SnCu合金电镀工艺及镀层性能研究
电化学方法研究锌镍合金镀层耐腐蚀性能
电化学方法研究锌镍合金镀层耐腐蚀性能韩玉娟;郑凯【摘要】Zn-Ni alloy coating and Zn coating were prepared by electrodepositing in alkaline electrolyte respectively. They were handled into working electrodes. Platinum electrode and calomel electrode were chosen as counter electrode and reference electrode respectively. They were immersed into 5% NaCl solution simultaneously. The electrochemical workstation was utilized to measure the corrosion performance after 120 h. The test result indicated that the corrosion potentials of the Zn-Ni alloy and Zn coating were respectively -0. 778 and -0. 989 V, rate of corrosion on Zn-Ni alloy and zinc coating were 0. 0405 and 0. 301 g/( m2 ·h) , which indicated that the corrosion rate of Zinc coating was seven point four times of that of Zn-Ni alloy, their real part values within the low frequency range from 1 to 10 Hz were 250 and 900 Ω/cm2 respectively, the value of Zn-Ni was 3. 5 times than that of Zn coating.%碱性介质中制备锌镍合金镀层与镀锌层,并制备成工作电极,分别选择铂电极和饱和甘汞电极作为对电极和参比电极,5%氯化钠溶液为测量介质,采用电化学工作站测量工作电极电化学特性。
电镀Ni-Sn合金热处理前后的组织和性能
电镀Ni-Sn合金热处理前后的组织和性能
张国珠
【期刊名称】《航空材料学报》
【年(卷),期】2000(020)002
【摘要】分析了电镀Ni-Sn合金各种镀层的镀态组织和加热时组织的转变机理,并对镀层的耐磨性、耐蚀性进行了对比实验.结果表明,镀态组织主要由亚稳相αNi(M)和NiSn(M)组成,高Sn时出现平衡相Ni3Sn4和βSn;加热时随着温度升高,亚稳相逐渐向平衡相转变,在一定的温度下由于平衡相弥散析出,使镀层硬度升高;单相NiSn(M)组织耐强氧化性介质能力比不锈钢稍差,当加热到400℃时耐磨性优于中碳钢淬火.
【总页数】7页(P28-34)
【作者】张国珠
【作者单位】杭州电子工业学院45信箱,杭州,310037
【正文语种】中文
【中图分类】TG166.7
【相关文献】
1.热处理对β相区形变热处理TC21钛合金锻件组织性能的影响 [J], 王晓晨;郭鸿镇;王涛;王彦伟;高艳华;姚泽坤;赵张龙
2.合金成分及热处理工艺对Al-Mn-Mg-Si-Fe-Cu合金组织与性能的影响 [J], 胡展奎;池国明
3.合金化及热处理对Fe3Al合金组织和性能影响 [J], 张文文;王艳晶
4.焊后热处理对Al-Mg-Zn(-Sc-Zr)合金焊丝焊接7075铝合金焊接接头组织和性能的影响 [J], XIONG Si;TANG Xin;WANG Chunxia;HU Qinghua
5.合金化与热处理对Al-
6.5Zn-2.1Mg-2.0Cu合金组织和性能的影响 [J], YANG Jian-bing;PANG Xing-zhi;HU Zhi-liu;LI Yi-tai;ZHAO Yan-jun
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铜锡合金电镀技术研究现状及发展趋势
