电镀工艺锡铅工艺ppt课件

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1、鍍錫鍍錫/錫鉛工藝教案錫鉛工藝教案簡介簡介結束語結束語注意事項注意事項項目目錄目錄一一 簡簡 介介1.1 概述概述錫錫(Sn)是銀白色塑性較好的金屬。錫鍍層有良好是銀白色塑性較好的金屬。錫鍍層有良好的焊接性能有較高的化學穩定性錫鍍層可以耐的焊接性能有較高的化學穩定性錫鍍層可以耐磨在實際工藝中用酸性鍍錫磨在實際工藝中用酸性鍍錫/錫鉛工藝。在某種錫鉛工藝。在某種情況下錫會生長情況下錫會生長“晶須晶須”。1 1 .錫濃縮液錫濃縮液(烷基磺酸錫烷基磺酸錫) 主鹽主鹽. .鍍液中鍍液中SnSn2+2+的供給源之一的供給源之一. .無色液体無色液体, ,含含SnSn2+2+濃濃 度為度為300g/L,30

2、0g/L,有強腐蝕性有強腐蝕性, ,在使用時應戴上防腐蝕性在使用時應戴上防腐蝕性 手套及戴上口罩手套及戴上口罩, ,避免直接接觸到葯水避免直接接觸到葯水. .2 2 .鉛濃縮液鉛濃縮液(烷基磺酸鉛烷基磺酸鉛) 主鹽主鹽. .鍍液中鍍液中PbPb2+2+的供給源之一的供給源之一. .無色液体無色液体, ,含含PbPb2+2+濃濃 度為度為450g/L,450g/L,有強腐蝕性有強腐蝕性, ,鉛是重金屬元素鉛是重金屬元素, ,有劇毒有劇毒, , 在使用時應戴上防腐蝕性手套在使用時應戴上防腐蝕性手套, ,戴上口罩戴上口罩, ,避免直接避免直接 接觸到葯水接觸到葯水, ,一旦接觸到葯水應馬上用水衝洗干

3、淨一旦接觸到葯水應馬上用水衝洗干淨. .3 3 .錫鉛酸錫鉛酸(烷基磺酸烷基磺酸) 無色液体無色液体, ,強酸性強酸性, ,含烷基磺酸含烷基磺酸70%70%. .具有增強陽極溶解具有增強陽極溶解 效率效率, ,增強鍍液增強鍍液導電性能導電性能, ,以及平整鍍膜的作用以及平整鍍膜的作用. .具有具有 強腐蝕性強腐蝕性, ,在使用時應戴上防腐手套在使用時應戴上防腐手套, ,避免直接接觸葯避免直接接觸葯 水水. .1.3 相關資料相關資料Sn2+ :30-60g/LPb2+ :4-7g/L烷基磺酸烷基磺酸150230ml/L溫度溫度183C簡介簡介結束語結束語注意事項注意事項項目目錄目錄溶液顏色溶液

4、顏色溶液顏色為溶液顏色為米黃色米黃色主要為主要為Sn2+顏色當溶液為土顏色當溶液為土黃色時主要是黃色時主要是 Sn2+被氧化成被氧化成Sn4+ 從而應及時清從而應及時清理溶液理溶液陽極顏色陽極顏色 陽極塊中錫含量為陽極塊中錫含量為99.9%是銀白色當陽是銀白色當陽極板為黑色時則錫塊被氧化成氧化亞錫即極板為黑色時則錫塊被氧化成氧化亞錫即Sn SnO.保養周期保養周期至少每兩周一次至少每兩周一次 純錫易被氧化純錫易被氧化,隨著溫度及時間增加隨著溫度及時間增加,氧化膜持續增厚氧化膜持續增厚,外觀顏色加深外觀顏色加深.氧化速率與溫度氧化速率與溫度,氧濃度及錫晶粒大小氧濃度及錫晶粒大小(晶晶粒愈細反應愈

