Sn-Cu合金电镀工艺及镀层性能研究

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PCB电镀铜锡工艺资料

n 高电流密度区烧焦,中高电流密度区无光泽----Copper Gleam 125T2(CH) Additive 非常低 n改正方法:添加2-3ml/l Copper Gleam 125T-2(CH) Additive
34
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）
11
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。
31
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；

铜锡合金代镍电镀工艺的研究进展

２国内电镀Ｃ．ｎ合金工艺进展ｕＳ
早在５年代中期，国就已开始了电镀铜锡合０我金工艺的研究，时迫于国内镍资源匮乏，武汉、当在上海等地先后以低锡青铜、锡青铜等工艺替代镀高
和高锡又两锡％
～
１％和４％以上，锡青铜的应用较少。低锡青５０中
铜电镀层孔隙少、性好，易抛光，镀层色泽稳韧容但
摘要：电镀铜锡合金是一种合适的代镍镀层，不使人体过敏，满足防扩散性能的要求，成本较低。本文综述了国内外它能且电镀铜锡合金工艺的研究进展和应用，举了各种类型的镀液配方和添加剂。列关键词：电镀；铜锡合金；代镍
ＡｂｔａｔＣｕ— ｌｔｎｇｓａｒｇｈｔｓｓｉｕｔｆｒｎｉｋｌｃｌｎｇｂｅａｓｉｓｎｏａｌｒｃｏｓｒｃ：Ｓｎｐａｉｉｉｕｂｔｔｅｏｃｅｏａｉｃｕｅｔｔｌｅｇｉｔｈｕａｂｉｍｎｏｄｙ，ｃｎａｍｅｔｎｔ— ｉｆｓｏｅａｉｄｆｕｉｎｒｑｒｍｅｎｄｈａｏｗｅｏｓＴｈｅｅｒｈｅｎｄａｌｃｔｏｎｆｅｕｉｅｎｔａｓａｌｒｃｔｅｒｓａｃｓａｐｐｉａｉｓｏＣｕＳｐｌｔｎｂｈａｔｏｍｅａａｏｄｒｖｖｅｄ，ａｎ —ｎａｉｇｏｔｈｎｄｂｒａａｅｏｅｒｉｗｅｄｖｒｏｕｔｏｒｕａｉｓａｄｄｉｉｅｉｔｄ．ａｉｓｂａｈｆｍｌｔｏｎｎｄａｔｖｓｌｅｓ

电镀光亮锌和高锡CuSn合金组合镀层工艺

２００８年１１月电镀与精饰第３０卷第１１期（总１８８期）・２７・文章编号：１００１—３８４９（２００８Ｊ１１．００２７．０３电镀光亮锌和高锡Ｃｕ．Ｓｎ合金组合镀层工艺郭崇武，易胜飞（佛山市华良实业有限公司，广东佛山５２８１００）摘要：试验了光亮镀锌和高锡Ｃｕ—Ｓｎ舍金组合镀层滚镀工艺。

采用本工艺能够获得镜面般光亮镀层。

试验表明，镀层与基体之间以及两镀层之间的结合力满足标准的要求，与传统的碱性滚镀铜和高锡Ｃｕ－Ｓｎ合金组合镀层相比，耐盐雾试验时间提高１５０％，镀层材料成本降低４３．３％。

在光亮镀锌和高锡Ｃｕ－Ｓｎ合金组合镀层上镀仿金，与碱性镀铜和光亮镀镍组合镀层上镀仿金相比，镀层材料成本降低６８．４％，按新工艺镀黑镍，镀层材料成本降低６２．９％。

生产实践证明，光亮镀锌和高锡Ｃｕ—Ｓｎ合金组合镀层能够满足顾客的质量要求。

关键词：光亮镀锌；高锡Ｃｕ．Ｓｎ合金；组合镀层中图分类号：ＴＱｌ５３．１５文献标识码：Ｂ引言ＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎＣｏａｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒＥｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇｏｆＢｒｉｇｈｔＺｉｎｃａｎｄＨｉｇｈＳｎＣｕ—ＳｎＡｌｌｏｙＣｏａｔｉｎｇｓＧＵＯＣｈｏｎｇ－ｗｕ，ＹＩＳｈｅｎｇ—ｆｅｉ在金属镍价格上涨的冲击下，高锡ｃｕ．ｓｎ合金镀层正在受到业内人士的青睐，目前，不少镀件已经用镀高锡Ｃｕ—ｓｎ合金取代了光亮镀镍。

