电镀工艺纯锡高温变色主因研究报告
接插件电镀层变色原因及防变色措施(光亮剂的缺点)
接插件电镀层变色原因及防变色措施摘要：分别探讨了接插件电镀层变色的原因。
镀金层的变色原因如下：基体质量不符合要求，产品的设计及电镀工艺存在缺陷(包括产品前处理工艺、金阻挡层镀液体系的选择、镀液的维护、电镀工艺参数的选择和电镀方式等的不妥当)，镀后处理不力，产品使用环境的差异等镀银层变色的原因如下：基体形状复杂且其表面粗糙度高，电镀工艺不完善，包装方式不当，产品使用环境差异等。
提出了镀层的防变色措施：提高基体质量，减少设计缺陷，改进电镀工艺，加强镀后工序管理，根据产品的使用环境对其制定不同的质量要求等关键词：接插件；镀金；镀银；变色；措施；1 前言在接插件的制造工艺中，为了保证产品的导电性能和可靠性，大部分产品的接触件以及部分产品的壳体均采用了镀金或镀银进行表面处理。
由于在产品的加工和使用过程中受到各种因素的影响，部分产品的镀层表面会在较短时间内出现变色现象。
而一旦镀层表面开始变色，产品的电气性能也会随之下降。
为了避免这种现象发生，针对金、银镀层的变色机理，人们采取了各种措施尽力延缓镀层在规定的时间内出现的颜色变化。
以下为目前在接插件制造行业中发生镀层变色原因的分析以及常用的解决镀金、镀银层变色问题的一些基本方法。
2 金镀层的变色原因金是一种比较稳定的金属元素，在大气环境中几乎不与其它物质反应，因此不会受到各种腐蚀气体侵袭而发生化学变化。
接插件金镀层变色的原因主要是受到基体金属(铜及铜合金)通过金层孔隙向镀层表面迁移的影响。
因为金层与基体金属之间存在着电位差，在遇到腐蚀介质时这种电位差会导致基体金属被腐蚀，当腐蚀物富集在金层表面时金层就改变了颜色。
在接插件的制造行业中导致金层很快变色的原因主要还体现在以下几个方面。
2．1 基体质量达不到要求基材杂质含量和基体表面光洁度是两项衡量电接触体基体质量的重要指标。
近几年来，由于市场竞争加剧，加上金属材料涨价因素，使得一些基体制造厂为了降低生产成本，采用一些不合规格的材料，甚至采用回收铜加工制造基体。
电镀高温镍抗变色原理及应用
P.S. 磷镍药水对锡镀层有良好的抗变色效果。
对镀金端子SMT爬锡效果的抗变色验证
l 变色的主因是镀层处于一般空间时，空气里的氧气与镀层表面氧化生成氧化物 或氧化膜，在高温情况下发生变色。 l 要减少变色的机会，有效的方法是阻止氧气跟镀层表面接触，高温镍镀层内的 物质会优先与氧气发生反应，使氧气不在跟镀层表面接触，从而减低氧化物或氧 化膜的生成，从而有效的防止镀层在高温下变色。
对镀锡层抗变色验证
高温防变色的原因解释及原理也有很多个版本，以下简要介绍在行业中比较熟知的 说法，供参考。
l 在高温的情况下，锡镀层会融化并流动，所以在下层的镀层或底材便会外露于 高温及带氧的环境下。 l 在这种情况下，氧化膜会立刻在外露的表面形成，亦可通过渗透而与锡层、底 层及底材形成氧化物，在高温下变色。
高温防变色原理
电镀高温镍抗变色原理及应用
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背景介绍
在无铅制程的过程中，会遇到纯锡镀层IR后变色及焊脚镀金部 位SMT焊锡处爬锡不良问题，不同种类锡镀层及后处理剂，均无 法从根本上解决这一问题。后经多次试验，发现底镀层对表面 镀层的变色起到了决定性作用，并发现含磷镍层可以有效改善 变色问题。
高温变色原因
样品镀层:半光镍+高温镍+纯锡+后处理
P.S. 采用半光镍+高温镍的组合镀层，不影响其抗变色性能，高温镍膜厚不低于 10u”则仍具有较好的抗变色性能。
电镀不良现象及产生原因
雾锡镀件不良现象及产生原因不良现象原因说明低电流密度区镀层不均匀，或有漏铜现象1，金属含量太高2，电流密度太小3，硫酸浓度不足4，添加剂过量5，阳极面积不足6，前处理不充分高电流密度区发灰、发黑或烧焦1，电流密度太高2，金属含量太低3，添加剂不足表面粗糙1，电流密度过大2，电解液组成不均衡4，电解液受到杂质金属污染5，滚轮转速慢锡层易变色1，黄铜底材发生置换现象2，电镀后水洗不充分3，产品存储不佳，受潮或碰到腐蚀性液体4，添加剂过量锡层不均匀1，添加剂不足2，锡浓度过高 3.电流密度太小4，硫酸浓度低锡层耐腐蚀性不佳1，前处理不足2，有杂质空隙3，镀件不良针孔多镀层泛黄１，锡层厚度不足２，光泽剂添加不足３，存储场所不佳有酸碱气体，空气潮湿４，电镀后中和不佳线管发黑１，多发于Ｓ型端子，卡在滚桶壁上电击伤，黑斑１，电流密度过大，阴极放电将端子烧焦亮锡镀件不良现象及产生原因不良现象原因说明表面有白雾1，含量太高2，电流密度太小3，硫酸浓度不足4，光泽剂不足5，阳极面积不足6，浴温太高7，阳极钝化8，前处理不充分锡层容易剥落1，锡层厚度不足2，锡层氧化3，光泽剂过量4，电解液受到金属杂质污染表面粗糙1，电流密度过大2，电解液组成不均衡4，电解液受到杂志金属污染5，光泽剂不足锡层不均匀1，添加剂不足2，锡浓度过高 3.电流密度太小4，硫酸浓度低1镀层泛黄１，锡层厚度不足２，光泽剂添加不足３，存储场所不佳有酸碱气体，空气潮湿４，电镀后中和不佳镀层泛蓝１，添加剂比例不均衡，光泽剂过量前处理的重要性前处理的目的前处理的目的是保持产品表面清洁，由于镀件在制造、加工搬运、保存期间会有油脂、氧化物锈皮、氢氧化物、灰尘等污物附著于镀件表面，若不去除这些污物进行电镀，产品品质将无法得到保证，所以前处理在电镀制程中占有很重要的地位。
前处理不良会造成的电镀不良现象前处理不良会产生的不良现象，有下列几项：(1)锡层脱落(2)镀层有气泡(3)表面有黑点(4)色泽不均匀(5)表面有锡点(7)表面粗糙(8)产品耐腐蚀性降低(9)脆化。
高速纯锡镀层回流焊变色原因和控制对策
