电镀锡及锡合金
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电镀锡锌和锡锌锑合金工艺规范
表 8－16 锡 锌 合 金 电 镀 工 艺 规 范
Hale Waihona Puke 成分及操作条件硫氯硫氯柠硫柠柠醋ED酸化酸化酸檬檬酸檬TA亚亚锌锌铵酸酸铵酸/g锡锡ZC(钠铵NZN·n6LHnSSHN(HC-NS41nna84ClOHOSC2)3/2HCO4gl7S4·2·)36·7O4·3HCLH/2CHg4-2OH51/6·O2OgLHOO2·/O7-Lg5//1·Ogg2/·-g1L··H7LL·/-L1g2--O11·-1L/g-1·L-1 E添D加TA剂-N①a/m2/gL··LL--11 稳定剂WDZ－1②/mL·L-1 光亮剂WDZ－2②/mL·L-1 添加剂SN－1③/mL·L-1 三乙醇铵/mL·L-1 甲甲甲十烷烷烷二磺磺磺胺酸酸酸(含锡锌C8HmSZ3nLnS((环OCC3HH氧H33/SS乙gOO·L烷33))-122)///ggg···LLL---111 焦酒硫氟明磷石酸化胶酸酸肼铵/g·钾锑HNLH2-1钾KN44F·KPN/g2SHO·bL27C·/-Hg14·H2LS4-OO1 46/·g1·/L2H-12O/g·L-1 PH值 温度/℃ 阴极电流密度/A·dm-2 镀层Zn含量/%
200~300 0.2~1.0 10~15
3~5 0.1~0.5 7.2~7.8 15~25 90A/桶~150A/桶
25
1~30 15~20
96%Sn-2%Zn-2%Sn
①哈尔滨工业大学研制；②武汉大学 研制；③南京航空航天大学研制。 3
配方5的溶液配制方法：
分别将焦磷酸钾、氟化铵倒入槽中，加人约为1／2镀槽容 积的热水使其完全溶解， 再依次加入已溶解好的氯化亚锡、 硫酸锌和酒石酸锑钾，充分搅拌均匀；将硫酸肼用沸水溶 解后加入槽中；加入 碱化明胶；最后用水稀释槽液至规定 体积，调整pH值后，试镀合格即可生产。碱化明胶的配制： 用200mL水浸 泡1g明胶1h，然后加入30％~40％的碱液约 lmL，加热煮沸至完全溶解，待冷却后用磷酸调节pH值至 3~4。
PCB电镀焊料(锡铅合金)工艺介绍
1．作用和特性焊料（60％）的锡和40％的铅）镀层应具有双重目的。
它既用来作为金属抗蚀层，也用来作为以后要焊接元、器件的可焊性基体。
因为这种镀出的合金近于锡/铅的低共熔点（63的锡/37的铅，熔点为367℉）；因此它是很容易热熔的，这就使得它很可焊。
大多数PCB制造厂商，要电镀金属化孔。
当为了保证焊接一致而要求合金成分不变时，就采用焊料镀层。
美国军用技术规范"MIL-P-81728，电镀锡-铅"指出：除非另有规定，电子元、器件（PCB，尤其是那些用金属化孔互连的、接线柱和空心铆钉的）用的锡/铅镀层的厚度，当以至少相隔0.1 英寸的四点测量时，平均最小厚度应为0.0003英寸（0.3毫英寸）MIL-STD-202的方法208叙述了一个用来确定镀层可焊性的机理。
要得到认可，测试时，镀层应很容易和完全被焊料所覆盖。
电镀锡铅金一般采用氟硼酸盐镀液，这与镀液具有的成份简单、阴极和阳极电流效率高，可以获得含锡、铅为任何比例的合金镀层有关。
锡铅合金电镀镀液主要由氟硼酸锡、氟硼酸铅、氟硼酸和添加剂所组成。
金属的氟硼酸盐可以买到浓液，然后再用水稀释到所要求的金属含量。
下表列出了可以买到的浓缩液的金属含量，配成镀液的各种含量列在下表中，其中有金属化孔电镀用的高分散性镀液配方。
1）镀液各组分的作用：氟硼酸亚锡和氟硼酸铅是金属的来源。
镀液金属组分的变化，将会影响合金淀积层的成分。
锡和铅金属浓液的组成焊料（60%Sn，40%Pb）电镀槽液的技术规范配制100加仑标准槽液先在热水中溶解硼酸，再加到镀槽中。
在冷水中先使胨溶胀，然后将水加热，同时强力搅拌。
应先将氟硼酸加到水中，然后再加入硼酸和金属盐浓液。