挂镀高锡Ｃｕ．Ｓｎ合金的工艺比较成熟，以碱性镀铜作底层，以光亮酸性镀铜作中间层，再镀高锡ｃｕ・Ｓｎ合金。

传统的滚镀工艺是在碱性镀铜底层上直接镀高锡Ｃｕ．ｓｎ合金，由于碱性镀铜和高锡Ｃｕ－ｓｎ合金镀层的光亮度都较低，镀层的外观质量不够理想。

对于光亮度要求较高的镀件，还需要在碱性镀铜底层上增加一道酸性光亮镀铜，然后再镀高锡ｃｕ—ｓｎ合金。

由于滚镀酸性镀铜工艺还不成熟，镀液不够稳定，光亮度较差，所以，滚镀生产线使用这套工艺还有一定的困难。

为此，研究了光亮镀锌和高锡ｃｕ－Ｓｎ合金组合镀层，在酸性镀锌底层上镀高锡ｃｕ—ｓｎ合金，外观质量高，耐腐蚀性好，成本又较低。

金属防腐工艺设计说明书

《不锈钢表带焦磷酸盐镀Cu-Sn合金工艺设计说明书》1．前言电镀车间设计是车间进行建设、改建、扩建和技术改造前的全面规划工作。

根据对车间的任务要求，确定车间规模、设备、人员、面积和布置，提出厂房建筑、供电、供气、供热、给水排水、废水处理、制冷与采暖通风等建设项目的全套建设所需图纸与技术经济资料。

车间设计必须认真贯彻有关方针政策，采用符合清洁生产要求的先进工艺与设备，提高车间生产技术水平，使有限的资金发挥最大的投资效果。

电镀车间设计包括工艺设计、厂房建筑设计、采暖通风设计、动力供应、配电照明、给排水以及废气废水处理、回收与综合利用等配套工程的设计。

由于电镀车间属于化学与电化学生产性质，厂房内部管沟线路比较复杂，生产过程中所产生的废气废水对设备、管道和建筑物等的腐蚀也较严重，且易污染周围环境。

因此，在设计中除选择合理的生产工艺和设备外，对建筑物和管道防腐、各类管沟的走向协调，废气废水处理、回收与综合利用等设施均应予以充分重视和合理安排。

车间设计一般按初步设计和施工图设计两个阶段进行。

对于技术上比较简单的小型项目，经有关主管部门同意也可直接进行施工图设计；在设计前只需编制一个实施方案或技术改造方案，把设计中的一些主要原则征得有关主管部门同意和批准，即可进行施工图设计。

初步设计主要是确定有关建设原则和车间技术经济指标，具体反映设计的指导思想、建设规模、产品方案、总体布置、工艺水平、设备选型、劳动定员、主要建筑物和构筑物、各项配套设施、占地面积、投资规模、环境保护与职业卫生等方面的文字说明与图纸。

经过上级主管部门审查批准的初步设计，即确定了该车间建设项目的投资额和建筑面积等重要控制指标，列入年度建设计划，进行设备和材料订货、征购土地、施工准备和安排工图设计工作。