高速纯锡镀层回流焊变色原因和控制对策孙红旗;孙江燕;贺岩峰【摘要】探讨了高速纯锡镀层回流焊变色的原因,分析了框架基材和电镀条件对镀层回流焊变色的影响,提出了调整电镀工艺条件、加强镀液维护、采取适当镀后处理等控制镀层回流焊变色的措施.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2016(035)015【总页数】4页(P808-811)【关键词】纯锡镀层;高速电镀;回流焊;变色;后处理【作者】孙红旗;孙江燕;贺岩峰【作者单位】上海新阳半导体材料有限公司,上海201616;上海新阳半导体材料有限公司,上海201616;上海新阳半导体材料有限公司,上海201616;长春工业大学化学工程学院,吉林长春 130012【正文语种】中文【中图分类】TQ153.13;TG178First-author's address: Shanghai Sinyang Semiconductor Materials Co.，Ltd.， Shanghai 201616， China随着无铅化进程的推进，目前纯锡电镀或无铅合金电镀在集成电路引线框架、被动元器件和连接器行业已经成为一种广为接受的锡铅电镀的替代品［1］。
但无铅纯锡回流焊温度比锡铅回流焊温度要高，当回流焊温度从235 °C提高到260 °C时，纯锡镀层在回流焊过程中容易发生变色［2］。
因此，探索与解决纯锡镀层回流焊变色问题对电子封装无铅制程相当重要。
本文主要对高速纯锡镀层回流焊变色原因进行分析，并提出了一些行之有效的抑制镀层回流焊变色的方法。
镀层回流焊变色的直接原因是纯锡镀层表面氧化［3］，即高温情况下镀层表面发生氧化变色，表现为镀层在回流焊条件下（对纯锡镀层而言，峰值温度为260 °C）处理一定时间后镀层表面变色，从黄色到棕色，甚至紫色。
当对纯锡镀层进行不同的热处理时，会因不同的热处理条件而产生不同厚度的氧化层，回流焊工艺温度和时间直接影响到镀层的可靠性和变色程度［4］。
电镀后产品表面变色机理研究
电镀后产品表面变色机理研究发布时间：2023-02-17T06:56:13.982Z 来源：《科学与技术》2022年19期作者： 1.张颖曹联斌王春华艾鹏 2.费则元 3.梅飞强[导读] 随着社会经济的不断提高，电镀后产品表面变色，呈“三明治”结构，匹配以及稳定性直接影响着电致变色器件的产品应用。
1.张颖曹联斌王春华艾鹏2.费则元3.梅飞强1.中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，辽宁省沈阳市 1100432.海装沈阳局驻沈阳地区某军事代表室，辽宁省沈阳市 1100433. 空军装备部驻沈阳地区某军事代表室，辽宁省沈阳市 110043摘要：随着社会经济的不断提高，电镀后产品表面变色，呈“三明治”结构，匹配以及稳定性直接影响着电致变色器件的产品应用。
卫浴、汽配、首饰等，都会出现过这样的问题，在起初的时候，要从简单地问题入手，找到其变色机理，发现变色和斑点。
因此，本文结合电镀产品，分析表面变色机理，从五个不同的视角，进行合理化分析，针对性制定解决措施。
关键词:电镀后;产品表面;变色机理一、引言随着经济发展的不断提升，大众的生活水平不断提高，随之而来的是能源短缺相关的问题。
由于我国的人口基数较大，中国能源问题一直都是不可或缺的一部分，也是能源的消费大国。
目前我国正在加快城镇化建设，庞大的建筑能耗，无法满足经济社会的发展需求。
除了在建筑领域，电镀变色技术，还在很多的领域中，得到有效的应用[1]。
新型有机高分子具有颜色种类多、着色效率高、分子结构易修饰等优势，并且成为了目前的发展方向。
在现实的生活中，大家可以直观的看到，电镀好的产品放仓库一段时间，不少产品在表面就会出现变色和斑点。
有时候相关的人员，就算是检查到位了，还是会出现这样的问题。
另外，还不少的领域中，科技成果的应用，标志着新技术的延伸，也展现了不一样的发展。
二、电镀产品电镀的产品，表面缺陷属于外在缺陷。
在精抛光完成后，产品表面仍然会有不符合电镀品外观标准的需求和问题[2]。
纯锡电镀中的若干问题
纯锡电镀中的若⼲问题２００６年电⼦电镀学术报召会资料汇编纯锡镀层的变⾊主要有两种情况（见图１）：（１）变黄（存放变⾊）：在环境条件下的变⾊。
典型颜⾊为黄⾊，所以本⽂对这种变⾊简称为“变黄”。
表现为镀后在⼀定的温度、湿度条件下放置或储存⼀定时间后外表⾯显现黄⾊，有的也会泛蓝或紫。
变黄影响镀层外观，严重变黄可能会引起可焊性变差，⼀般⽤户不能接受。
（２）变紫（回流焊变⾊）：⾼温情况下的变⾊。
典型颜⾊为紫⾊，所以本⽂对这种变⾊简称为“变紫”。
表现为镀后在回流焊条件下（对纯锡峰值温度２６０‘Ｃ）处理⼀定时间后外表⾯显现紫⾊或蓝⾊。
变⾊的范围可从黄⾊到棕⾊。
变紫可能影响可焊性或引起贴装故障，许多⽤户不能接受。
图ｌ纯锡镀层的变⾊现象２．２纯锡镀层变⾊的原因２．２．１变黄的原因（１）有机物夹杂或吸附：当镀层中的有机物较多。
且这些有机物易氧化变⾊时，通常会使镀层泛黄变⾊。
在⽔汽的引导下通过⽑细作⽤在镀层孔隙中夹杂的有机分⼦会迁移⾄镀层的表⾯，并在表⾯聚集。
因此，变黄有时要经过⼀定时间放置且潮湿、⾼热的环境会促使变黄现象加速或严重。
图２为严重变黄样品的扫描电镜照⽚，表⾯的细⼩颗粒就是有机物等的积聚。
（２）镀层存在较多的缺陷、孔隙、裂纹等：这些缺陷、孔隙、裂纹等会使镀液渗⼊其中．⽆法清洗除去，从⽽使有机物夹杂过多。
与锡铅镀层相｝⼔，纯锡镀层⼀般结晶较粗，结晶颗粒不规则性⼤，结晶缺陷等也较多，如图３所⽰。
所以纯锡镀层的变⾊问题就⽐锡铅严谨：得多。
２．２．２变紫的原因（１）锡的氧化：锡氧化是⾼温变⾊的主要原因，所以氧化膜厚度与⾼温变⾊直接图２变⾊样品扫描电镜照⽚相关。
在某些因素的诱导下纯锡镀层会产⽣具有⼀定颜⾊的氧化物，这些因素包括⾦属杂质、有机物、⾼温、⾼湿等，呈现的颜⾊可以⾜黄、蓝、紫等。
．４９．２００６年⽑⼦电镀学术报告会资料汇编表⾯氧化膜厚２．８（ｍ）润湿特性良好８⼀１５⼀般１５－２０略差２０．３０略差３０—５０不良５０以上不良（２）孔隙率：孔隙率也是变紫的⼀个重要因素。
酸性镀锡变色原因的初步探讨
（ ５ ） 在含 二氧化硫潮湿气氛的密闭容器中， 镀锡变色速 度有明 显加快。 ６ ． 提高艘锡防变色性能的途 径 根据目 前的工艺 水平， 要彻 底解决锡镀层变色尚 有一定 难度 ， 提高镀锡工件的防色 性
能， 可采取下列措施 ：
正在试验 ， 有可能改善锡镀层防变色性能的方法；