标准槽液的组成配制高分散性槽液配方操作条件高分散性槽液配方：这种镀液具有分散能力高、覆盖能力好、镀液成份简单、维护方便，成本低，热熔时的润湿性能好等伏点。
缺点是镀层较软，易在生产过程中划痕。
通过热熔可以改变晶体结构，提高镀层的抗蚀性能。
电镀锡
因此而遭到破坏。 后改用 湍流冲 洗 ：自制水 嘴一个 ，进水 口连接 自来 水胶 管 ，打
开 阀门进水后 湍流射 出 ，在 猛烈冲洗 下使残 留在工件 的孔 隙、狭缝
内的溶液充分排挤 出来 。
一选 热 帖 精
出现锈 迹 的原 因？
ｌｉ ｎ ｉｎ ｘ ｗｅ ：在 电化学 中，锡 的标准 电位 比铁正 ，钢铁 件镀锡属 阴极性镀层 ，只 有在镀层无孔 隙的条件下 才 能有效地保护基体 不受腐 蚀 ，但这往往做 不到 ，特别是在高 电流密度 下所获 得的镀 层更是如此 ，故钢铁件镀锡
入。
净 化 处理 ，使 溶液 中过 高 的 有机
杂 质 及 时 除去 。具 体 做 法 ：先用 活 性 炭 吸 附 ，然后 进 行 过 滤 ，经
调 整成 分并 短 时 间 电解 处理 之后 即可使用。
由此可见 ，镀锡工艺 中保持阳极纯度的重要性。
锡阳极 的纯度 应不低于９ ．％，否则 除易引起钝 化之外 ，还 会污 ９９
问题 六：镀 层 出现黄膜 的原 因？
ｌｉ ｎ ｉｎ ｘ ｗｅ ：锡层 表面有黄膜 ，不是成 片的 ，而多在 工件的盲孔、
狭缝 口等部位 。这显 然与镀 后处理有 关 ，工件 表面未 曾充分清 洗干
因此 ，硫 酸 盐镀 锡 溶 液 中硫 酸 浓 净 ，使 这一部 位镀层 遭到氧 化 ，出现 黄色膜层 。黄膜 除严重 影响外 观之外 ，还会影响镀层 的可焊性 。 度 的控 制是十分重要 的。 这一批 工件采 取洗刷 方法 处理 故 障 ，但锡 层表面 的 自然 光泽也
问题 五：镀 层 光亮度差 的原 因？
ｌｉ ｎ ｉｎ ｘ ｗｅ ：镀锡 层 表面 光 亮度 差 的原 因众 多 ，如 溶液 中光亮 剂 时 。硫 酸 的存在 可 抑 制二 价 锡离 子 的 氧 化 、促 使镀 液 稳 定 、有 利 于提 高 镀 少 ，溶 液温 度 过 高 ，主盐 浓 度过 高 等 ，但 某 次 实例是 由于镀 层过 由基底 映出） 。后经 焊接试验得到证 实，因为可焊性也 液 的 导 电能 力和 均 镀 能 力、 改 善 阴极 薄 ，颜色发青（ 极 化 、促 使 镀层 结 晶 细密 以及 能加 速 很 差。 锡 层在锡 与底 层铜 的界 面上会 互相渗 透 ，形成 熔点 温度 比锡 高 阳极 化 学 溶 解 、 提 高 阳 极 电流 效 率 等 ，但 也要 防止 含 量 过 高 ，否 则会 影 的合金 扩散层 ，在此 扩散层 之外 的镀 层若过 薄 ，尤其 低于３～４ｕｍ 时 ，是难 以焊 接的。经 增加镀 层厚度 之后 ，镀层 的光 亮度 有很 大提 Ⅱ 阴 极 电流 效率 ，而 且污 水 处理 负担 向
开 阀门进水后 湍流射 出 ，在 猛烈冲洗 下使残 留在工件 的孔 隙、狭缝
内的溶液充分排挤 出来 。
一选 热 帖 精
出现锈 迹 的原 因？
ｌｉ ｎ ｉｎ ｘ ｗｅ ：在 电化学 中，锡 的标准 电位 比铁正 ，钢铁 件镀锡属 阴极性镀层 ，只 有在镀层无孔 隙的条件下 才 能有效地保护基体 不受腐 蚀 ，但这往往做 不到 ，特别是在高 电流密度 下所获 得的镀 层更是如此 ，故钢铁件镀锡
入。
净 化 处理 ，使 溶液 中过 高 的 有机
杂 质 及 时 除去 。具 体 做 法 ：先用 活 性 炭 吸 附 ，然后 进 行 过 滤 ，经
调 整成 分并 短 时 间 电解 处理 之后 即可使用。
由此可见 ，镀锡工艺 中保持阳极纯度的重要性。
锡阳极 的纯度 应不低于９ ．％，否则 除易引起钝 化之外 ，还 会污 ９９
问题 六：镀 层 出现黄膜 的原 因？
ｌｉ ｎ ｉｎ ｘ ｗｅ ：锡层 表面有黄膜 ，不是成 片的 ，而多在 工件的盲孔、
狭缝 口等部位 。这显 然与镀 后处理有 关 ，工件 表面未 曾充分清 洗干