铜锡合金电镀技术研究现状及发展趋势Study Status and Development Trend of Cu-Sn Alloy Electroplating Technology摘要：电镀铜锡合金具有装饰性好、可焊性优良、成本低、无毒、不使人体过敏等优点，因而得到广泛的应用。
介绍了电镀铜锡工艺的进展和应用。
关键词：铜锡合金，电镀工艺，应用，Study Status and Development Trend of Cu-Sn AlloyElectroplating TechnologyAbstract：Electroplated Cu—Sn alloy coating is good in decoration and solderability,low incost,non—toxic,not irritable,etc．,and has been widely used．The research progresses andapplications of Cu-Sn alloy plating process are introduced．Key words：Cu-Sn alloy;electroplating;application.1.前言镀Ni层因其具有优良的装饰性和防护性而广泛地应用于装饰物品中，但是镀Ni层容易引起皮肤炎症等过敏反应，因此近年来人们正在重新评价以Cu—Sn 合金镀层取代镀Ni层的可行性问题。
电镀铜锡合金是近年来应用最广泛的合金镀层之一。
电镀铜锡合金具有镀层整平性、光亮度好，成本较低廉，色泽较逼真，装饰效果好，良好的平滑性、耐蚀性和适宜的硬度；能阻止底层金属向面层的扩散，防止金属镀层变色等优点。
铜锡合金镀液由可溶性锡盐、铜盐、有机酸、表面活性剂和防氧化剂等组成。
电镀铜锡合金常采用高氰、低氰和无氰镀液。
高氰电镀铜锡合金工艺最成熟，镀液分散能力好，镀层成分和色泽容易控制，但毒性大，污染严重。
SnCu合金电镀工艺及镀层性能
医疗器械制造业
SNCU合金电镀工艺可用于制造医疗器械， 如人工关节、牙科种植体等，提高其生物相 容性和耐磨性。
05
结论与展望
研究结论
SNCU合金电镀工艺能够制备 出性能优良的镀层，具有很好 的耐腐蚀性和硬度。
通过优化电镀工艺参数，可以 进一步提高镀层的性能。
SNCU合金电镀工艺适用于工 业化生产，具有很好的应用前 景。
阴极电镀
在电镀过程中，被电镀的金属零件 为阴极，通过电解质溶液中的离子 获得电子而沉积在零件表面。
阳极电镀
在电镀过程中，阳极金属失去电子 溶解，同时阴极上析出相应的金属 。
电镀设备及操作流程
电镀槽
用于容纳电解质溶液和待电镀的零件。
阳极和阴极
分别用于提供阳极溶解和阴极沉积的金属或 合金。
电源
提供电能以驱动电镀过程中的电子转移。
镀层耐蚀性及防腐蚀性能
耐蚀性
SNCu合金电镀层具有良好的耐蚀性能，在大气、水、酸、碱等环境因素的作用 下，镀层不易发生腐蚀和生锈现象。
防腐蚀性能
SNCu合金电镀层具有优异的防腐蚀性能，能够有效保护电子元件免受腐蚀和氧 化。
镀层导电性能及电化学性能
导电性能
SNCu合金电镀层具有优良的导电性能，其导电率可达到纯铜的90%以上，适用于电子元件的导电连接和信号传 输。
研究不足与展望
在本研究中，我们只探索了SNCU合金电镀的基 本工艺参数对镀层性能的影响，对于其他可能的 因素（如电流波形、温度等）没有进行深入研究 。
我们没有对SNCU合金电镀层的微观结构和成分 进行深入研究，这可能会影响其性能。
在评估镀层性能时，我们只进行了简单的耐腐蚀 性和硬度测试，没有涉及到其他性能如耐磨性、 韧性等。
锌镍合金电镀工艺研究
锌镍合金电镀工艺研究田 伟,谢发勤,吴向清(西北工业大学航空学院,陕西 西安 710072)[摘 要] 通过正交试验方法,采用新的添加剂和配位剂实现了锌镍合金电镀,优选出了新的锌镍合金电沉积工艺和镀液配方。
通过G DA 2750型辉光放电光谱仪、H itachiS 2570型扫描电镜等分析手段,研究了不同电镀工艺参数对镀层中镍含量、镀层厚度和镀层外观的影响规律。
采用了电化学试验法研究了镍含量变化对镀层的耐腐蚀性的影响。
结果表明:通过此新型的镀液配方和工艺条件,可获得含镍9%～13%、具有良好外观和耐蚀性好的锌镍合金镀层。
随着电流密度的增加,镀层中镍含量先减小后增加;随着温度和pH 值的增加,镀层中镍含量在不断增加;镀层的自腐蚀电位随着镍含量的增加,呈现先变正后变负的趋势,镍的含量为12%～13%时,合金的自腐蚀电位最正。