加厚镀层； 增加底镀层（ 如镍） ； 在 镀液中 加人合金元素如饰、 秘等， 改变 镀层的 结晶 组 织， 减少铰层孔隙； 镀后进行防变色涂 扭（ 试过几种， 但没有明显效果） 。
７ ．结 论
存在， 在 镀层表 面形成水膜， 会引起镀层腐蚀； 若镀层清洗不净或夹杂太多， 会使孔隙增 加 从而加速 镀层腐蚀， 即 加速锡层氧 化变色。
３ ． 铜基体锡艘层孔陈率 根据 Ｉ Ｓ ０ １ ０ ３ ０ ８ ； １ ９ ９ ５ 金属挂盖层一 孔隙 率试验评述（ Ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｉ ｃ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ － Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｆ ｐ ｏ ｏ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｔ ｅ ｓ ｔ ） ， 我国已经制定相应的国家标准， 即 将颁布实施。主要是将镀锡件置于含硫化物 （ Ｓ Ｏ ｚ ， Ｈ Ｚ Ｓ 等） 气氛中， 出 现痕迹和斑点， 显示孔隙。
孔原等， 铜基体上的锡艘层在大气中是阳极 性镀 层 ， 在潮 湿的大气环境 中， 锡铰层表 面水
膜（ 电解质溶液） 与铜基 体及锡艘层构成腐蚀原电池， 从而加速 锡镀层的 腐蚀， 产生腐 蚀产
物， 发生变色等外ຫໍສະໝຸດ 现象 。有资料介绍： 有人通过酸性 镀锡体系电 化学振荡行为的研究， 得出结论： 酸性镀锡层 孔隙 率较碱性铰锡高。因 此， 镀 锡层 孔隙 率与 镀层的防变色性能密 切相关。 综上所述， 锡铰层在清洁大气中发生 失泽作用： 在 潮湿大气中， 由于 氧气、 二氧 化硫等
防止纯锡镀层变色的电镀参数优化
防止纯锡镀层变色的电镀参数优化李红雷;高国华【摘要】纯锡电镀工艺主要有锡晶须、镀层变色等问题,其中镀层变色严重影响器件的可焊性.通过分析纯锡电镀各参数对镀层变色的影响,设计了工艺参数的优化实验方案,然后按照方案进行样品制作、评价和数据分析,得到能够防止纯锡镀层变色的最优参数,并对实验结果进行验证.经验证的实验结果为电流密度为12 A/dm2,电镀温度为55℃,电镀液H+浓度为1.1 mol/L,电镀液Sn2+浓度为65 g/L.研究成果提高了无铅产品的可靠性,从而增强了产品在市场上的竞争性.【期刊名称】《电子工业专用设备》【年(卷),期】2015(044)012【总页数】6页(P22-27)【关键词】纯锡;无铅;电镀;镀层变色;集成电路封装【作者】李红雷;高国华【作者单位】南通富士通微电子股份有限公司,江苏南通226006;南通富士通微电子股份有限公司,江苏南通226006【正文语种】中文【中图分类】TQ153自欧盟RoHS实施以来，纯锡电镀工艺已经发展愈加成熟，但是仍有一些问题未能彻底解决，镀层变色问题就是其中之一。
镀层变色不仅影响外观，而且会使镀层的可焊性劣化，很多客户不能接受。
镀层变色往往不是电镀后立即发生的，而是在客户处储存一段时间以后才会发生。
根据这个特性我们可以得到以下3点：1）由于无法复原当时的电镀状况，异常原因较难调查；2）因为不能及时发现，往往有较多的波及批；3）要求镀层质量要具有一定的耐久性。
所以要从根本上解决镀层变色的问题。
根据郝利峰和郑如定等人的研究成果，镀层变色一般与镀层的晶粒大小和孔隙大小有关。
与锡铅镀层相比，纯锡镀层一般结晶较粗，结晶颗粒不规则性大，结晶缺陷等也较多。
所以纯锡镀层的变色问题就比锡铅严重得多［1］。
较大的孔隙不仅会造成电镀液中的有机物难以清洗，而且会使得水汽更容易侵入。
铜基体上的锡镀层在大气中是阳极性镀层，在潮湿的大气环境中，锡镀层表面水膜与铜基体及锡镀层构成腐蚀原电池，从而加速锡镀层的腐蚀，发生变色等外观现象［2］。
电镀镍底高温锡
电镀镍底高温锡1. 引言电镀镍底高温锡是一种常用于高温环境下的电子器件连接和包装材料。
该材料具有优异的焊接性能和耐高温性能，被广泛应用于航空航天、电力电子和汽车电子等领域。
本文将介绍电镀镍底高温锡的特性、制备方法以及应用。
2. 特性2.1 高温稳定性电镀镍底高温锡材料具有优异的高温稳定性。
其在高温环境下不易氧化、蒸发或扩散，使得其在高温条件下依然能够保持良好的导电性和焊接性能。
2.2 良好的焊接性能电镀镍底高温锡具有良好的焊接性能，可以与各种金属材料有效地进行焊接。
其焊接接头强度高，焊接过程稳定，焊接后不易产生裂纹或疏松现象。
2.3 耐腐蚀性电镀镍底高温锡对腐蚀具有较高的抵抗能力。
它可以在各种恶劣环境下长期稳定地工作，不会因腐蚀而导致性能下降。
3. 制备方法电镀镍底高温锡的制备方法主要包括以下几个步骤：3.1 表面预处理在进行电镀之前，需要对待镀物进行表面预处理。
该步骤包括去除表面杂质、清洗和活化等工序。
其中，清洗过程可以采用化学清洗或机械清洗的方式，以确保获得洁净的表面。
3.2 镍电镀在表面预处理完成后，接下来进行镍电镀。
镍电镀的目的是在待镀物表面形成一层均匀的镍层。
这一步骤可以使用直流电镀或脉冲电镀等方法进行。
3.3 高温锡熔覆经过镍电镀后的材料，再进行高温锡熔覆。
高温锡熔覆是将高温锡材料加热至熔点，然后涂敷在镍层表面。
这一步骤可以采用气体熔覆或电熔覆等方法。
3.4 后处理完成高温锡熔覆后，需要对材料进行冷却和固化处理。
这一步骤可以通过空气冷却或水冷却等方式进行。
完成后处理后，可得到一层均匀、致密的电镀镍底高温锡。
4. 应用领域电镀镍底高温锡被广泛应用于以下领域：4.1 航空航天在航空航天领域，高温锡被用于制造火箭发动机、航空发动机和航空电子器件等。
其耐高温性能和优异的焊接性能使得航空航天领域能够更好地适应复杂的工况要求。
4.2 电力电子电力电子领域需要在高温和高压环境下工作，因此需要使用具有高温稳定性和耐压性能的连接材料。
电镀纯锡故障原因及对策分析
液温过低条件下进行电镀操作时，电流密度就会下
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￣９０℃温度内，重新烘板 １５ 分钟。第二要尽量减少