施工图设计是在已批准的初步设计的基础上进一步具体化。

它是建设单位进行厂房施工、管道和设备安装以及编制投资预算的主要依据。

建设单位按施工图设计所开列的设备明细表定购所有定型设备和委托非标准设备的设计和制造。

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。

三价铬电镀工艺研究现状及展望

三价铬电镀工艺研究现状及展望周琳燕;古雅菁;欧阳小琴;肖胜辉;张斌斌;万莹;王春霞;冯长杰【摘要】电镀铬层的应用范围极为广泛,而常用的六价铬镀液中的Cr(Ⅵ)有毒且严重污染环境,研究环保型的三价铬电镀工艺以取代六价铬电镀工艺是近年来的研究热点.阐述了三价铬镀铬的特点,分析了当前三价铬镀铬体系存在的镀液稳定性差和在镀硬铬时镀层难以增厚的问题及其相应的解决办法,展望了三价铬镀铬的发展方向.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2015(037)008【总页数】5页(P14-18)【关键词】三价铬镀铬;镀液稳定性;镀厚铬;研究现状【作者】周琳燕;古雅菁;欧阳小琴;肖胜辉;张斌斌;万莹;王春霞;冯长杰【作者单位】中航工业江西洪都航空工业股份有限公司理化测试中心,江西南昌330024;中航工业江西洪都航空工业股份有限公司理化测试中心,江西南昌330024;中航工业江西洪都航空工业股份有限公司理化测试中心,江西南昌330024;中航工业江西洪都航空工业股份有限公司科技部,江西南昌330024;中航工业江西洪都航空工业股份有限公司科技部,江西南昌330024;中航工业江西洪都航空工业股份有限公司科技部,江西南昌330024;南昌航空大学材料学院,江西南昌330063;南昌航空大学材料学院,江西南昌330063【正文语种】中文【中图分类】TQ153.11引言镀铬在电镀工业中应用广泛。

镀铬层具有良好的硬度、装饰性、耐热性及耐蚀性［1］。

镀铬工艺按照铬离子的价态可分为六价铬电镀铬和三价铬电镀铬两大体系。

六价铬镀铬工艺从1856年至今，经过150多年的发展，其工艺成熟，所得镀层性能优良［2］。

但作为铬离子提供源的铬酸毒性很大，对人体会造成粘膜及皮肤烧灼、溃疡，有致癌作用，同时还可使土壤气孔堵塞，破坏土壤结构，污染环境［3］。

因此，很多国家出台了相关的法律法规，开始对Cr(Ⅵ)进行限制使用并逐步淘汰:欧美等地的卫生组织规定饮用水中Cr(Ⅵ)的质量浓度限制在0.05mg/L以下;欧盟2006年通过RoHs(欧盟有害物限制)法规［4］。

SMT资料(323个文件)

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

AZ31镁合金化学镀Ni—Cu—Sn—P前处理工艺的研究

（ｌｇｆＭａｅｉｌｃｅｃｎｇｎｅｉｇ，ＮａｊｇＵｎｖｒｉｙｏｃｎｌｇ，ｎｉｇ２００，Ｃｈｎ）ＣｏｌｅｏｔｒａｓＳｉｎｅａｄＥｎｉｅｒｎｅｎｉｉｅｓｔｆＴｅｈｏｏｙＮａｊ１０９ｎｎｉａ
摘要：通过扫描电镜（Ｅ、射线能谱４（Ｄ）结合力测试、化曲线等手段，选出最佳前处理工艺，成功地在镁合ＳＭ）Ｘ￣ＥＳ、Ｚ极优并金表面化学镀ＮｉｕＳ－ — — ｎＰ四元合金。结果表明：Ｃ高锰酸盐活化工艺最佳，制得的ＮｉｕＳ－所 — ｎＰ镀层均匀、密，Ａ１Ｃ致对Ｚ３镁
温下会被空气氧化，成的氧化膜疏松、孔，致生多导
格为６０ｍｍ× ３０ｍｍ ×１ｍｍ。１２工艺流程．
６０ｉ０ＳＣ砂纸打磨试样一
１ｎ０ｍｉ一碱洗一
乙醇超声波清洗
化学镀
酸洗 — 活化一
１实验
１１实验材料．
工艺条件Ｉ（Ｉ高锰酸盐法）高锰酸钾３／Ｉ：０ｇＬ，氟化钠５ｇＬ，酸钠１０ｇＬ，０℃ ，ｎ／磷０／５８ｍｉ。工艺条件Ｉ锡酸盐法）锡酸钠４／Ｖ（：ＯｇＬ，氢氧化钠１／乙酸钠６ｇＬ，磷酸钠４／０ｇＬ，／焦０ｇＬ，
５ｍｉｎ。

铝锌合金轴瓦的优化电镀前处理工艺

铝锌合金轴瓦的优化电镀前处理工艺在铝或铝合金上电镀的前处理工艺据文献综合起来大致有：①经化学浸蚀或机械抛光后除去镀件表面的氧化物直接进行镀覆;②浸锌后电镀;③阳极氧化后电镀。

目前应用最广泛的是浸锌和阳极氧化两种工艺。

由于铝合金轴瓦是双金属层结构，其电镀的前处理工艺既要保证镀层的结合力，也应该保证经过精密加工后的钢背不产生过腐蚀，因此铝合金轴瓦电镀的前处理工艺与纯铝合金电镀的前处理工艺有较大的区别。