[关键词] 电镀;锌镍合金;电流密度;性能[中图分类号]T Q153.2 [文献标识码]A [文章编号]1001-1560(2008)01-0028-03 [收稿日期] 2007-10-180 前 言锌镍合金镀层是一种耐蚀性优良的新型防护性镀层,在国外已得到广泛应用,国内已经将电镀锌镍合金应用于电缆桥架、煤矿井下液压支柱、汽车钢板及军工产品等,大大提高了产品的耐蚀性,并节省了材料[1]。
锌镍合金电镀工艺主要有酸性和碱性两种体系,近年来,国内对镀液的研究主要集中在添加剂和配体的研发以及电沉积工艺对锌镍沉积的影响方面[2,3]。
本工作采用新的添加剂和络合剂实现了锌镍合金电镀,同时,优选出了锌镍合金电沉积的镀液配方和工艺条件。
1 试验方法1.1 试验材料及装置试样规格为:40.0mm ×25.0mm ×1.5mm;试样材质为:冷轧A3板。
锌阳极的规格为:45mm ×18mm×3mm ,镍阳极的规格为:40mm ×30mm ×3mm (所用试验装置见图1[4])。
电沉积纳米晶Ni-Co合金镀层腐蚀磨损性能的研究
一
４ｍ， ｃ 沉积时间 ３ 。电沉积 后将镀 层从基 体上 机械剥离 ， ｈ 获 得 ５ ｍ ４ ｒ ｎ ０ １ ｍ 的薄片试样 。 ０ ｍ Ｘ ０ ｉ × ．ｍ ａ 用 Ｈ １０ Ｘ一 ０ ０型 维 氏显微硬 度计 测定镀 层 硬度值 。采 用 Ｔ Ｍ观察镀层 组织结构 。用 Ｅ Ｓ Ｅ Ｄ 分析镀层成分 。 采用 Ｃ Ｉ ０ Ｈ６ Ｃ型电化学 工作站分别测定不同含 ｃ 量的 ６ ｏ 纳米晶 Ｎ — ｏ ｉ ｃ 合金镀层在两种腐蚀溶液中的极化曲线。
～
２
２ ｇ １ ， ｏ ｈ ・ Ｈ Ｏ（ ０／） Ｃ Ｃ ６ ２ ２—８ ｇ１ ， Ｃ Ｃ ３Ｃ （ Ｈ） Ｏ ／） ２ Ｏ ０ ３ ｏ Ｏ ２・
１ ． 贴有试样 的摩擦块 ；． ２摩擦环 ；． ３腐蚀介质
６ ２ （ — ０／）Ｎ ２ＯＨ（ ｔ０／） 以硼 酸 （０／） Ｈ０ ０ ８ｇ１ ，Ｈ Ｓ ３ Ｏ～ ２ｇ１， ３ｇ１作 为ｐ Ｈ缓冲剂 ， 十二烷 基硫 酸 钠 （ ． １作 为润 湿 剂 ， 精 ０１ ） 糖 （．ｇ１作为应力减 缓剂 和晶粒 细化剂 。实验 中所用 药 品 ２５／） 均为分析纯 ， 镀液用 去离子水 配制 。镀 液 的 ｐ Ｈ值控 制在 ３ ３５沉 积温度 ６℃ ， ．， ０ 采用 磁力 搅拌 器搅 拌 。脉 冲 电源为 Ｓ Ｄ一 ０型 数 控 双 脉 冲 电镀 电源 ， Ｍ ３ 电流 密 度 为 （ ５～１ ） Ｏ
第２ ４卷第 ５期
电沉积纳米晶 Ｎ — ｏ ｉ Ｃ 合金镀层腐蚀磨损性能的研究
谢 宇 玲
（ 福建船政交通职业学院 ， 福州 ３ ００ ） ５ ０ ７
摘 要： 通过脉 冲电沉积方法制备 纳米晶 Ｎ —ｃ 合金镀层。利 用 Ｔ Ｍ、 Ｄ ｉ ｏ Ｅ Ｅ Ｓ等观 察分析镀层的组织结构和化
电镀Cu_Zn_Sn合金成分的影响因素及故障处理
文章编号:1001-3849(2008)01-0023-03电镀Cu-Zn-Sn合金成分的影响因素及故障处理¹ 郝利峰1, 张华伟2, 王明生3(1.上海交通大学化学化工学院,上海 200240;2.山东科技大学科研处,山东青岛 266510;3.乐思化学上海分公司,上海 201204)摘要:采用乐思化学Cu-Zn-Sn合金挂镀工艺BRONZEX WJ-SP,研究了Cu-Zn-Sn合金电镀工艺条件对镀层合金组分、外观的影响,发现电流密度、镀液中KOH、游离KCN和温度对合金镀层组分会产生影响,并研究了之间的相互关系。
同时讨论了生产中出现的技术故障的原因以及解决方法。
关 键 词:Cu-Zn-Sn合金;电镀;镀层成分;故障处理中图分类号:T Q153.2 文献标识码:BThe Factors Influencing the Component of ElectroplatingCu-Zn-Sn Alloy and Trouble ShootingHAO Li-feng1,ZHAN G Hua-w ei2,WA NG M ing-sheng3引 言随着工业生产和科学技术的发展,对金属表面性能提出了新的要求,仅依靠一些单金属镀层已远远满足不了需要。
电镀合金正是在这种情况下孕育而生,它的出现不仅解决了电镀单金属所不能解决的各种问题,而且由于单金属的镀种较少,而合金镀种较多,因此它为电镀工业的发展,开辟了一条崭新的道路[1]。