降，同时产生的氢气难以随溶液打散，也容易引起
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综
氢气的产生以提高电流效率，这要从以下几方面来
虚镀。因此，把溶液温度控制在 １０℃￣３５℃，移动频
控制：首先控制主盐的浓度和硫酸的含量。主盐浓
率（不能鼓气）在 ２０ 次 ／ 分，摆幅在 ５ｃｍ。
要想得到良好的电镀效果，首先镀锡添加剂必 须与图形感光湿膜（包括抗电镀油墨）是兼容的，两 者不能起反应，包括镀锡添加剂有些分解产物也必 须与图形感光湿膜兼容，否则，它会使某些线条表 面出现润湿或半润湿现象，镀上的锡层发亮，这样 的锡层达不到抗蚀刻的要求，从而造成断线；其次
配制好的电镀纯锡溶液，它的技术参数（如均镀能 力、深镀能力、电流效率、光亮度等）和镀铅锡合 金工艺一样，要能满足印制板的工艺要求。
随着环保部门对有毒元素铅、氟的使用限制越 来越严格，在印制电镀工艺中，用电镀纯锡工艺取 代电镀铅锡合金工艺的趋势越来越明显。电镀纯锡 能否取代电镀铅锡以及电镀纯锡的效果究竟如何？ 这些都是一些至今仍在用电镀铅锡工艺的生产厂家 非常关注的问题。
纯赐、锡铅、锡铜
纯赐、锡铅、锡铜等电镀工艺中容易出现的问题和理论解决方法整理如下：一、在低电流密度处光泽情形不佳,白雾状1.金属含量太高，分析金属浓度,浓度太高则予以稀释.2.电流密度太小电流加大,检查导电状况.3.酸浓度不足分析酸浓度及添加.4.光泽剂不足添加光泽,添加量每次0.5-1cc/L.5.阳极面积不足增加阳极板面积.6.浴温太高控制在比较适合的温度(约5-10度).7.阳极钝化阳极纯度,面积,电流密度确认.8.前处理不充分改善前处理工程.二、高电流密度部分无光泽,烧焦.1.电流密度高. 降低电流密度.2.金属含量太低. 分析金属浓度,做适当的添加调整.3.添加剂不足加起始剂0.5-1cc/L或更多修正并酌予添加光泽剂校正三、焊接能力不良1.镀浴受到杂质金检查阳极板的纯度,并请使用阳极袋属污染确认镀浴无前处理药水污染情形2.膜厚太薄确认厚度3.电镀后水洗不充份电镀后水洗一定要充分4.焊锡时焊接温度过高焊锡技术确认四、高电流处有针孔产生1.电流密度过大电流调整2.镀浴组成不均分析并做调整3.镀浴受到杂质污染阳极板的纯度不足,它使镀浴带入污染4.搅拌不足加强搅拌及镀浴循环5.添加剂不足加起始剂0.5-1cc/L或更多修正五、镀层易变色1.镀浴中有锌污染在锌,锌合金镀件施以铜或镍的底镀2.电镀后水洗不充分电镀后水洗一定要充分3.镀品件储场所不佳电镀成品以适当包装存放,具侵蚀性4.添加剂过量以哈氏槽做添加剂修正管理六、镀层均一电着性不佳1.电流密度过高或因镀浴带出添加起始剂0.5-2cc/L而起始剂不足.2.电流密度太小电流加大并检查导电部位3.金属浓度过高控制在适当的操作浓度,必要时则予稀释之4.酸不足分析不足量而补充之七、镀层耐蚀性不佳1.前处理不足,另件材料不良,针前处理要充分,打底要确实并检查材料孔多.2.镀浴中有杂质共析加强镀浴过滤八、低电流镀不上1.杂质(氯化物)2.金属太高稀释,降低金属浓度3.温度太高降低温度4.添加剂不足补充起始剂,光泽剂九、树状长成1.添加剂不足添加起始剂0.5-2cc/L2.活化剂不足加大活化剂浓度十、全部粗糙1.杂质进行弱电解或做沉降2.悬浮物(阳极污泥) 清洗阳极,去除脏物3.添加剂不足添加起始剂0.5-2cc/L十一、氢气气条纹1.电流太高降低电流密度.2.光泽剂太亮进行电解消耗或用活性炭吸附十二、金属分布不良1.酸太低依分析添加适量的酸2.金属太高降低金属浓度3.添加剂不足补充起始剂十三、阳极钝化1.电流太高降低电流密度.2.阳极袋阻用10%的硫酸浸泡清洗3.金属浓度过高依分析加以稀释4.酸太高依分析加以稀释十四、表面综色分渍1.铜污染进行弱电解十五、亮锡剥落1.光泽剂过量用活性炭吸附十六、锡渣的产生1. 阳极污泥清洗阳极2.输送带剥落重新加上3.去胶不完全重新去胶4.过滤不好加强循环过滤17.理论上有16种不良问题1、在低电位电流密度处光泽情形不佳、白雾状2、高电流部分无光泽，烧焦3、焊接能力不良4、高电流有针空产生5、镀锡层变色6、镀层均一性不佳7、镀层耐蚀性不佳8、低电流镀不上9、树状张成10、全部粗糙11、氢气气条纹12、金属分布不良13、阳极钝化14、表面棕色分渍15、亮锡剥落16、锡渣的产生目前，以IC²半导体为代表的电子部件在装配时多采用锡-铅系列焊料进行接合．近年来，铅对人体、环境等的影响不断被指摘，行业中对环保型接合技术的要求也越来越高．UTB无铅化系列产品是可满足环保要求并且可代替现有的电镀锡-铅系列产品的电镀Sn-X、Sn之产品．²特征1. 电镀Sn-Bi工艺（Sn-Bi Alloy Plating Process）镀层具有良好的可焊性、可抑制晶须的生成．镀层外观均一、光亮镀层具有良好的光泽性．镀液非常安定、容易管理．此工艺可用于IC框架、接连器件、电线及一般电子零件的电镀处理．主要产品（Main Products）暗色镀层光亮镀层高速镀 PF-05SH， PF-05M，PF-05KK HTB-005挂镀 PF-05M BTB-001滚镀 PF-05M BTB-0012. 电镀Sn-Cu工艺（Sn-Cu Alloy Plating Process）镀层外观均一、光亮镀层具有良好的光泽性．此工艺可用于接连器件及一般电子零件的电镀处理．主要产品(Main Products)暗色镀层光亮镀层高速镀 HTC-601 HTC-527，HTC-520挂镀 HTC-516 BTC-100，BTC-200滚镀 HTC-516 BTC-100，BTC-2003. 电镀Sn-Ag工艺（Sn-Ag Alloy Plating Process）镀层外观均一、具有较高的接合信赖性及抑制晶须的性能．此工艺可用于IC框架的电镀处理及直接在芯片上形成接点．主要产品(Main Products)暗色镀层光亮镀层高速镀 MTS-552 ——挂镀 TS-140 （用于Bump形成）——滚镀————4. 电镀纯Sn工艺(Pure Tin Plating Process)镀层具有良好的可焊性．镀层外观均一、光亮镀层具有良好的光泽性．