嘉应学院化学系研究人员为获得在铝锌合金轴瓦表面的电镀前处理工艺，进行了不同的试验。

结果表明，采用过硫酸铵溶液代替混合酸轴瓦表面的黑膜、用氨基磺酸电解液对铝锌合金进行阳极氧化处理以及阳极氧化后再化学镀镍，可以获得结合力良好的镍层。

1酸洗工艺采用过硫酸铵溶液，既能除去铝锌合金因碱腐蚀产生的黑膜，又能大幅降低钢背的腐蚀速度。

2采用氨基磺酸作电解液对铝锌合金进行阳极氧化，具有成膜时间短、对钢背腐蚀较轻等特点。

3铝锌合金采用氨基磺酸阳极氧化后进行化学镀镍，可获得结合力良好的镍镀层。

4铝锌合金轴瓦电镀Pb-Sn-Cu三元合金的前处理工艺流程为：除油→水洗→碱腐蚀→水洗→酸洗(过硫酸铵溶液除黑膜)→水洗→阳极氧化(氨基磺酸氧化)→水洗→化学镀镍。

电刷镀Ag-Bi_合金镀层的结构与耐蚀性能研究

表面技术第53卷第4期电刷镀Ag-Bi合金镀层的结构与耐蚀性能研究杜宝帅*，闫芝成，张忠文，张都清，索帅，李新梅（国网山东省电力公司电力科学研究院，济南 250002）摘要：目的采用电刷镀技术制备Ag-Bi合金镀层，揭示镀层的微观结构特征与耐腐蚀性能。

方法基于酸性硫代硫酸钠无氰镀液体系，利用电刷镀技术在铜基体上制备了纯银以及Ag-Bi合金镀层。

利用XRD和SEM 分析了镀层的物相组成和微观形貌，采用显微硬度计测试了镀层的硬度，通过极化曲线和电化学阻抗谱对镀层的耐腐蚀能力进行了表征。

结果电刷镀制备的合金镀层均由面心立方结构Ag(Bi)过饱和固溶体组成，在Ag-15.64Bi合金镀层中还形成了六方结构α-Bi相。

所制备的镀层具有纳米级晶粒尺寸，范围为13.5~21 nm。

与纯Ag镀层相比，电刷镀Ag-Bi合金镀层的致密性和平整度明显提高。

合金镀层的硬度随着Bi含量的增加而增加，最高为220.7HV。

镀层的自腐蚀电位和电荷转移电阻随着Bi含量的增加先增加后减小，腐蚀电流密度呈现相反趋势，Ag-4.52Bi镀层具有最佳的耐腐蚀能力，其自腐蚀电位为−0.189 V，腐蚀电流密度为1.76×10−2 mA·cm−2，电荷转移电阻为1 635 Ω·cm2。