因此 ，硫 酸 盐镀 锡 溶 液 中硫 酸 浓 净 ，使 这一部 位镀层 遭到氧 化 ，出现 黄色膜层 。黄膜 除严重 影响外 观之外 ，还会影响镀层 的可焊性 。 度 的控 制是十分重要 的。 这一批 工件采 取洗刷 方法 处理 故 障 ，但锡 层表面 的 自然 光泽也
问题 五：镀 层 光亮度差 的原 因？
ｌｉ ｎ ｉｎ ｘ ｗｅ ：镀锡 层 表面 光 亮度 差 的原 因众 多 ，如 溶液 中光亮 剂 时 。硫 酸 的存在 可 抑 制二 价 锡离 子 的 氧 化 、促 使镀 液 稳 定 、有 利 于提 高 镀 少 ，溶 液温 度 过 高 ，主盐 浓 度过 高 等 ，但 某 次 实例是 由于镀 层过 由基底 映出） 。后经 焊接试验得到证 实，因为可焊性也 液 的 导 电能 力和 均 镀 能 力、 改 善 阴极 薄 ，颜色发青（ 极 化 、促 使 镀层 结 晶 细密 以及 能加 速 很 差。 锡 层在锡 与底 层铜 的界 面上会 互相渗 透 ，形成 熔点 温度 比锡 高 阳极 化 学 溶 解 、 提 高 阳 极 电流 效 率 等 ，但 也要 防止 含 量 过 高 ，否 则会 影 的合金 扩散层 ，在此 扩散层 之外 的镀 层若过 薄 ，尤其 低于３～４ｕｍ 时 ，是难 以焊 接的。经 增加镀 层厚度 之后 ，镀层 的光 亮度 有很 大提 Ⅱ 阴 极 电流 效率 ，而 且污 水 处理 负担 向
电镀锡及锡合金
在发动机和燃油系统中使用电镀 锡及锡合金，可以防止高温和腐 蚀环境对部件的损害。
建筑行业
屋顶和墙面防腐蚀
在建筑物的屋顶和外墙上使用 电镀锡及锡合金，可以起到防 腐蚀的作用，延长建筑的使用 寿命。
管道连接
在建筑管道系统中，使用电镀 锡及锡合金作为连接材料，具 有优良的防腐蚀和密封性能。
门窗配件
门窗的五金配件如锁、铰链等 使用电镀锡及锡合金，可以提 高其耐腐蚀性和美观度。
THANK YOU
感谢聆听
用途
电镀锡及锡合金主要用于保护金属表 面免受腐蚀，提高导电性能，实现美 观的外观效果，以及在电子行业中作 为焊接材料等。
电镀锡及锡合金的生产工艺流程
流程
电镀锡及锡合金的生产工艺流程主要包括前处理、电镀、后 处理等步骤。前处理包括除油、除锈、活化等，电镀包括镀 液配制、通电沉积等，后处理包括钝化、干燥等。
对未来研究的建议和展望
01
02
03
04
进一步研究合金元素在电镀锡 及锡合金中的作用机制，以提 高镀层性能。
进一步研究合金元素在电镀锡 及锡合金中的作用机制，以提 高镀层性能。
进一步研究合金元素在电镀锡 及锡合金中的作用机制，以提 高镀层性能。
进一步研究合金元素在电镀锡 及锡合金中的作用机制，以提 高镀层性能。
市场现状
全球电镀锡及锡合金市场规模稳定增长，市场需求 持续扩大。
不同地区的市场需求存在差异，发展中国家市场需 求增长较快。
电镀锡及锡合金在汽车、电子、建筑和家电等领域 应用广泛。
发展趋势
02
01
03
技术创新推动产业升级，提高产品质量和降低成本。
环保法规趋严，推动电镀锡及锡合金行业绿色发展。
建筑行业
屋顶和墙面防腐蚀
在建筑物的屋顶和外墙上使用 电镀锡及锡合金，可以起到防 腐蚀的作用，延长建筑的使用 寿命。
管道连接
在建筑管道系统中，使用电镀 锡及锡合金作为连接材料，具 有优良的防腐蚀和密封性能。
门窗配件
门窗的五金配件如锁、铰链等 使用电镀锡及锡合金，可以提 高其耐腐蚀性和美观度。
THANK YOU
感谢聆听
用途
电镀锡及锡合金主要用于保护金属表 面免受腐蚀，提高导电性能，实现美 观的外观效果，以及在电子行业中作 为焊接材料等。
电镀锡及锡合金的生产工艺流程
流程
电镀锡及锡合金的生产工艺流程主要包括前处理、电镀、后 处理等步骤。前处理包括除油、除锈、活化等，电镀包括镀 液配制、通电沉积等，后处理包括钝化、干燥等。
对未来研究的建议和展望
01
02
03
04
进一步研究合金元素在电镀锡 及锡合金中的作用机制，以提 高镀层性能。