镀液非常安定、容易管理．本工艺考虑到了对晶须的抑制．此工艺可用于IC框架、接连器件、片状电阻等微小部件、电线及一般电子零件的电镀处理．主要产品(Main Products)暗色镀层光亮镀层高速镀 PF-096S， PF-095S， PF-074S PF-081S，挂镀 PF-055S， T-020滚镀（中性镀液） NB-ZZ，NB-RZ， NB-GE T-0205. 电镀Sn／Pb工艺镀层外观电镀方式工艺名称用途暗高速镀 524M， MH-1KK， 560FT，530M， 519M IC框架，连接器件，电线等挂镀 MH-1， MR-1 IC框架，一般部件等滚镀 MR-1， 510A，NB-CZ 一般部件，片状电阻，电容等光亮高速镀 FH-30， FH-50，FH-70 连接器件，电线等挂镀 FB-15 一般部件，三极管等滚镀 FB-15 一般部件等6. 电镀纯Sn工艺镀层外观电镀方式工艺名称用途暗高速镀 MH-1KK， 530MS， 519M IC框架，连接器件，电线等挂镀 MH-1K， MR-1 IC框架，一般部件等滚镀 MR-1， 517A 一般部件等光亮高速镀 FH-50 连接器件，电线等挂镀 SR-1 一般部件，二极管等滚镀 SR-1 一般部件等7.其它辅助产品产品名称用途镀液沉降处理剂 512K， FL-SB， FL 各种镀液的Sn4+及杂质的除去镀层防变色处理剂、润滑剂 501SN，润滑剂480 镀层的变色防止、耐摩牲改善镀层剥离剂 S.S.M， S.S.C， S.S.A 镀件及挂具上Sn/Pb及Sn镀层的剥离．纯锡的化学性质不稳定,在空气中很容易发生氧化,最终生成二氧化锡,呈黄色.但在有S的情况下会生成锡的硫化物,呈黑色.因此要从根本上防止纯的变色,几乎不可能.目前对锡的防变色,主要有三种,无机膜保护,有机膜保护和钝化.但效果都不理想.仅可延和一些变色时间. 亮纯锡和哑纯锡的变色性是不可同比的.因为亮锡极易观察到变色.因此比较的基数不同,所以不能认为哑锡的抗变色性能比亮锡好.亮锡的结晶肯定比哑锡要细,可以用电镜照片来比较.至于晶须,这是相当复杂的问题,目前还没有成熟的理论.但有人认为锡越纯,越不容长晶须.与晶形的大小倒没有相关信息.锡易氧化变色,这是一个世界性的难题,目前没有根本的解决方法,只能通过改变其镀层晶格组成,增加后处理保护,改善其储存环境来延缓其表面层的氧化,雾锡一般来说其抗变色性能要强于光亮镀锡,除了颜色暗变色看起来较亮锡不明显外其最主要原因是因为雾锡镀出镀层中有机物较少,雾锡在抑止锡须方面比亮锡好,是因为雾锡的晶格一般较之亮锡粗大,目前市面上有些雾锡添加剂在功能性方面可以达到锡-x合金的效果锡层变色，与很多因素有关：镀层晶粒结构，镀层中杂质含量，底层金属扩散性，镀层表面洁净程度，存放环境等等。
Why？电镀后的产品过段时间出现了变色和斑点
Why？电镀后的产品过段时间出现了变色和斑点展开全文平台上有朋友联系到我们“跪”求帮忙解决一个头疼的大问题：每年都时不时会发生，镀好好的产品放仓库过段时间出现了变色和斑点，有时候是我们也检查过并且客户也进行了检查了没问题的产品，出货到下一个客户手上就又有发现变色和斑点！其实不论是做卫浴，汽配，首饰，还是普通装饰件，很多人都会碰到这个问题，以我们乐将团队的现场经验，要解决这个问题要先从简单的入手，而不是动不动就去调整工艺，大处理镀液。
一．首先是解决包装材料，运输，储存方法1. 因为包装的楞纸板纸浆和包装材料工艺纸含硫化钠而导致的变色和斑点。
通常，大家都会将电镀后的产品放入托盘中，将产品置于顶部和底部的纸板隔板之间，并最后放入纸箱封存放入仓库。
这是一种常规包装操作，没什么特别的问题，但是，当添加某种因素时，会发生变色和斑点。
案例1：由于包装材料的长期储存而导致的腐蚀斑点部分变色的放大照片当你使用了含硫化钠的瓦楞纸板纸浆和包装材料工艺纸，含硫量为5至26 ppm。
这时我们的电镀产品，特别是没有喷光油保护的产品在纸板上密封数周或更长时间后，就会产生硫化气体，这种气体会使电镀表面被硫化而发生变色。
当然这种含硫气体的产生不仅来自纸板，它还来自皮革，胶水，塑料和粘合剂成型时附着的产品。
2.由于包装内部产生的冷凝水而导致的变色斑点案例2：由于冷凝和腐蚀而发生污渍变色斑点露水凝结点的放大图片在梅雨季，白天温度升至30°C，夜间温度降至接近20°C。
另外，夏天，在30℃以上运输，或保存。
当从炎热的高温环境下转移到有空调仓库中，在这样的凉爽环境下，包装内部会发生冷凝。
当温度从30℃的温度和80％的湿度降至20℃时，每1m 3空间会释放6.6g的水出来。
并且水会自然地粘附在电镀产品上。
这种冷凝水溶解表面上的隐形污垢，并融入空气中的污垢之后，它将被浓缩并干燥，这将最终成为斑点出现在产品的表面上。
另外，如果时间过久这种结露期间同时还在发生壳体1的情况，则会出现集中腐蚀而产生变色斑点。
无铅锡材电镀里的集中情况
无铅锡材电镀里的集中情况镀层存在较多的缺陷、孔隙、裂纹等这些缺陷、孔隙、裂纹等会使镀液渗入其中，无法清洗除去，从而使有机物夹杂过多。
与锡铅镀层相比，纯锡镀层一般结晶较粗，结晶颗粒不规则性大，结晶缺陷等也较多。
所以纯锡镀层的变色问题就比锡铅严重得多。
锡的氧化锡氧化是高温变色的主要原因，所以氧化膜厚度与高温变色直接相关。
在某些因素的诱导下纯锡镀层会产生具有一定颜色的氧化物，这些因素包括金属杂质、有机物、高温、高湿等，呈现的颜色可以是黄、蓝、紫等。
孔隙率孔隙率也是变紫的一个重要因素。
镀液及杂质会进入孔隙，甚至直达基体，而引起高温变紫。
孔隙率的增大与基材(如合金的偏析、基材的热处理、表面存在不导电的结晶点)、前处理不当(如残留油污、氧化层去除不净、过腐蚀等)、添加剂性能、镀液混浊、电镀条件(如电流密度大)等有关。
不能忽视的是晶粒间隙，这些间隙可能形成微小孔隙。
杂质的因素铜等杂质扩散进入镀层会使变色严重，某些框架如SOT223的严重变紫就与此有关。
高温下有机物可能会促进锡氧化变色，光亮锡镀层比哑光更易高温变色与有机物的影响有关。
添加剂由于Sn2+电子结构中没有空d轨道，所以在电镀中，络合剂对锡沉积的控制作用很小。