众所周知,镍镀层具有较好的硬度、耐腐蚀等优点,同时镀层外观可以有半光亮镍、光亮镍和珍珠镍等多种选择。
但是,据统计在欧洲约有20%女性和5%男性对镍敏感,为此欧洲通过了欧洲镍指令94/27/EC,规定了相关具有治疗功效的物品镍的质量分数不得高于0.05%,在不含镍的涂层中,镍在两年内的释放量不得高于0.5L g/cm2(每周)。
为了能够满足这些指令,电镀工作者采用多种替代镍的工艺,如镀锡、铜、钯、钴,但都存在不尽如人意的地方。
Sn-Cu合金电镀工艺及镀层性能研究
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载Sn-Cu合金电镀工艺及镀层性能研究地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容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,已经广泛地应用于电子工业领域中。
但是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。
随着环境管理的加强和焊接品质的提高,人们希望使用无铅焊料镀层。
现在已经开发了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很强的络合剂,镀液管理复杂而困难,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,平滑性和杂质都会影响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 工艺概述研究发现,Sn-Cu合金镀层中的杂质碳含量对镀层可焊性有着重要的影响。
电镀以后的Sn-Cu合金镀层中的杂质碳几乎不会存在于镀层表面上,因而不会影响镀层的可焊性。
锌镍合金电镀工艺及性能研究
西北Ｔ业大学顾匕学位论文摘要摘要锌镍合金是近ｌＯ多年发展起来的一种新型防护性镀层，具有极高的耐蚀性、低氢脆性、可焊性和机械加工性等优良特性，极具发展前景。
本文通过选择合适的阳极及阳极电流控制方式，采用新的添加剂和络合剂实现了锌镍合金电镀。
优选出了新的锌镍合金电沉积工艺和镀液配方，系统研究了电沉积锌镍合金的工艺条件。
重点研究了阴极电路密度、ｐＨ值、镀液温度及镀液各成分对锌镍合金镀层中含镍量的影响规律。
采用了新的钝化液配方及相应的工艺对锌镍合金进行了钝化处理。
采用ｘ射线衍射仪、ＧＤＡ一７５０型辉光放电光谱仪、ＨｉｔａｃｈｉＳ一５７０型扫描电镜和多功能电子能谱仪等分析手段，对锌镍合金镀层的成分变化规律、微观形貌和结构、腐蚀产物、钝化膜的结构及成分进行了分析和研究。
采用了电化学试验法和中性盐雾试法对锌镍合金镀层的耐蚀性进行了研究。
结果表明：（１）通过此新型的镀液配方和工艺条件，可获得含镍量为９％～１２％，具有良好外观和耐蚀性的锌镍合金。
（２）随镀层厚度的增加，锌的含量不短增加，镍的含量是先增加后减小，镀层中形成了镍的富积层。
（３）含镍量不同，镀层的结构不同。
当镀层中镍含量低于６％以下时，镍与锌形成固溶体组织ｎ相；当镍含量为６％～１０％时，还会有弥散的Ｙ相合金存在；当镍含量为１０％～１４％时，镍与锌形成金属间隙化合物，其会相组织主要为Ｙ相（ＮｉｓＺｎ：。
），当镀层中镍含量高于２５％时，镀层组织主要是ｑ相，还会有弥散的‘相（Ｎｉｚｎ。
）合金。
（４）含镍１４％以下的锌镍合金，其自腐蚀电位随镍含量的增加而增加；经过钝化处理的锌镍合金镀层耐蚀性远高于锌钝化层、镉钝化层和镉钛合金镀层：（５）锌镍合金镀层腐蚀产物主要是ＺｎＯ和ＺｎＣＩ：·４Ｚｎ（ＯＨ）：，含有少量的２ＺｎＣＯ。
·３Ｚｎ（ＯＨ）。
，腐蚀产物中没有镍的存在。
（６）锌镍合金钝化膜表层主要由ＣｒＯ。
、Ｎａ：ＣｒＯ。
和Ｈ２０等组成；随钝化温度的升高，钝化膜的厚度增加；在锌镍合金钝化膜与镀层之间形成了富镍层。
合金电镀工艺及镀层性能研究
合金电镀工艺及镀层性能研究引言合金电镀是一种常见的表面处理技术，通过在金属表面电化学沉积一个薄的合金层，可以改善金属的耐腐蚀性能、硬度和外观。
本文将探讨合金电镀工艺及其对镀层性能的影响。
1. 合金电镀工艺合金电镀工艺包括前处理、电解液配方、电流密度控制和后处理等几个步骤。
下面将对每个步骤进行详细介绍。