进一步研究合金元素在电镀锡 及锡合金中的作用机制，以提 高镀层性能。
进一步研究合金元素在电镀锡 及锡合金中的作用机制，以提 高镀层性能。
进一步研究合金元素在电镀锡 及锡合金中的作用机制，以提 高镀层性能。
市场现状
全球电镀锡及锡合金市场规模稳定增长，市场需求 持续扩大。
不同地区的市场需求存在差异，发展中国家市场需 求增长较快。
电镀锡及锡合金在汽车、电子、建筑和家电等领域 应用广泛。
发展趋势
02
01
03
技术创新推动产业升级，提高产品质量和降低成本。
环保法规趋严，推动电镀锡及锡合金行业绿色发展。
锡及锡合金可焊性镀层电镀工艺
Ａｂｓ ｒ ｃ Ｍ ａ ｎ ｔ ｃ ｉ ａ ｅ ｕｉｅ ｅ ｓｏ ｒ ｉ ｌ ｔｎ ｔ ｏ ｔ ａ ｔ： ｉ ｅ ｈｎ ｃ ｌｒ ｑ ｒ ｍ ｎｔ ｆｐｕ ｅ ｔｎ ｐ ａ ｉ ｇ ｂａ ｈ ｃ ｍｍ ｏ ｓ ｄ ｆ ｒ ｅｅ ｔｏｎｉ ｏｍｐｏ ｎ ｕ ｅ ｏ ｌｃｒ ｃｃ —
原 因 目前 尚没 有一种 公 认 的二 元 和三元 合金 可作 为
然 而 ， 的毒性很 大 ， 铅 铅对 环境 及人 体健 康有 潜
ａ ｉ ｉ ｓ ｌａ ｅ ｂ ｔ ａ ｉ ｉ ｆｕ ｂ ｒ ｔ ａ ｈ，ａ ｋ ｌ ｕ ｆ ｎ ｔ ｂ ｔ ｃ ｄ ｃ ｕ ｆ ｔ ａ ｈ， ｃ ｄ ｃ ｌ ｏ ｏ ａ ｅ ｂ ｔ ｌ ｙ ｓ ｌｏ ａ ｅ ａ ｈ，ｎ ｕ ｒ ｌｏ ａ ｃｄ ｃ ｂ ｔ ｓｗ ｅ ｅ ｅ ｔ ａ ｒ ｗｅ ｋ ａ ｉ ｉ ａ ｈ ｒ ｅ ｅ ｉ ａ ｅ ． Ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ａ ｄ ｔ ｐ ｃ ｌ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｃ ｌｆ ｒ ｕ ａ ｓ ｏ ｌ ｏ ｉ ｅ ｆｅ ｎ ｌ ｃｄ ｔ ｄ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ，ｐ ｒ ｏ ｍａ ｃ ｎ ｙ ｉａ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉａ ｏ ｍ ｌ ｅ ｆｆｕ ｒｎ — ｒ ｅ ａ ｄ ｃ ｌ ａ — ｒ ｅ ｔｎ ｂ ｓ ｉ ａ ｙ ａ ｌ ｙ，ｓ ｃ ｓＳ — ，Ｓ — ｎ ｎ Ｃｕ，ｓ ｌ ｅ ａ ｌ ｏ ｔ ｇ ｌ ｃ ｒ ｐ ａ — ｅ ｄ ｆ ｅ ｉ ａ ｅ ｂ ｎ ｒ ｌ ｏ ｕ ｈ ａ ｎ Ｂｉ ｎ Ａｇ ａ ｄ Ｓ — ｏ ｄ ｒ ｂ ｅ ｃ ａ ｉ ｓ ｅ ｅ ｔ ｏ ｌ ｔ ｎ
Ｅ ｅｔｏ ｌｔ ｇＴ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｉ ＆ Ｔｉ ｌｙ ｌｃｒ ｐ ａｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙｆ ｒＴ ｎ ｎ ｎ Ａｌ ｏ
Ｓ ｌ ｅ ａ ｌ ａ ｉ ｏ ｄ ｒ ｂ ｅ Ｃｏ ｔｎｇ
电镀铜锡合金
• 氰化物多：利于Sn析出，镀层致密；游离氰化物多 阴极电流效率低，少则阳极易钝化 • 氢氧化物多：利于Cu析出
– 防止Cu2+/Sn2+离子的生成
• 加H2O2处理 • 锡阳极的电涌处理
– 注意控制电流密度
• 电流密度大，镀层Sn含量增加，电流效率降低
– 注意控制温度
• 温度高：镀层Sn含量增加，加速溶液分解 • 温度低：电流效率低，镀层粗糙
• 电镀铜锡合金 • 电镀锡镀液类型
– 酸性镀锡：硫酸盐镀锡、氯化物镀锡 pH~5 – 碱性镀锡：锡酸盐镀锡 pH~11
• 电镀铜镀液类型
– 氰化物镀铜 pH 11~13，硫酸盐镀铜、焦磷酸 盐镀铜pH8~8.8，氟硼酸盐镀铜pH0.2~2，氨 基磺酸盐镀铜pH1~3，有机胺镀铜pH8~9.5， 羧酸盐镀铜(酸性pH2~4，碱性9~10)， HEDP(羟基乙叉磷二酸C2H8P2O7)镀铜pH8~10
