Sn-Cu合金电镀工艺及镀层性能研究
1 前言
电子部件上往往要镀覆可焊性镀层,以确保良好焊接。Sn和Sn-Pb合金镀层具有优良的可焊性,差不多广泛地应用于电子工业领域中。然而Sn-Pb合金镀层中含有污染环境的铅,锡镀层容易产生导致电路短路的晶须。
随着环境治理的加强和焊接品质的提高,人们希望使用无铅焊料镀层。现在差不多开发了Sn-Ag合金、Sn-Bi合金、Sn-In合金和Sn-Zn合金等无铅焊料镀层,它们存在的问题有:
1)获得Sn-Ag合金镀层的镀液中含有络合能力专门强的络合剂,镀液治理复杂而困难,而且使用价格较高的银,使得镀层成本较高。
2)铋的质量分数为10%以上的Sn-Bi合金镀层的熔点为130～160℃,难以确保电子部件之间的可靠焊接。
3)由于Sn-In合金镀层的熔点低于Sn-Pb合金镀层的熔点,降低了焊接接合时的焊接强度,铟的价格也较贵。
4)由于Sn-Zn合金镀层容易氧化,因而难以在空气中进行可靠的焊接。基于上述无铅焊料镀层存在的问题,人们开发了另外的Sn-Cu合金镀层。Sn-Cu合金镀层一般应用于装饰性镀层或者作为Ni镀层的代用镀层,它的镀层组成,晶粒尺寸,平滑性和杂质都会阻碍Sn-Cu合金镀层的可焊性。
此外,为了确保焊接可靠性,要求像Sn-Pb合金镀层那样,加热处理以后的可焊性和镀层外观仍然优良。本文就加热处理以后仍然具有优良可焊性的Sn-Cu合金镀液和电镀工艺加以叙述。
2 工艺概述
研究发觉,Sn-Cu合金镀层中的杂质碳含量对镀层可焊性有着重要的阻碍。电镀以后的Sn-Cu合金镀层中的杂质碳几乎可不能存在于镀层表面上,因而可不能阻碍镀层的可焊性。然而假如在室温下长期保存或者加热处理以后,由于室温下的扩散或者由于加热引起的热扩散,碳就会浮出到镀层表面上,显著地阻碍镀层的可焊性。
研究结果表明,Sn-Cu合金镀层中的杂质碳的质量分数为0.3%以下时,能够显著地提高镀层的可焊性。
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合金电镀工艺及镀层性能研究