为形成良好的结晶，需要采用表面活性剂等较大分子，通过在镀件表面吸附的方式，对电镀过程施加影响。
添加剂中这些吸附性组份，会在镀层中夹杂使镀层变黄。
所以，从添加剂着手是解决变黄问题的一个重要方法。
具体方法是：采用在镀层中夹杂及吸附少的添加剂组份。
改善添加剂对结晶控制能力，形成尽量完善的结晶，尽量减少结晶缺陷。
使结晶颗粒排列紧密，减少结晶颗粒之间边界处的缝隙。
避免采用既有吸附性又有色或氧化后会显色的组份。
增强镀液的稳定性，避免镀液混浊。
结束目前在电子电镀中无铅纯锡镀层已被广泛采用，但其工艺还处于开始广泛采用的初期，有些技术环节尚不十分成熟。
还存在着锡晶须问题、镀层变色问题和镀液混浊问题等。
对这些问题需要进行深入研究，予以解决，推进无铅纯锡电镀技术的发展。
温度对浸镀锡镀层的影响
温度对浸镀锡镀层的影响王钰蓉;曹小云;陈靓;何嘉伟;光崎尚利;包伟良;陈智栋【摘要】在基于氯化胆碱-水溶液(ChCl-H2O)的浸镀锡溶液中,以铜片为基材,在不同温度下进行浸镀锡研究.分别利用X-荧光光谱仪、扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、可焊性测试仪和电化学工作站,考察了浸镀锡速率、形貌、物相和性能受温度的影响程度.结果表明,随着温度的升高,浸镀锡的沉积速率不断加快,浸镀锡镀层的耐蚀性和可焊性均有提高;镀层表面在较低温度时光亮平整,但随温度上升,变得越来越粗糙;在70℃时,锡镀层的晶相组成由Sn和Cu6 Sn5两相共存转变Sn、Cu6Sms 和Cu3 Sn三相共存.在ChCl-H2O体系中,铜基浸镀锡的反应活化能Ea为24.6 kJ·mol-1.【期刊名称】《常州大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(027)001【总页数】5页(P32-36)【关键词】化学镀锡;晶型;氯化胆碱;性能【作者】王钰蓉;曹小云;陈靓;何嘉伟;光崎尚利;包伟良;陈智栋【作者单位】常州大学石油化工学院,江苏常州213164;常州大学石油化工学院,江苏常州213164;常州大学石油化工学院,江苏常州213164;常州大学石油化工学院,江苏常州213164;株式会社クオルテツク,日本大阪590-0906;浙江大学化学系,浙江杭州310058;常州大学石油化工学院,江苏常州213164;江苏省材料表面技术重点实验室(常州大学),江苏常州213164【正文语种】中文【中图分类】TQ153.1+3(1.常州大学石油化工学院，江苏常州 213164；2.株式会社クオルテック, 日本大阪 590-0906；3.浙江大学化学系，浙江杭州 310058；4.江苏省材料表面技术重点实验室(常州大学)，江苏常州 213164)随着信息化时代的到来，电子产品的尺寸越来越微小，印制线路板(PCB)也朝着高精密化发展。
同时，随着人们对环境保护的意识的增强，以及关于《限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》(RoHS指令)的推广，传统的含铅热风整平(HASL)工艺已经不再适应当今社会的发展，这必然迫切要求开发新的工艺来代替HASL工艺。
电镀的工艺流程及异常原因分析ok
切水
电镀的工艺流程及异常原因分析ok
•抛光 •清水洗 •全光镍
•切水 •上挂 •品检
4.电镀的工艺流程
•上挂
•前处理
•中和酸
•清水洗
•镍打底或 •酸铜打底
•半光镍
•回收槽
•厚青铜
•黑镍
•烤炉烘干
•下挂
•除色
•喷漆
•烤炉烘干
•下挂
•包装
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烤炉烘干
由于烤炉内不能拍照，无照片
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•上挂
•前处理
•中和酸
•清水洗
•镍打底或 •酸铜打底
•半光镍
•回收槽
•厚青铜
•黑镍
•烤炉烘干
•下挂
•除色
•喷漆
•烤炉烘干
•下挂
•包装
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下挂
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•镍打底或 •酸铜打底
•半光镍
•回收槽
•厚青铜
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•烤炉烘干
•下挂
•除色
•喷漆
•烤炉烘干
•下挂
•包装
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半光镍
电镀的工艺流程及异常原因分析ok
•抛光 •清水洗 •全光镍
•切水 •上挂 •品检
4.电镀的工艺流程
••清水洗
•镍打底或 •酸铜打底
•半光镍
抛光
B.过麻轮 作用：进一步对表面细
抛,使其表面纹路更细 更平坦。 辅料：麻轮,紫腊,白腊;
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电镀工艺纯锡高温变色主因研究报告-2022年学习资料
變色可能原因分析-底骨金局擴散-表面氧化-高温雙色-有機物折出-Page 10/16
變色可能原因分析一表面氧化-反應機制：-純錫易生成氧化錫SnO,SnO,,隨著溫度及時間增加，氧化膜持續增 ，外觀顏-色加深。氧化速率與溫度、氧濃度及錫晶粒大小（晶粒愈細反應愈快）有關，故在-高溫熔融時氧化速率更是 溫的數倍。-表面氧化證據：-1.在氨氣下氧的濃度極低’有效阻止氧化反應發生’故不變色-2.氧化錫易溶於疏酸 SnOsolid+6H+3SO42一→SnS04 aqucous+3H20+2SO2gas,E-此變色表面 以稀硫酸洗掉-3.使用後處理劑（磷酸鹽膜）或稀酸可在表面形成酸性保護膜，阻止氧與錫接觸-4.不同變色樣品分 可得兩者氧化程度不同（見下圖），嚴重變色的氧化膜厚度-較厚且相同厚度下200A氧化程度較多-5.氧化程度（ 化锡厚度）造成顏色差異的原理→-O thicknessa≈1200A-輕微雙色-O thickness≈6 0A-100-70-★一C-200A,--0-0年-30-.025%-Q3%-。8金￥本444-400-t 0-80010001201400600-Page 11/16