• 工艺特点 • 工艺规范
– 表6.3 – 钾盐体系和钠盐体系 – 电极电位计算
• CN-与Cu+配位，OH-与Sn4+配位
– 镀液成分对镀层组成的影响
• • • • • 金属离子总浓度和浓度比 配位剂浓度的影响 电流密度的影响 温度的影响 阳极的影响
• 氰化物电镀Cu-Sn合金镀液配制
1)等量与氰化亚铜的氰化钠溶于40C水中，搅拌 下加入氰化亚铜，使之溶解。 2)另一容器中将NaOH溶解，加热至沸腾，搅拌 下加入锡酸钠，完全溶解。 3)将1)2)溶液充分混合，加入游离氰化钠，调整 溶液体积。 4)小电流处理~，需将光亮剂先溶解 后在加入。
二、电镀铜锡合金
• 混合单金属电镀溶液配置合金电镀溶液
– pH值匹配 – 无气体、沉淀产生 – 尽可能少的离子种类
– 防止Cu2+/Sn2+离子的生成
• 加H2O2处理 • 锡阳极的电涌处理
– 注意控制电流密度
• 电流密度大，镀层Sn含量增加，电流效率降低
– 注意控制温度
• 温度高：镀层Sn含量增加，加速溶液分解 • 温度低：电流效率低，镀层粗糙
• 电镀铜锡合金 • 电镀锡镀液类型
– 酸性镀锡：硫酸盐镀锡、氯化物镀锡 pH~5 – 碱性镀锡：锡酸盐镀锡 pH~11
• 电镀铜镀液类型
– 氰化物镀铜 pH 11~13，硫酸盐镀铜、焦磷酸 盐镀铜pH8~8.8，氟硼酸盐镀铜pH0.2~2，氨 基磺酸盐镀铜pH1~3，有机胺镀铜pH8~9.5， 羧酸盐镀铜(酸性pH2~4，碱性9~10)， HEDP(羟基乙叉磷二酸C2H8P2O7)镀铜pH8~10
• 工艺特点 • 工艺规范
– 表6.3 – 钾盐体系和钠盐体系 – 电极电位计算
• CN-与Cu+配位，OH-与Sn4+配位
– 镀液成分对镀层组成的影响
• • • • • 金属离子总浓度和浓度比 配位剂浓度的影响 电流密度的影响 温度的影响 阳极的影响
• 氰化物电镀Cu-Sn合金镀液配制
1)等量与氰化亚铜的氰化钠溶于40C水中，搅拌 下加入氰化亚铜，使之溶解。 2)另一容器中将NaOH溶解，加热至沸腾，搅拌 下加入锡酸钠，完全溶解。 3)将1)2)溶液充分混合，加入游离氰化钠，调整 溶液体积。 4)小电流处理~，需将光亮剂先溶解 后在加入。
二、电镀铜锡合金
• 混合单金属电镀溶液配置合金电镀溶液
– pH值匹配 – 无气体、沉淀产生 – 尽可能少的离子种类
电镀锡锌合金
电镀锡锌合金
电镀锡锌合金是一种常见的金属表面处理方法，它可以在金属表面形成一层锡锌合金的保护层，以防止金属表面腐蚀和氧化。
这种处理方法广泛应用于电子、汽车、航空航天等行业，成为保护金属表面的重要手段。
电镀锡锌合金的工艺过程比较简单，首先需要将待处理的金属件进行表面处理，以去除表面的污垢和氧化物。
接下来，将金属件浸泡在含有锡锌离子的电解液中，通电后，在金属表面形成一层锡锌合金的保护层。
最后，将金属件进行清洗、烘干等处理，即可完成整个电镀过程。
电镀锡锌合金的优点主要有以下几个方面：
1. 保护性能好：电镀锡锌合金能够在金属表面形成一层紧密、均匀的保护层，有效防止金属表面腐蚀和氧化。
2. 耐磨性好：电镀锡锌合金的保护层硬度较高，能够有效提高金属件的耐磨性和耐腐蚀性。
3. 外观美观：电镀锡锌合金的保护层具有银白色的外观，能够提高金属件的外观质量和美观度。
4. 工艺简单：电镀锡锌合金的工艺过程相对简单，成本较低，适用于大批量生产。
除了以上优点之外，电镀锡锌合金还存在一些缺点，如：
1. 环境污染：电镀过程中会产生大量废水和废气，对环境造成一定的污染。
2. 耗能较大：电镀过程需要大量的电能，耗能较大。
3. 镀层厚度不易控制：电镀锡锌合金的镀层厚度受到多种因素的影响，不易精确控制。
4. 镀层质量不稳定：电镀锡锌合金的镀层质量容易受到电解液组成、温度、电流密度等因素的影响，不易保持稳定。
总之，电镀锡锌合金作为一种重要的金属表面处理方法，在工业生产中具有广泛应用前景。