5、快粒愈細反應愈快)有關有關,故在高溫熔融時氧化速率更是常故在高溫熔融時氧化速率更是常溫的數倍溫的數倍 由于其化學性質的不穩定性由于其化學性質的不穩定性,其易生成錫須其易生成錫須,俗稱俗稱“晶須晶須”,此錫須會嚴重影響功能性此錫須會嚴重影響功能性,在精密電子產品中在精密電子產品中,易造成其線路短路易造成其線路短路.其合金鍍層中其合金鍍層中,錫鉛鍍層能解決此類問題錫鉛鍍層能解決此類問題,它能避免錫須它能避免錫須的生成的生成.鍍錫易出異常鍍錫易出異常錫須q錫須形成機制探討錫須形成機制探討AA錫須是什麼錫須是什麼? ? 制品在儲存過程中制品在儲存過程中, ,通常會自然產生錫鬚通常會自然產生錫鬚, ,一

6、種長條狀純錫單晶体一種長條狀純錫單晶体, ,通常可長通常可長34mm(34mm(如右圖如右圖) )BB與底材形成的與底材形成的IMCIMC方式方式銅底材上鍍純錫銅底材上鍍純錫鎳底材上鍍純錫鎳底材上鍍純錫(1)(1)銅原子遷移性銅原子遷移性(migration)(migration)很強很強, , 在在Cu/SnCu/Sn形成形成IMCIMC時時, , 銅會迅速擴散到銅會迅速擴散到Sn matrixSn matrix中使得中使得Sn-Sn-layerlayer呈受極大的呈受極大的compressive stress(compressive stress(見左圖見左圖) )而產生錫鬚而產生錫鬚;

7、; 而而Ni/SnNi/Sn則相對上沒有此問題則相對上沒有此問題 (2)(2)若若CuCu為底材為底材, ,先鍍鎳再鍍會降低先鍍鎳再鍍會降低whisker(whisker(須須) growth risk;) growth risk;或是適度的增加錫層厚度降低或是適度的增加錫層厚度降低compression(compression(壓縮壓縮) stress) stress的效應的效應推論機制推論機制：變色變色錫層錫層表面元素分析結果發現表層含表面元素分析結果發現表層含碳碳量較高，為錫層高量較高，為錫層高溫熔化時，有機物自金屬晶界中釋放而浮出至表面，故碳元溫熔化時，有機物自金屬晶界中釋放而浮出至表

8、面，故碳元素多在鍍層表面。素多在鍍層表面。有機物析出為主因的矛盾點有機物析出為主因的矛盾點：1.若變色物質為有機物，則應可溶於有機溶劑，但實際使若變色物質為有機物，則應可溶於有機溶劑，但實際使用醇類、正溴丙烷及用醇類、正溴丙烷及DMSO皆無法洗去變色物質，僅可皆無法洗去變色物質，僅可被被稀硫酸稀硫酸洗去洗去(稀硫酸不溶純錫稀硫酸不溶純錫)。2.於於200長時間長時間烘烤外觀仍會變為藍紫色，但此時錫層未烘烤外觀仍會變為藍紫色，但此時錫層未熔化，沒有有機物析出的問題。熔化，沒有有機物析出的問題。3.下圖為對不同變色程度樣品下圖為對不同變色程度樣品Auger分析的結果：不同變分析的結果：不同變色程度

9、色程度, 碳含量分布並無太大變化，顯示碳含量對變色影碳含量分布並無太大變化，顯示碳含量對變色影響不大。響不大。黑痕原因分析黑痕原因分析 電鍍純錫時電鍍純錫時, ,錫界面易發生虹吸現象錫界面易發生虹吸現象( (接触空氣接触空氣面積增大面積增大),),界面處虹吸現象導致界面處產生氣泡界面處虹吸現象導致界面處產生氣泡, ,屬於低電流密度區域屬於低電流密度區域, ,流效率低流效率低, Sn, Sn2+2+ ,H ,H+ +, ,有機有機C C容易共析容易共析, ,界面處氣泡界面處氣泡( (氫氣氫氣) )生較多生較多, ,導致結晶狀導致結晶狀態較差態較差, ,光亮性較差光亮性較差, ,有機有機C C易氧