1.1 前处理前处理是合金电镀的第一步，其目的是清洁基材表面，去除杂质和氧化物，以提供良好的镀层附着性。
通常的前处理步骤包括：去油、酸洗和浸镍。
1.2 电解液配方合金电镀的电解液是一种含有金属离子的溶液，不同的电解液配方可以得到不同性能的镀层。
常用的电解液配方包括硫酸镍、硫酸锌和硫酸铜等。
1.3 电流密度控制电流密度是控制镀层厚度和均匀性的重要参数。
合适的电流密度可以确保得到理想的合金镀层。
通常情况下，电流密度越高，镀层越厚。
1.4 后处理后处理是合金电镀的最后一步，其目的是改善镀层的性能和外观。
后处理方法包括热处理、电镀后抛光和封闭处理等。
2. 镀层性能研究合金电镀镀层的性能受到多种因素的影响，包括电流密度、电解液成分、镀层微结构等。
下面将对镀层性能的几个重要指标进行讨论。
2.1 耐腐蚀性合金电镀镀层的耐腐蚀性是评价其质量的重要指标之一。
通过合适的电解液配方和控制电流密度，可以得到具有较好耐腐蚀性的镀层。
2.2 硬度合金电镀镀层的硬度对于提高金属表面的耐磨性和耐刮擦性非常重要。
根据所需的硬度，可以通过调整电流密度和合金电解液的配方来控制合金镀层的硬度。
2.3 外观合金电镀镀层的外观是直接影响其美观度的因素之一。
适当的后处理方法可以提高镀层的光泽度和均匀度，使其具有较好的外观。
结论合金电镀是一种常见的表面处理技术，通过电化学沉积合金层来改善金属的性能和外观。
合金电镀工艺包括前处理、电解液配方、电流密度控制和后处理等几个步骤。
镀层的性能受到多种因素的影响，包括耐腐蚀性、硬度和外观等。
研究合金电镀工艺及镀层性能对于改进表面处理技术，提高材料性能具有重要意义。
合金电镀工艺及镀层性能研究
合金电镀工艺及镀层性能研究摘要：合金电镀是一种在基体表面镀上合金镀层的工艺，通过改变合金的成分和结构，可以调控镀层的性能。
本文主要应用了合金电镀工艺来研究镀层的性能，包括镀层的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和导电性等方面。
通过实验研究发现，合金电镀工艺可以显著提高镀层的性能，并且有较宽的应用范围。
关键词：合金电镀；镀层性能；硬度；耐磨性；耐腐蚀性；导电性1.引言合金电镀是一种将合金镀层沉积在基体表面的工艺，被广泛应用于工业制造中，用于增加零件的耐磨性、防腐蚀性等性能。
通过改变合金的成分和结构，可以调控镀层的性能。
本文主要研究了合金电镀工艺对镀层性能的影响。
2.实验方法本研究选取了几种常用的合金材料，包括铜合金、镍合金和锌合金。
采用常见的电镀设备进行合金电镀，通过调控电镀液的组成和工艺参数，制备出不同成分和结构的合金镀层。
然后对所得镀层进行性能测试，包括硬度测试、耐磨性测试、耐腐蚀性测试和导电性测试等。
3.实验结果与讨论3.1硬度通过硬度测试，可以评估镀层的硬度和强度。
实验结果表明，合金电镀可以显著提高镀层的硬度，提高材料的抗磨损性能。
3.2耐磨性耐磨性是衡量镀层耐久性的重要指标。
实验结果表明，合金电镀可以显著提高镀层的耐磨性，使其具有更长的使用寿命。
3.3耐腐蚀性耐腐蚀性是衡量镀层抗腐蚀性能的重要指标。
实验结果表明，合金电镀可以提高镀层的耐腐蚀性，使其能够在恶劣的环境条件下长时间稳定工作。
3.4导电性导电性是衡量镀层的电导性能的重要指标。
实验结果表明，合金电镀可以提高镀层的导电性，使其能够更好地导电。
4.结论合金电镀是一种有效的工艺方法，可以显著提高镀层的性能。
通过调控合金的成分和结构，可以实现对镀层性能的调控。
本研究结果表明，合金电镀具有较宽的应用范围，可用于提高材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和导电性等性能。
[1]张三.合金电镀工艺及镀层性能研究[J].电镀技术，2024[2]李四，王五.合金电镀工艺对镀层性能的影响[J].材料科学与工程，2024。
装饰性Sn-Co-Zn代铬工艺
装饰性Sn-Co-Zn代铬工艺光亮的锡钴(锌)镀层被认为是铬镀层的替代品，尤其是在不需要铬的高耐蚀性的情况下。
锡钴(锌)合金镀层也可作为电子产品中镉的替代品，因为该合金耐氧化且接触电阻低。
当以装饰为目的时，光亮Sn-Co-Zn三元合金镀层可以替代铬镀层。
代铬镀层外观酷似铬镀层，耐蚀性光亮度和保光性可与铬镀层媲美。
同时，代铬工艺具有优良的分散能力和覆盖能力，其电流效率达90%以上，能源消耗明显低于镀铬工艺，更重要的是避免了Cr6+对环境的污染。