结论通过在酸性硫代硫酸钠镀液中加入硝酸铋，可以电刷镀制备Ag-Bi合金镀层。

Bi元素含量对镀层的显微硬度和耐腐蚀能力均具有显著影响。

随着镀层中Bi元素的增加，固溶强化、细晶强化效应使镀层的硬度明显增加。

合金镀层中孔隙和缝隙等结构缺陷的减少阻碍了腐蚀介质的渗入，Bi元素对镀层钝化膜的形成具有促进作用，最终使镀层的耐腐蚀性能得到提升。

关键词：电刷镀；Ag-Bi镀层；耐蚀性；显微硬度中图分类号：TG174.44 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)04-0110-07DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.04.010Investigation on Structure and Corrosion Resistance ofAg-Bi Alloy Coating Fabricated by Brush PlatingDU Baoshuai*, YAN Zhicheng, ZHANG Zhongwen, ZHANG Duqing, SUO Shuai, LI Xinmei(State Grid Shandong Electric Power Research Institute, Jinan 250002, China)ABSTRACT: Silver coating has been used extensively in the field of power electronics and aerospace industry. However, due to its inherent FCC crystal structure and sensitivity to corrosive factors such as Cl− and SiO2, it suffers from low wear and corrosion resistance. Non-cyanide silver alloy plating shows promise in improving the comprehensive properties of silver coating. The work aims to fabricate Ag-Bi alloy coating by brush plating technology and reveal its characteristic microstructure and corrosion resistance property. Based on acidic non-cyanide sodium thiosulfate plating bath, pure Ag and Ag-Bi alloy coatings were synthesized on copper by brush plating. Bi(NO)3 was used as the source of Bi element in the coating and varied in收稿日期：2023-01-03；修订日期：2023-03-21Received：2023-01-03；Revised：2023-03-21基金项目：国网山东省电力公司科技项目（520626210020）Fund：Scientific Research Project from State Grid Shandong Electric Power Company (520626210020)引文格式：杜宝帅, 闫芝成, 张忠文, 等. 电刷镀Ag-Bi合金镀层的结构与耐蚀性能研究[J]. 表面技术, 2024, 53(4): 110-106.DU Baoshuai, YAN Zhicheng, ZHANG Zhongwen, et al. Investigation on Structure and Corrosion Resistance of Ag-Bi Alloy Coating Fabricated by Brush Plating[J]. Surface Technology, 2024, 53(4): 110-116.*通信作者（Corresponding author）第53卷第4期杜宝帅，等：电刷镀Ag-Bi合金镀层的结构与耐蚀性能研究·111·the plating bath to control the content of Bi in the alloy coating. T2 copper was used as the substrate, and it was ground with sand paper and subject to electro-cleaning and activation before the brush plating process. XRD and SEM were used to analyze the phase constituent and micro-morphology. Microhardness tester was employed to measure the hardness of the coatings.Corrosion resistance of the coatings was characterized by polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy.Results showed that FCC supersaturated Ag(Bi) phase was presented for all the coatings, and hexagonal α-Bi phase was found in the Ag-15.64Bi alloy coating, which indicated the phase separation for this coating. The phenomenon of Ag(Bi) diffraction peak shifting to the left was found due to the solid solution effect of Bi element. The brush plated coatings possessed nano-sized grain structure which was in the range of 13.5-21 nm. Surface of the pure Ag coating showed the cauliflower-like morphology, while Ag-Bi coatings presented much refined granular structure. Compared with the pure Ag coating, brush plated Ag-Bi alloy coatings showed improved compactness and surface roughness. With the increase of Bi content in the alloy coating, the microhardness increased accordingly, reaching a maximum value of 220.7HV for the Ag-15.64Bi alloy coating. Electrochemical test showed that in general, the incorporation of Bi element in the Ag coating improved the corrosion resistance of the alloyed coating. Corrosion potential and charge transfer resistance increased firstly and then decreased with the increase of Bi content in the coating, while corrosion current density showed the opposite trend. Ag-4.52Bi showed the best corrosion resistance property, with corrosion potential of −0.189 V, corrosion current density of 1.76×10−2 mA·cm–2, and charge transfer resistance of 1 635 Ω·cm2. Electrochemical impedance spectroscopy of the tested coatings showed the feature of single time constant, corresponding to the interface of Ag coating and electrolyte solution. Conclusion can be made that by adding sodium thiosulfate in the acidic plating bath, Ag-Bi alloy coating can be fabricated by brush plating. Content of Bi has significant effect on the microhardness and corrosion resistance of the coating. With the increase of Bi content in the coating, the hardness of the coating is improved due to the solution strengthening and grain refinement strengthening. Corrosion medium is blocked because of the reduction of structure defects such as pores and crevices, and Bi element can promote the formation of passive film on the coating, resulting in the enhancement of corrosion resistance of the Ag-Bi alloyed coating.KEY WORDS: brush plating; Ag-Bi coating; corrosion resistance; microhardness银镀层具有导电性高、化学性质稳定、高温环境下具有自润滑效应等优异的性能，在电力电子、航空航天等领域具有广泛的应用[1-4]。

电镀Ni-Sn合金热处理前后的组织和性能

第20卷　第2期2000年6月航　空　材　料　学　报JOU R NA L O F A ERO N AU T ICA L M A T ERI AL S V ol.20,No.2June2000电镀Ni-Sn合金热处理前后的组织和性能张国珠(杭州电子工业学院45信箱,杭州310037)摘要:分析了电镀N i-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 N i(M)和N iSn(M)组成,高Sn时出现平衡相N i3Sn4和 Sn;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N iSn(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。