純錫高溫變色主因分析-Page 1/16
報告內容-1.背景說明-2.變色實驗結果總結-3.變色表面物質分析-4.變色可能原因分析-5.純錫高溫變色 因-6。高溫變色改善方法-Page 2/16
背景說明-為符合RoHS環保規範，各業界均需將現今含鉛製程-改採無鉛製程，對連接器端子電鍍來說純錫為目前最 -也最經濟的替代方案。但由錫鉛改為純錫後，最明顯直-接的改變就是SMT溫度由225℃提升為240℃甚至26未有因變色而導致產品功能性異常 的問題發生，但為碓保產品品質、消除客戶疑慮，找出-變色真因及改善方法實為當前重要課題，業界對變色的-機制說 眾出紛紜，本報告旨在找出變色主因並確認改-善方向。-Reflow-Page 3/16
中法电镀化学实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解电镀的基本原理和工艺流程；2. 掌握电镀过程中的参数控制及影响；3. 比较中法电镀化学实验的差异；4. 分析电镀实验结果，提高实验技能。
二、实验原理电镀是利用电解原理，在导体表面沉积一层金属或合金的过程。
电镀过程包括以下几个步骤：1. 预处理：将被镀工件进行清洗、活化、除油、除锈等处理，以提高镀层的结合力和耐蚀性；2. 电镀：将被镀工件放入含有镀层金属离子的电解液中，通电后，金属离子在工件表面还原沉积，形成镀层；3. 后处理：对镀层进行抛光、烘干等处理，以提高镀层的质量。
三、实验仪器与药品1. 仪器：电镀槽、直流电源、电流表、电压表、温度计、搅拌器、加热器、清洗槽、干燥箱等；2. 药品：硫酸铜、硫酸锌、氯化钠、氢氧化钠、磷酸、硫酸、硝酸等。
四、实验步骤1. 预处理：将被镀工件进行清洗、活化、除油、除锈等处理，确保工件表面干净、无油污；2. 配制电镀液：根据实验要求，配制适量的电镀液，确保镀层金属离子浓度合适；3. 电镀：将工件放入电镀槽中，通电后，观察电流、电压、温度等参数，确保电镀过程稳定；4. 后处理：电镀完成后，对工件进行抛光、烘干等处理；5. 比较中法电镀化学实验：记录中法电镀实验的差异，分析原因。
五、实验数据记录与处理1. 记录实验参数：电流、电压、温度、电镀时间等；2. 记录镀层质量：镀层厚度、外观、结合力、耐蚀性等；3. 数据处理：对实验数据进行统计分析，找出规律。
六、实验结果与分析1. 中法电镀化学实验的差异：（1）电镀液配方：中法电镀液配方存在差异，可能导致镀层性能不同；（2）电流密度：中法电镀电流密度不同，可能影响镀层厚度和结合力；（3）温度：中法电镀温度不同，可能影响镀层质量。
2. 电镀实验结果分析：（1）镀层厚度：实验结果显示，中法电镀镀层厚度符合要求；（2）外观：镀层表面平整、光滑，无气泡、裂纹等缺陷；（3）结合力：镀层与工件结合牢固，无脱落现象；（4）耐蚀性：镀层具有良好的耐蚀性。
无铅纯锡镀层变黄的原因及控制方法
26 X UEBAO 2010.06.20[文章编号]1671-802X (2010)03-0026-02无铅纯锡镀层变黄的原因及控制方法徐建建*[收稿日期]2010-04-20[作者简介]徐建建(1982-),男,安徽蚌埠人,助理工程师,研究方向:生产工艺。
(双环电子集团贝迪斯电子有限公司,安徽蚌埠233000)[摘 要]纯锡电镀中存在着许多问题,如锡晶须、镀层变色及镀液混浊等。
这些问题对工业电子电镀过程来说是非常重要的,本文主要针对上海某家甲基磺酸电镀体系,研究镀层变黄的现象,原因及防止镀层变色的方法。
[关键词]无铅;纯锡电镀;镀层变黄[中图分类号]TG 17[文献标识码]B一、概述锡铅合金作为可焊性镀层已有多年历史,其可以在较低温度下焊接,不产生锡须,焊接强度高,因而广泛应用于电子封装和电子线路板行业。
但随着近年来人们对环境问题越来越重视,铅的危害性也逐渐为大众所了解。
因而世界各国不断颁布日趋严格的法令来限制电子产品中铅的应用,在这样的背景下,国内外都在积极开发无铅电镀工艺,其中电镀纯锡工艺得到电子厂商的普遍认可。
随之而来,也出现了许多新的问题,其中最为典型的是镀层变黄问题、锡晶须问题和镀液混浊问题。
这些问题的出现曾一度困扰了纯锡电镀的现场用户,影响了纯锡电镀的进一步推广。
下面,我们重点说下镀层变黄问题。
二、纯锡镀层的变黄问题1、纯锡镀层变黄现象尽管锡的化学稳定性高,在大气中耐氧化不易与硫化物反应,但纯锡镀层确实存在着变黄问题,而且还相当严重,与银等金属的变色不同,有自己的规律、特点。
纯锡镀层变黄是一个普遍现象,在引线框架、连接器的镀锡层上,甚至其他装饰性镀锡层上都有发生。
纯锡镀层变黄表现为镀后在一定的温度、湿度条件下放置或储存一定时间后外表面显现黄色。
变黄影响镀层外观,严重变黄可能会引起可焊性变差,一般用户不能接受。
2、纯锡镀层变黄色的原因¥锡的氧化镀锡层长时间暴漏在空气中,与空气中的氧气产生氧化作用,生成氧化物使得纯锡镀层的颜色变为黄色,严重影响产品的可焊性。
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報告內容
1. 背景說明 2. 變色實驗結果總結 3. 變色表面物質分析 4. 變色可能原因分析 5. 純錫高溫變色真因 6. 高溫變色改善方法
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背景說明
為符合RoHS環保規範，各業界均需將現今含鉛製程 改採無鉛製程，對連接器端子電鍍來說純錫為目前最佳 也最經濟的替代方案。但由錫鉛改為純錫後，最明顯直 接的改變就是SMT溫度由225℃提升為240℃甚至260℃， 隨之而來的問題就是純錫在高溫時發生變色問題(黃色或 藍紫色)。雖然目前並未有因變色而導致產品功能性異常 的問題發生，但為確保產品品質、消除客戶疑慮，找出 變色真因及改善方法實為當前重要課題，業界對變色的 機制說法眾出紛紜， 本報告旨在找出變色主因並確認改 善方向。
Reflow