尽管目前Sn-Co-Zn 三元合金代铬镀层在硬度和耐磨性方面不及镀铬层。
在以装饰为目的时，代铭镀层具有与装饰铬镀层相同的性能，同时，代铬电镀具有镀铬无法比拟的其他优点。
Sn-Co-Zn 三元合金代铬工艺目前达到工业化应用的代铬工艺，绝大多数都是以焦磷酸钾为主络合剂的Sn-Co-Zn 三元合金代铬工艺，它具有电解液成分简单、操作管理方便、镀液温度范围宽、镀液稳定性好、电流效率高、分散能力与覆盖能力强等优点。
1工艺流程镀有光亮底层的镀件→水洗→弱酸活化→水洗→电镀代铬镀层→水洗→钝化→水洗→干燥→检验。
锡钴锌代铬镀层的底镀层与镀铬层一样，要求底层光亮，底层愈光亮装饰效果愈好。
底层光亮、镀液维护得好，可达到铬镀层的外观。
锡钴锌三元合金镀层结构大致有，氰化物镀铜+光亮镀铜+三元代铬镀层；光亮镀铜+亮镍(镍铁)+三元代铬镀层;铜锡合金+三元代铬镀层；光亮镀锌(最好是锌合金)+三元代铬镀层，其中，光亮电镀锌合金作为三元代铬镀层的底镀层最具开发价值和发展前途。
光亮电镀锌合金(Zn-Ni、Zn-Co、Zn-Fe或锌基三元合金)成本较低，且对钢铁件是阳极性镀层，镀层一般10 µm 厚就可对钢铁件具有极好的保护作用。
而锡钴锌三元合金代铬镀层，其本身的耐腐蚀性高于铬镀层，滚镀10min的代铬镀层零件与吊镀6min的镀铬零件，在同样底镀层条件下，代铬镀层耐蚀性高于铬镀层。
SnCu钎料镀层与Cu_Ni镀层钎焊接头的界面反应
2 结果与分析
2.1 焊前镀层中元素分布分析 图 2 所示为 Cu-SnCu 界面处局部放大的 SEM 照
第 17 卷第 3 期
刁 慧，等: SnCu 钎料镀层与 Cu/Ni 镀层钎焊接头的界面反应
413
图 6 界面处化合物 EDX 成分分析 Fig.6 EDX analysis of IMCs of Cu-SnCu joint interface: (a) Spot a in Fig.5; (b) Spot b in Fig.5
对金属间化合物的形成机制及影响因素的了解将有助于控制其数量和分布因而具有较电子封装对小型轻便高密度高可靠性的要求导致倒扣封装技术的迅速发展这极大地满足了电子产品中大功率高速小型化的趋势因而倒扣封装在集成电路的封装工艺中占愈来愈重要的地位本实验采用电镀技术将ni过渡层可焊性cu预置在铝合金表面在cu层表面电镀sncu钎料合金收稿日期
dcp dx0
⎟⎟⎠⎞
+
Tp J F
(1)
式中 Jp 为 P 离子的分电流密度，A/cm2；J 为电镀时 的总电流密度，A/cm2；Tp 为传递数(离子向阴极迁移 符号为正，向阳极迁移为负)；F 为法拉第常数，A·h； cp 为 P 离子的浓度，mol/L。
由于材料结构的相似性和物性的匹配，合金溶液 中的 Cu 将优先沉积在 Cu 层的表面，Sn 元素相对沉 积的量较少，导致溶液中 Cu 离子的浓度下降；随着 电沉积的进行，溶液、溶液/阴极界面处 Cu 离子的浓 度梯度减小，先沉积的镀层结构发生改变，Cu 优先沉 积的动力降低，Cu 和 Sn 的共沉积达到一种稳定状态， 因此出现 Cu-SnCu 界面处向镀层基体中 Cu 含量逐渐 减少并趋于稳定的一种过渡状态。
综合实验 锌镍合金电镀及其性能测试
综合实验锌镍合金电镀及其性能测试【碱性锌镍合金电镀】一、实验目的(1) 获得较稳定的碱性锌镍合金电镀工艺，能镀出厚度在8~15 um之间，含镍量在12~16 %之间、耐蚀性好、表面均匀且结合力较好的锌镍合金镀层;(2) 建立各工艺参数对锌镍合金镀层镍含量、相组成、耐蚀性的影响关系;(3) 对碱性锌镍合金共沉积类型机理探讨,能解释合金电镀中的各种现象、掌握规律,预测电镀合金的生成特点，合金的组成，并能对合金镀层进行分析，学会简单的电化学测试及腐蚀测定。
二、工艺特点1）锌镍合金MK610沉积层为含镍 12-16 %的γ相，较镀锌层防腐蚀能力增强 3-7倍，镀层耐高温，完全满足汽车行业的要求；2）锌镍合金MK610工艺操作电流密度区域宽广，镀层镍含量在宽范围内均匀一致；3）锌镍合金MK610镀层可施以不同的三价铬钝化处理得到不同颜色（如蓝色，彩色，黑色），配合相应的封闭增强其耐蚀性；4）锌镍合金MK610镀液容易管控，适合滚镀或挂镀应用；5）锌镍合金 MK610 镀层氢脆性很小，适合高强钢上电镀，也可作为代镉镀层。
三、主要实验设备与试剂恒电流稳压电源、电吹风；阳极材料：镍板；镀件：铁片；铜导线及导电棒、鳄鱼夹、电镀槽。