在使用过程中需要注意控制环境污染、节约能源，并加强对电镀过程中各种因素的控制和调节，以提高镀层质量和稳定性。
锡在生活中的用途
锡在生活中有多种用途，以下是一些常见的例子：
- 焊接材料：锡是一种低熔点的金属，常用于焊接电子元件、金属管道等。
锡的熔点低，容易熔化，且具有良好的流动性和润湿性，能够有效地连接金属材料。
- 封装材料：锡可以用于封装电子元件，如集成电路、晶体管等。
锡具有良好的导电性和导热性，可以保护电子元件免受外界环境的影响。
- 锡箔纸：锡箔纸是一种由锡制成的薄片，常用于食品包装、烟草包装等。
锡箔纸具有良好的阻隔性和保鲜性，可以防止食品受潮、变质。
- 锡合金：锡可以与其他金属制成合金，如锡铅合金、锡铜合金等。
这些合金具有不同的性质和用途，如锡铅合金常用于制造铅锡合金管、铅锡合金板等。
- 镀锡：锡可以用于镀覆其他金属，如镀锡铁板、镀锡铜线等。
镀锡可以提高金属的耐腐蚀性和导电性，同时也可以美化金属表面。
总之，锡在生活中有多种用途，从食品包装到电子元件，从焊接材料到镀锡，锡的应用范围非常广泛。
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4
在电子工业中，利用锡熔点低，具有良好的可焊接性、
导电性和不易变色，常以镀锡代镀银，广泛应用于电子元器, 连接件、引线和印制电路板的表面防护。铜导线镀锡除提高
可焊性外，还可隔绝绝缘材料中硫的作用。
锡镀层还有其它多种用途，如将锡镀层在232℃以上的 热油中重熔处理后，可获得光亮的花纹锡层(冰花镀锡层)， 常作为日用晶的装饰镀层。 在某些条件下，锡会产生针状单晶“晶须”，会造成电路短 路，另外，在低温环境中，锡容易发生“锡疫”，转变为粉末
13
(2) 硫酸
具有抑制锡盐水解和亚锡离子氧化、提高溶液
导电性和阳极电流效率的作用。 当硫酸含量不足时，Sn2+离子易氧化成Sn4+离子。它们在 溶液中易发生水解反应： SnSO4 + 2H2O→Sn(OH) 2↓+ H2SO4
2SnSO4 +O2 + 6H2O → 2Sn(OH)4↓+ 2H2SO4
无光亮镀锡 1 40～55 60～80 0.3～1.0 1～3 2 60～100 40～70 0.5～1.5 1～3 60～80 4.0～8.0 6.0～10 4.0～20 15～30 0.5～1 3 45～60 80～120 4 40～70 140～170
光亮镀锡 5 50～60 75～90 6 35～40 70～90
苯甲酰丙酮等。光亮剂的基本结构多为下列类型：
16
17
上述结构通式中的Rl、R2、R3，和R4分别代表不同的取代基。 对同一结构，改变R，可以得到多种不同的有机化合物，它 们都有一定的增光作用。主光亮剂大多不溶于水。 b.辅助光亮剂 实验证明仅仅使用主光亮剂并不能获得
高质量的光亮镀层，需要同时添加脂肪醛和不饱和羰基化合
状的灰锡。在锡中共沉积铅、铋、锑等可以防止以上事情发生。
5
由于电镀锡层薄而均匀，能大大节约世界紧缺的锡资源， 因而电镀锡得到迅速发展。据统计，目前电镀锡钢板占镀 锡钢板总产量的90％以上。
镀锡溶液有碱性及酸性两种类型。
碱性镀液成分简单并有自除油能力、镀液分散能力好、 镀层结晶细致、孔隙少、易钎焊，但是需要加热、能耗大、 电流效率低，镀液中锡以四价形式存在、电化当量低，镀 层沉积速度比酸性镀液至少慢一倍，且一般为无光亮镀层。 以亚锡盐为主盐的酸性镀液具有平整光滑、可镀取光 亮镀层、电流效率接近100％、沉积速度快、可在常温下操 作、节能等优点，其缺点是分散能力不如碱性镀液，镀层 孔隙率较大。
要缺点。如果不加稳定剂，镀液在使用或放置过程中，颜 色逐渐变黄，最终发生浑浊、沉淀。镀液混浊后，镀层光 泽性差、光亮区窄、可焊性下降，难以镀出合格产品；且 该混浊物呈胶体状态，难以除去和回收，导致锡盐浪费。
镀液混浊的原因相当复杂，一般认为主要是镀液中Sn4+离