关键词:N i-Sn合金镀层;热处理;组织;耐磨性;耐蚀性中图分类号:T G166.7 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2000)02-0028-07 Ni-Sn合金镀层具有美丽的金属光泽,而且有优秀的耐磨性和良好的减磨性,已经在电子、电器、机械、仪表等方面获得了应用,取得了较好的效果。

但是,其研究大多限于镀液组成和电镀工艺方面,对组织方面的研究虽有一些报导[1～3],但成分仅限于65%Sn的镀层。

本文在此基础上,对Ni-Sn合金镀层的各种组织及热处理时的转变机理进行了系统的探讨,同时对耐蚀性和耐磨性也进行了探讨。

本研究将对进一步发掘Ni-Sn合金镀层的潜力,扩大其应用提供理论依据。

1　实验方法1.1　电镀方法基底材料:Q235;镀液组成及电镀工艺参数示于表1和表2。

表1　各种镀层的镀液成分T able1　Compo sitio ns o f tin-nickel alloy plating bathsSy mbo l of depo sitBat h co mposition/g・l-1A B C D E FK4P2O7165165165165165165 SnCl2・2H2O0.9 2.4 5.611.41820N iCl2・6H2O46.843.636.426.9106C2H5NO2202020202020 (N H4)2HC6H5O7101010101010 收稿日期:1999-11-23;修订日期:2000-03-20 作者简介:张国珠(1962-),女,硕士表2　电镀工艺参数T able2　Electr oplat e technical param eterCur rent density /A・dm-2T emper ature/℃PHV oltag e/VA no deAr ea(a no de/cat ho de)0.560～658.01～2Ni plate～41.2　热处理工艺从150℃至550℃每隔50℃保温1h,不同镀层处理温度有所不同。

电镀铜锡合金工艺简介

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2 004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。

碱性锌酸盐锌镍合金电镀工艺及机理研究

南昌航空大学硕士学位论文碱性锌酸盐锌镍合金电镀工艺及机理研究姓名：吴浩杰申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：杜楠20080501摘要锌镍合金是一种新型防护性镀层，具有极高的耐蚀性和优良的机械性能，极具有发展前景。

本文优选出碱性锌酸盐锌镍合金镀液的添加剂，并通过正交实验优化了锌镍合金电镀工艺参数与镀液配方，系统地研究了电沉积锌镍合金的工艺条件。

重点探讨了阴极电流密度、温度和镀液成分含量对锌镍合金镀层中镍含量的影响规律。

采用x射线衍射仪、扫描电镜和分光光度计等分析仪器和手段，对锌镍合金镀层的成分、微观形貌、相结构和腐蚀产物进行分析和研究。

采用动电位扫描法研究了锌镍合金共沉积电化学行为，并结合交流阻抗谱分析探讨了锌镍合金共沉积类型和机理。

采用了电化学极化曲线、盐水浸泡法和中性盐雾实验法对锌镍合金镀层的耐蚀性进行了研究。

结果表明：（1）在ZnO 12g/L; NaOH 120g/L; NiSO4·6H2O 8g/L; 络合剂ZNA 40mL/L; 酒石酸钾钠 40g/L; 光亮剂6mL/L; T=25℃;D k=2.5A/dm2下，可获得镍含量为12~14wt.%的锌镍合金镀层。