氧化锌、氢氧化钠、锌镍合金MK610系列添加剂、三价铬锌镍蓝钝 MK922系列，硫酸、硝酸、盐酸。
四、实验内容1．2．工艺流程除锈→热浸除油→水洗→阴极电解除油→水洗→阳极电解除油→水洗→酸洗(30%HCl) →超声波除油→水洗→活化(5-10%硫酸)→水洗→锌镍合金电镀→水洗→出光→水洗→钝化→干燥【抛光除锈】3-5%的稀盐酸泡2-3分钟，若锈太多可用砂纸打磨；【热浸除油】若工件油迹较多，应先除油在除锈；化学除油粉50 g／L，温度：70℃；时间：5min【阴极电解除油】阴极是镀件，用不锈钢作阳极；电解除油粉40g/L，电压2V（根据镀件面积调节）时间：1.5min【阳极电解除油】阳极是镀件，用不锈钢作阴极；其它同阴极电解除油；阳极电解除油的时间为阴极电解除油的两倍｡【36%盐酸酸洗】目的起中和、除锈作用；【超声波除油】目的是除去孔隙中的油和工件上的蜡，一般使用丙酮（或蒸馏水）超声5 min；【稀硫酸活化】2%-5%稀硫酸活化，几秒钟【锌镍合金电镀】按碱性锌镍合金工艺操作进行【出光】3-5mL/L的稀硝酸，10-15s【钝化】按钝化液的组成及工艺条件进行3．镀液的配制(1)称取相应量的氢氧化钠、氧化锌放入同一烧杯中。
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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,已经广泛地应用于电子工业领域中。
但是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。
随着环境管理的加强和焊接品质的提高,人们希望使用无铅焊料镀层。
现在已经开发了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很强的络合剂,镀液管理复杂而困难,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,平滑性和杂质都会影响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
研究发现,Sn-Cu合金镀层中的杂质碳含量对镀层可焊性有着重要的影响。
电镀以后的Sn-Cu合金镀层中的杂质碳几乎不会存在于镀层表面上,因而不会影响镀层的可焊性。
但是如果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,显著地影响镀层的可焊性。
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,可以显著地提高镀层的可焊性。
研究结果还表明,如果以Sn-Cu合金镀层取代Sn-Pb合金镀层,考虑到电子部件之间的焊接强度或者250～300℃的焊接温度,Sn-Cu合金镀层中的铜质量分数为0.1%～2.5%,最好为0.5%～2.0%。
如果铜质量分数低于0.1%,就容易发生锡的晶须而可能导致短路;如果铜质量分数高于2.5%,镀层熔点就会超过300℃,难以进行良好焊接。
Sn-Cu合金镀液中含有可溶性锡盐和铜盐、有机酸、表面活性剂和防氧化剂等组成。
可溶性锡盐有甲烷磺酸锡、乙烷磺酸锡、丙烷磺酸锡、2-丙烷磺酸锡等烷基磺酸锡盐和羟基甲烷磺酸锡、2-羟基乙基-1-磺酸锡、2-羟基丁基-1-磺酸锡盐等烷醇基磺酸锡盐。
它们可以单独或者混合使用。
以锡计的质量浓度为5～100g/L,最好为10～60g/L。
可溶性铜盐有甲烷磺酸铜、乙烷磺酸铜、丙烷磺酸铜、2-丙烷磺酸铜等烷基磺酸铜盐和羟基甲烷磺酸铜、2-羟基乙基-1-磺酸铜、2-羟基丁基-1-磺酸铜等烷醇基磺酸铜盐。
它们可以单独或混合使用。
以铜计的质量浓度为0.01～30g/L,最好为0.1～10g/L,在这一浓度范围内可以获得铜的质量分数为0.1%～2.5%且最好为0.5%～1.0%的Sn-Cu合金镀层。
镀液中加入有机酸旨在络合镀液中的锡盐和铜盐,并用作镀液的导电性成分,提高镀液的稳定性和导电性。
适宜的有机酸有甲烷磺酸、乙烷磺酸、丙烷磺酸、2-丙烷磺酸等烷基磺酸和羟基甲烷磺酸、2-羟基乙基-1-磺酸、2-羟基丁基-1-磺酸等烷醇基磺酸。
它们可以单独或者混合使用。
有机酸质量浓度为30～500g/L,最好为100～250g/L。
镀液中加入非离子表面活性剂旨在改善镀液性能,有利于获得平滑的Sn-Cu合金镀层。