子的存在及其水解的结果。即Sn4+离子浓度达到一定值时， 将发生水解反应： Sn4+＋3H2O→ α-SnO2· 2O↓＋4H+ H
电镀工艺学
第六章 电镀锡
1
概述
锡(Sn)是银白色金属，相对原子质量118.7，密度7.3g/cm3，
熔点232℃，维氏硬度HV 12，电导率9.09MS/m， 25 ℃时Sn2+
／Sn的标准电势为－0.138V。 锡的化学稳定性高，在大气中耐氧化不易变色，与硫化物 不起反应，几乎不与硫酸、盐酸、硝酸及一些有机酸的稀溶液 反应，即使在浓盐酸和浓硫酸中也需加热才能缓慢反应。
从上式可知，硫酸浓度的增加有助于减缓上述水解反应，
但只有硫酸浓度足够大时才能抑制住Sn2+和Sn4+的水解。
通常把 Sn2+/H2SO4 控制在1：5左右。同时要注意保持较 低的温度。
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(3)光亮剂 各类光亮剂在镀液中能提高阴极极化作用， 使镀层细致光亮。光亮锡镀层比普通锡镀层稍硬，并仍保持 足够的延展性，其可焊性及耐蚀性良好。 光亮剂不足时，镀层不能获得镜面镀层；光亮剂过多时， 镀层变脆、脱落，严重影响结合力和可焊性。但目前光亮剂 的定量分析还有困难，只能凭霍尔槽试验及经验来调整。
物，如甲醛、乙二醛、苄叉丙酮、丙烯酸、异丁烯酸、丙烯 酰胺等。这些添加剂称为辅助光亮剂，能与主光亮剂一起协 同作用，使晶粒细化，有增光作用。
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c.载体光亮剂
由于大多数主光亮剂和部分辅助光亮
剂难溶于水，在电镀过程中易发生氧化、聚合等反应而从
溶液中析出，为此需要加入合适的增溶剂，通常为非离子 型表面活性剂，如OP类及平平加类。这类增溶剂称为载
本节将主要以硫酸盐镀锡为例介绍酸性镀锡的镀液各 成分作用及工艺特点。
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1.硫酸盐镀锡 (1)镀液成分及操作条件 硫酸盐镀锡液主要成分为硫 酸亚锡及硫酸，因采用的添加剂不同可形成各种配方， 下表列出了国内部分硫酸盐无光亮镀锡(暗锡)和光亮镀 锡的配方及操作条件。
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表8-1 硫酸盐无光亮镀锡和光亮镀锡工艺规范
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因此，基于优良的延展性、抗蚀性，无孔锡镀层的主 要用途是作为钢板的防护镀层。 金属锡柔软，富有延展性， 故轴承镀锡可起密合和减摩作用；汽车活塞环和气缸壁镀 锡可防止滞死和拉伤。
密封条件下，在某些有机酸介质中，锡的电势比铁负， 成为阳极性镀层，具有电化学保护作用。同时由于锡离子 及其化合物对人体无毒，锡镀层广泛用于食品加工和储运 容器的表面防护。
将与增溶的光亮剂一起从镀液中析出，也是使镀液浑浊的一 种原因，但选择浊点高的非离子表面活性剂就可避免。因此， 稳定剂的选择原则主要是防止Sn4+离于的生成和水解。镀液 中的Sn4+离子主要通过以下两种途径生成。
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a.镀液中的Sn2+离子被溶解氧或阳极反应氧化：
2Sn2+ ＋O2＋4H+→2Sn4+＋2H2O 或 Sn2+ → Sn4﹢＋2e Sn(阳极) →Sn2++ Sn4++6e 为此，可从以下方向着手选择稳定剂：1、合适的Sn4+ 、 Sn2+的络合剂以抑制锡离子的水解和Sn2+离子的氧化，如酒石 酸、酚磺酸、磺基水杨酸等有机酸和氟化物；2、比Sn2+ 更容 易氧化的物质(抗氧化剂)以阻止Sn2+氧化， 如抗坏血酸、V2O5 与有机酸作用生成的活性低价钒离子等；3、Sn4+ 的还原剂， 使Sn4+还原为Sn2+ ，如金属锡块；以及上述物质相互组合的混 合物。