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變色實驗結果總結
綜合多次實驗結果
匯整純錫高溫變色有以下特性：
1. 在air atmosphere下, 變色隨著溫度高低(230~260℃)或高溫時間長短而有不
同程度的變化：由銀白顏色黃色藍紫色。Sn/Pb鍍層，純錫塊在高溫
時也有這種變色情形。
Temp.↑
2. 使用亮錫變色嚴重，而霧錫變色較輕微。
5. 鍍錫後再浸泡後保護劑或稀酸可改善變色，但三次reflow仍會變色(without
inert atmosphere)。
6. 變色表面可被稀硫酸(約20%)洗去。
7. 固定ASD, 錫厚度, 變色程度 。
硫酸浸洗 變色表面
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變色表面物質分析
對變色樣品進行不同深度的元素分析得知 鍍層元素含有C, O, Sn, 或Ni(當底材為不 鏽鋼時)。C來源為鍍層共沈積的有機添加 劑，O為氧化反應而來，Ni為底材擴散而 來，因此推測造成變色的可能原因為：
0
輕微變色 Sample 5 Reflow
C O Sn
200
400
600
800
1000
Sputtered depth/Å
以上分
變色可能原因分析
底層金屬擴散 表面氧化 高 溫 變 色
有機物析出
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變色可能原因分析－底層金屬擴散
or Time↑
3. 使用半亮鎳為底鍍層易變色，而不鍍鎳底或使用磷鎳則不易變色，且IR
reflow後亮錫外觀變暗(霧)，霧錫外觀變亮(並非變黃或藍紫色)。
4. 氮 氣 下 ( 含 氧 量 < 500 ppm) 過 三 次 IR reflow 不 會 變 色 (without post-
treatment)。
1. 有機物析出 2. 表面氧化 3. 底層金屬擴散，形成Sn/Ni合金
Auger 分析 (Obtained from PBL-PTRD, substrate: stainless steel )
Atomic %
Auger depth profile
(Obtained from Rohm-Haas)
Sample 3 Reflow
Sn, O, C
100
90
80
70
60
C
50
O
40
Sn
30
20
10
0
0
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
Sputtered depth/Å
Surface: C, O, Sn
Depth:11Å : O, Sn, Ni
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Depth: 22Å : O, Sn, Ni
變色可能原因分析
底層金屬擴散 表面氧化 高 溫 變 色
有機物析出
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變色可能原因分析－有機物析出
推論機制： 變色錫層表面元素分析結果發現表層含碳量較高，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，故碳元素多在鍍層表面。
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，但實際使用醇類、正溴丙烷及DMSO皆無 法洗去變色物質，僅可被稀硫酸洗去(稀硫酸不溶純錫)。 2. 不鍍鎳及磷鎳樣品或在氮氣下reflow皆不變色，若為有機物析出則不應如此(因為錫層仍 會熔化)。 3. 於200℃長時間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。 4. 下圖為對不同變色程度樣品Auger分析的結果：不同變色程度, 碳含量分布並無太大變化， 顯示碳含量對變色影響不大。 (Obtained from Rohm-Haas)
2. 由於銅擴散速度較鎳快，故不鍍鎳應易生成較厚IMC致嚴重變色，此外鎳 錫合金生長不受鎳膜厚影響，故增加鎳膜厚理應不會影響變色，但實際結 果卻相反(不鍍鎳不變色，薄鎳≈20m"變色較輕微，厚鎳≈200m"變色嚴重)。
3. 合金生成理應不受外層環境影響，故在氮氣下或使用後保護劑仍該因有合 金生長而變色，但與實驗結果相反。
Atomic % Atomic %
嚴重變色 Sample 3 Reflow
100
90
80
70
60
C
50
O
40
Sn
30
C含量分布相近
20
10
0
0
200
400
600
800 1000 1200 1400 1600
Sputtered depth/Å
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
變色可能原因分析－表面氧化
反應機制：
反應機制： 不同金屬之交界面常因擴散而生成界面合金(Intermetallics, IMC)，界面合金的 生長速度與溫度、金屬特性及晶粒大小有關。銅錫合金成長速度相當快，而鎳 與錫合金則較慢，IMC生長最終可至錫層耗盡。 底層金屬擴散為主因的矛盾點：
1. 在固定鎳及錫電鍍條件且使用相同IR profile時，生成鎳錫合金的速度及厚 度應不會有太大差異，故鍍薄錫應該因錫鎳合金較易顯露至表面而變色， 鍍厚錫則較不會變色，但實際結果卻相反(薄錫≈50minch輕微變色，厚錫 ≈500minch變色嚴重)。
4. 若僅為合金則為何可被稀硫酸洗去，卻無法為濃硝酸蝕去。
※若底材為不鏽鋼則已被證實底層鎳擴散有很大的影響(by PBL-PTRD)，而本實驗底材為銅。
以上分析可得底層金屬擴散生成合金並非銅材鍍錫變色主因。
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變色可能原因分析
底層金屬擴散 表面氧化 高 溫 變 色
有機物析出
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