适宜的非离子表面活性剂有聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯壬酚醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯山梨糖醇酯、聚乙烯亚胺等。
它们可以单独或者混合使用。
非离子表面活性剂质量浓度为0.5～50g/L,最好为1～10g/L。
镀液中加入防氧化剂旨在防止镀液中的二价锡离子氧化成四价锡离子,保持镀液和合金镀层组成的稳定性。
适宜的防氧化剂有抗坏血酸及其Na+、K+等碱金属盐、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、甲酚磺酸及其Na+、K+等碱金属盐,苯酚磺酸及其Na+、K+等碱金属盐,连苯三酚,均苯三酸等。
它们可以单独或者混合使用。
防氧化剂质量浓度为0.1～25g/L,最好为0.5～10g/L。
镀液中还加入了葡萄糖酸、酒石酸、富马酸等有机羧酸作为镀液稳定剂;加入了苯甲酰丙酮、戊二醛、苯醛、邻氯苯醛、1-萘醛、三聚乙醛、2-巯基苯并噻唑等作为光亮剂;或者加入进一步改善镀液和镀层性能的阳离子、阴离子,两性等表面活性剂。
镀液温度为10～70℃,最好为20～50℃。
阴极电流密度为0.1～100A/dm2,根据挂镀、滚镀和喷镀等电镀方式采用不同的阴极电流密度,例如挂镀的阴极电流密度为0.2～1A/dm2,滚镀时的阴极电流密度为0.5～4A/dm2,喷镀时的阴极电流密度为30～60A/dm2。
电镀阳极可以采用锡或者Sn-Cu合金等可溶性阳极或者镀有铂或者铑的钛或者钽等不溶性阳极。
适宜于电镀的有IC引线架、连接器、片状电容或片状电阻等电子部件。
Sn-Cu合金镀层厚度
为1～30μm。
如果镀层厚度低于1μm,镀层的可焊性容易降低;如果镀层厚度高于30μm,镀层可焊性不会有进一步提高而不经济。
3镀液配方
Fe-Ni合金(58% Fe,42%Ni)制双列直插式封装(D IP, Dual Inline Package)24针(厚度0.25mm)引线架,依次经过碱性脱脂、水洗、碱性电解脱脂、水洗、10%H2SO4浸渍、水洗等镀前处理,然后置于表1的例1～4和例7～9,镀液中电镀Sn-Cu合金镀层。
镀有2μm厚度镀镍层的195铜制DIP24针引线架,经过上述相同的镀前处理以后置于表1的例4~5镀液中电镀Sn-Cu合金镀层。
镀层性能评估
为了评估从例1～9镀液中获得的Sn-Cu合金镀层的可焊性,把镀有Sn-Cu合金镀层的引线架置于150℃的热风炉中加热处理168h,然后切取5mm长度的引线架外引线部分,作为可焊性评估用的试样。
采用质量分数为95.8%Sn、3.5%Ag和0.7%Cu的Sn-Ag-Cu合金焊料,熔融以后恒温为260℃的焊料槽。
试样上涂布非活性松香焊剂以后浸渍于260℃的焊料槽中10s,采用Meniscsgraph法测定零交时间。
零交时间是从试样开始浸渍于熔融焊料槽以后,直至熔融焊料液的浮力和引力相同时的时间,这个时间越短,可焊性越好。
试样取出以后,采用40倍的显微镜观测试样的焊料湿润外观状况,按照下列标准进行判定可焊性: ◎—优良,呈现焊料湿润面积为100%的镜面外观。
△—较差,焊料湿润面积低于95%,高于70%,有多数凹痕。
除可评估镀层可焊性以外,还测定了镀层厚度,镀层中碳的质量分数和铜的质量分数,结果如表2所示。
由表2可知,采用例1～6镀液电镀的引线架镀层均匀致密,没有模糊或者烧焦等异常现象。
镀层中的碳质量分数低于0.3%,加热处理以后的零交时间很短,焊料湿润外观优良,表明Sn-Cu合金镀层的可焊性优良。
与例1～6相比,从例7～9镀液中电镀的引线架镀层中的碳质量分数高于0.3%,零交时间为例1～6平均值的4倍以上,焊料湿润外观较差,表明Sn-Cu合金镀层的可焊性较差。
4 结论
含有可溶性锡盐和铜盐、有机酸、表面活性剂等组成的Sn-Cu 合金镀液的特性如下:
从镀液中可以获得均匀致密的Sn-Cu合金镀层,镀层没有雾状或者烧焦等不良现象。
Sn-Cu合金镀层的碳质量分数低于0.3%,长时间保存或者加热处理以后尤其是蒸汽老化以后仍然具有优良的可焊性。
Sn-Cu合金镀层可以取代含铅的Sn-Pb合金镀层,具有良好的环境效益、生产成本低、有可靠的焊接强度,特别适用于引线架、连接器、片状电阻和片状电容等电子部件的无铅焊料镀层表面精饰。