早期，光亮镀锡层的获得是将暗锡镀层经232℃以上“重 熔”处理。从20世纪20年代起人们就开始探索直接光亮电镀 锡的方法，但直到1975年英国锡研究会采用了以木焦油作为 光亮剂，才为光亮镀锡工业化奠定了基础。近年来，镀锡光 亮剂的研究很活跃，性能优良的添加剂不断涌现，我国在这 方面的研究也取得了较大的进展。
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25 ℃时Sn2+／Sn的标准电势为－0.138V,在电化序中比铁正，
故锡镀层对钢铁来说通常是阴极性镀层。但在密封条件下，
在某些有机酸介质中，锡的电势比铁负，成为阳极性镀层，
具有电化学保护作用。
总的来说，锡具有抗腐蚀、耐变色、无毒、易钎焊、 柔软、熔点低和延展性好等优点，所以，电镀锡的应用非 常广泛。
体光亮剂，也可称载体分散剂。载体光亮剂同时具有提高
有机光亮剂在电极上的吸附量，提高增光效果，也可以在 较宽的电流密度范围内抑制亚锡离子的放电和细化晶粒的 作用。 常见的有聚乙二醇、聚乙二醇烷基醇醚、聚乙二醇丙
二醇镶嵌共聚物、溴化十六烷基吡啶、N-卞基三甲基溴化
铵、 OP（烷基酚聚氧乙烯醚）等。
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目前国内所采用的镀锡光亮剂多为技术保密的专利或商品。
缓慢加入300mL－400mL的OP-21乳化剂中(天冷时OP-21易凝 固 ， 应 先 在 水 浴 中 加 热 使 其 熔 化 ) ； 再 加 入 40 ％ 甲 醛 溶 液
100mL－200mL；最后用乙醇稀释至1L (严禁用水稀释)，充
分混合均匀即成。
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(4)稳定剂
镀液不稳定、易浑浊是硫酸盐镀锡的主
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水解产物α-SnO2· 2O会进一步转化为β-(SnO2· 2O)5。 αH H
SnO2· 2O可溶于浓硫酸，而β-(SnO2· 2O)5 不溶于酸与碱， H H
并很容易与镀液中的Sn2+锡离子形成一种黄色复合物，进而 转变为白色的β-锡酸沉淀。
此外，非离子表面活性剂在镀液温度高于其浊点温度时，
处理有很大的关系。镀前处理要彻底，除油液中最
好不含硅酸钠。酸洗时不用盐酸和硝酸，可用1：5 的硫酸溶液。对于黄铜零件，应预镀一层镍或紫铜
打底，对于挂件，不一定要打底，但镀件入槽需要
用冲击电流，以免加工的铜零件发生局部的化学腐 蚀。
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镀液的一般配制方法是：先边搅拌边将硫酸和酚磺酸
缓缓倒入去离子水或蒸馏水中，水的体积大约为欲配制镀 液体积的1/2～2/3，此过程是放热反应。然后在搅拌下缓 慢加入硫酸亚锡，待其完全溶解后，对溶液进行过滤。最 后加入各种添加剂，加水至规定体积。其中，β-萘酚要用 5～10倍乙醇或正丁醇溶解，明胶要先用适量温水浸泡使 其溶胀，再加热溶解，将两者混合后，在搅拌下加入镀液
成分及操作条件
硫酸亚锡 Sn /g· -1 L 硫酸H2SO4 /mL· -1 L β-萘酚 / g· -1 L 明胶 / g· -1 L 酚磺酸 / mL· -1 L 40％甲醛HCHO / mL· -1 L OP-21/ mL· -1 L 组合光亮剂/mL· -1 L SS-820/ mL· -1 L SS-821mL· -1 L SNU-2AC光亮剂/mL· -1 L SNU-2BC稳定剂/ mL· -1 L BH911光亮剂/ mL· -1 L HBV3稳定剂/ mL· -1 L 温度/℃
以硫酸亚锡为主的硫酸盐镀液在目前应用最为广泛，其 镀层质量良好、沉积速度快、电流效率高、镀液的分 散能力 好、原料易得、成本低。