10、化易氧化, ,再加上錫易鈍再加上錫易鈍化的金屬特性化的金屬特性, ,錫在鍍液與空氣的臨界面結晶析出錫在鍍液與空氣的臨界面結晶析出的同時迅速被氧化的同時迅速被氧化, ,而且氧化的速度大于晶粒析出而且氧化的速度大于晶粒析出的速度的速度, ,而呈灰白色而呈灰白色, ,嚴重者為黑色嚴重者為黑色, ,這就是我們看這就是我們看到的到的“界痕界痕”, ,虹吸現象越嚴重虹吸現象越嚴重, ,接触空氣面積就接触空氣面積就越大越大, ,越容易發生氧化越容易發生氧化, ,粗糙的比光面的易虹吸粗糙的比光面的易虹吸, ,因因此就有端子兩面粗糙度差異導致界痕發黑有差異此就有端子兩面粗糙度差異導致界痕發黑有差異的現象的現象q

11、界面黑痕原因探討界面黑痕原因探討作業要點作業要點: : 1. 1.錫鉛工站濃度管制範圍依條件設定表錫鉛工站濃度管制範圍依條件設定表, ,分析頻率分析頻率1 1次次/ /日日 2. 2.參照條件設定表确定電流參照條件設定表确定電流, ,電壓電壓. . 3. 3.檢查錫檢查錫/ /錫鉛槽的溫度錫鉛槽的溫度181833, ,冷凍裝置冷凍裝置. .(1(1次次/2Hr)/2Hr) 4. 4.陽极籃及陽极袋點檢頻率陽极籃及陽极袋點檢頻率:1 :1次次/3Hr;/3Hr;清洗保養頻率清洗保養頻率:1 :1次次/2 /2周周 5. 5.母槽標准液位母槽標准液位, ,過低時依分析要求添加母液過低時依分析要求添

12、加母液 6. 6.錫錫/ /鉛區域及膜厚需符合電鍍檢規鉛區域及膜厚需符合電鍍檢規. . 7. 7. 陽極塊陽極塊( (球球) )應用應用純錫塊純錫塊( (球球) ), ,其含量應為其含量應為99.8%99.8%以上以上. . 8. 8.鍍層的焊錫性需符合檢驗標准鍍層的焊錫性需符合檢驗標准, ,焊錫覆蓋面積應大于焊錫覆蓋面積應大于95%.95%. 9. 9.過濾机的棉濾心規格為過濾机的棉濾心規格為10u10u, ,棉濾芯至少棉濾芯至少1 1次次/170Hr/170Hr更換更換. .1m=1000mm100,000um注意事項注意事項在錫鉛電鍍中在錫鉛電鍍中,對電流密度大小的控制至關重要對電流密度大小的控制至關重要,如果電如果電流密度流密度相對過小相對過小,在在電流密度過小電流密度過小的范圍內將有發黑現的范圍內將有發黑現象象.氧化亞錫氧化亞錫/黑色黑色錫塊錫塊保養方式保養方式:先用先用5%-8%硫酸浸泡硫酸浸泡約約10min,再去離子水再去離子水清洗清洗,然后再裝入鈦籃中然后再裝入鈦籃中.保養周期保養周期:1次次/2周周過濾機保養過濾機保養濾芯更換濾芯更換:所使用是所使用是10um濾芯濾芯,所使用過所使用過濾機壓力表數值顯示不超過濾機壓力表數值顯示不超過1.5kg/cm2 簡介簡介結束語結束語注意事項注意事項項目目錄目錄三三 結束語結束語