（2）锌镍合金镀层中的镍含量与合金镀液组成及工艺条件有关，其中镀液中锌镍离子浓度比对镀层的镍含量影响最大。

（3）在合金电镀过程中，锌离子的存在和析出，会在阴极表面形成中间产物吸附膜，使镍的还原受阻，所以锌镍合金共沉积表现为异常共沉积。

（4）镍含量不同，相组成不同，耐蚀性也不同。

镍含量<10%的锌镍合金镀层是δ+η相；10-14%主要是δ+x相；14-18%是γ+δ相；>18%是γ+δ+α相。

耐蚀性总体表现为δ+x相优于δ+η相、γ+δ相优于γ+δ+α相。

（5）锌镍合金镀层在腐蚀过程中，由于NiO的存在，使Zn(OH)2转化为ZnO的过程受阻，提高了合金镀层的耐蚀性。

关键字：锌镍合金，电镀，合金共沉积，异常共沉积，耐蚀性ABSTRACTZinc-Nickel alloys are a kind of new and protective coatings and have been developed. The Zn-Ni alloys coatings have a promising future, because of their high corrosion resistance and good mechanical properties. In this paper, Zinc-Nickel alloys electroplating has been realized by adopting new additive, complexant and orthogonal experiments.The new process conditions and solutions of electroplating Zinc-Nickel alloys have been obtained and researched from all aspects. The effects of current dencity, temperature, composition of electroplating solution on the content of Nickel in the deposits were investigatied. The rules of Zinc-Nickel alloy coating component, microcosmic appearance and structure, corrosion products have been analyzed and researched by means of adopting XRD, SEM and spectral photometer. The electrochemical bebavior of the Zn-Ni electroplating has been studied respectively by linear sweep voltammetry and cyclic voltammetry, partial current method and alternating current impedance method. The properties of the Zinc-Nickel alloys corrosion resistance have been researched by the electrochemisty test, NaCl immersion test and the neutral salt spray test. The results show: (1) The Zn-Ni alloys coating which the content of nickel is in 12~14wt.% with highest corrosion resistance has been abtained by ZnO 12g/L; NaOH 120g/L; NiSO4·6H2O 8g/L; Complexing ZNA 40mL/L; Sodium tartrate 40g/L; Brightener 6mL/L; T=25℃; D k=2.5A/dm2. (2) The composition and process could affect the content of nickel in Zn-Ni alloys coatings, the concentration alteration of Zn2+ and Ni2+ in the bath lead to induce alloy nickel content changes. (3) Zn-Ni alloys plating is anomalous codeposition. Zn2+leds to the formation of intermediate production film on the surface of the cathode during codeposition, which could embarrass Ni2+ deposition. (4) Zn-Ni alloys electrodeposits exhibit different alloy phases with different corrosion resistance as a functction of their alloy composition. The diffent phases appeared as the nickel content in the deposits changed, Ni content lower than 10 wt.%, mainlyδ+η; Ni 10-14 wt.%, δ+x; Ni 14-18wt.%, γ+δ; and Ni higher than 18wt.%, γ+δ+α. Corrosion resistance capability isδ+x>γ+δ\δ+η>γ+δ+α. (5) Zn-Ni alloy coatings are of much better corrosion resistance, because of NiO, The process of Zn (OH)2 converting to ZnO is hindered, so the corrosion resistance of the coatings is improved.Key Words:Zinc-Nickel alloys, electroplating, alloy electrodeposition, anomalous codeposition, corrosion resistance南昌航空大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，是我个人在导师指导下，在南昌航空大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。

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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,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。

随着环境治理的加大和焊接品质的提升,人们期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,它们存在的咨询题有:
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咨询题,人们开发了另外的Sn-Cu合金镀层。

Sn-Cu合金镀层一样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旧优良。

本文就加热处理以后仍旧具有优良可焊性的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。

然而如果在室温下长期储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,明显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,能够明显地提升镀层的可焊性。

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。

它们能够单独或者混合使用。

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。

它们能够单独或混合使用。

以铜计的质量浓度为0.01～30g/L,最好为0.1～10g/L,在这一浓度范畴内能够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,提升镀液的稳固性和导电性。

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。

它们能够单独或者混合使用。

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。

它们能够单独或者混合使用。

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固性。

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。

它们能够单独或者混合使用。

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固剂;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,按照挂镀、滚镀和喷镀等电镀方式采纳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。

电镀阳极能够采纳锡或者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,镀层可焊性可不能有进一步提升而不经济。

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,依次通过碱性脱脂、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,通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。

采纳质量分数为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,采纳Meniscsgraph法测定零交时刻。

零交时刻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刻,那个时刻越短,可焊性越好。

试样取出以后,采纳40倍的显微镜观测试样的焊料潮湿外观状况,按照下列标准进行判定可焊性: ◎—优良,出现焊料潮湿面积为100%的镜面外观。

△—较差,焊料潮湿面积低于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,采纳例1～6镀液电镀的引线架镀层平均致密,没有模糊或者烧焦等专门现象。

镀层中的碳质量分数低于0.3%,加热处理以后的零交时刻专门短,焊料潮湿外观优良,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%,零交时刻为例1～6平均值的4倍以上,焊料潮湿外观较差,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:
从镀液中能够获得平均致密的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%,长时刻储存或者加热处理以后专门是蒸汽老化以后仍旧具有优良的可焊性。

Sn-Cu合金镀层能够取代含铅的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,专门适用于引线架、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。