使用含铅物质之外比较难于实现的是要求与以往一直使用的Sn-Pb电镀层有同样的宝贵特性。
具体要求的性能，如下所述：(1)环境安全性——不允许有像铅Pb等有害人体健康和污染环境的物质;(2)析出稳定性——获得均匀的外表面和均匀的合金比例;(3)焊料润湿性——当进行耐热试验和高温、高湿试验后，焊料的润湿性仅允许有很小程度的劣化;(4)抑制金属须晶产生;(5)焊接强度粘着性——同焊料材料之间接合可靠性;(6)柔韧性——不发生断裂;(7)不污染流焊槽;(8)低成本;(9)良好的可作业性——主要是指电解容易管理;(10)长期可靠性——即使是长期使用电解液，也能保证电镀层稳定;(11)排水处理——不加特殊的螯合剂(Chelate)，可利用中和凝聚沉淀处理方法清除重金属。
在选择无铅焊料电镀技术时，应当综合分析权衡上述诸多因素，选Sn-Pb电镀性能的无铅焊料电镀技术，选择Sn-Cu(合金焊料)电解液的原因作为无铅焊料电镀技术，现已研究很多种，诸如，试图以Sn-Zn、Sn-Bi、Sb-Ag和Sn-Cu电镀取代一直使用的Sn-Pb电镀。
然而，这些无铅电镀技术也是各有短、长，并非十全十美。
例如，Sn电镀的优点是低成本，确有电子元器采用电镀锡的力方法，因为是单一金属锡，当然不存在电镀合金比率的管理问题。
可是，Sn电镀的缺点突出，如像产生金属须晶(Whisker)而且焊料润湿性随时间推移发生劣化。
Sn-Zn电镀的长处于在成本和熔点低，美中不足是大气中焊接困难，必须在氮气中实现焊接。
Sn-Bi电镀的优势是熔点低而且焊料润湿性优良，其劣势也不胜枚举：因为Bi是脆性金属，含有Bi的Sn-Bi镀层容易发生裂纹，而且组装后的器件引线和电路板焊接界面剥(L iftoff)，更麻烦的是电解液中的Bi3+离子在Sn-Bi合金阳极或电镀层上置换沉积。
Sn-Ag 电镀的优点是接合强度以及耐热疲劳特性都非常好，缺点是成本高，也存在Sn-Ag阳极和S n-Ag镀层上出现Ag置换沉积现象。
上述的无铅电镀技术都有优异的特性，同时也存在很多有待进一步研究的课题，实用化为时尚早。
为此，日本上村工业公司认为Sn-Cu电镀最有希望取代Sn-Pb电镀，可以发展成实用化技术，于是决定开发Sn-Cu电解液。
关于Sn-Cu电镀层特性，它除了熔点稍许偏高(S n-Cu共晶温度227℃)之外，润湿性良好。
成本低，对流焊槽无污染，而且可抑制金属须晶生成。
Sn-Cu合金焊料的开发Sn/Sn2+的标准电极电位是-0.136Vvs.SHE(25℃)，然而Cu/Cu2+是+0.33V，两者之间的电位差比较大，在—般的单纯盐类电解液里，铜Cu很容易优先析出。
而且，当用可溶性Sn阳极或者Sn-Cu合金阳极的时候，由于电解液中的Cu2+离子和阳极的Sn之间置换反应产生析出沉表1标准电解液和作业条件(获得sn-lwt%Cu镀层的情况积。
因此，把电解液中的Sn2+和Cu2+的析出电位搞得相接近，需要有抑制铜Cu优析出的络合剂。
通过研究各种各样的络合剂，最后终于找到Sn-Cu电解液配方，它能使Sn和Cu形成合金并可抑制在铜Cu阳极上的置换沉积。