电镀纯锡故障原因及对策分析

Zhang Zheng Zhou Haiping Abstract Application process and conditions required for electroplating pure tin is reviewed in this article. The parameters which influenced the effect of the plating are also discussed. Key words plating pure tin additives in pure tin plating
述
度偏低，溶液分散性能比较好，但电流密度下降，镀
镀锡溶液还有一个问题，就是不管怎样尽心尽
与
层容易烧焦，也容易出现渗镀；硫酸的含量偏高，有 利于防止 Ｓｎ２＋ 的水解，也有利于阳极的正常溶解，同 时增强溶液的导电性和提高溶液的分散性，但过高 的氢离子浓度容易导致氢气的产生。综合考虑，在 配制镀液时，硫酸亚锡含量取其上限，硫酸含量取 其中限，即硫酸亚锡浓度控制在（４０￣４５）ｇ／Ｌ，硫酸 浓度控制在（６０￣７０）ｍｌ／Ｌ 较合适。以上镀液经长时 间生产考核，均得到良好的锡镀层。二价锡基本稳 定，硫酸的补加量也很少；其次要控制添加剂的含 量。镀锡添加剂里面有光亮剂、表面活性剂、抗氧 化剂和络合剂等有机物。实验表明，适当的含量对 提高镀层的性能有非常好的作用，但过高的含量也 容易引起渗镀，因此要控制好添加剂中某些成分的 含量，补加添加剂时一般以 Ａ／ｈ 为单位的消耗量来 补加。由于冬季消耗量小，夏季消耗量多，需要做 赫尔槽工艺实验来确定添加量。添加时，以“少加 勤加”为原则。另外还要把电流密度控制在工艺范 围内。当电镀工作液有渗镀现象产生时，电流密度 越大的区域，渗镀现象越明显。但这并不是说工作 时不能用大的电流密度，只要控制好参数，就能防 止工件局部区域由于电流密度偏大而造成渗镀。比 如，保证阴阳两极各个接触点的良好，以免有些地 方局部电阻变大，造成偏电流。同时，阳极的电流 密度也应该在工艺范围内，这就需要充分保证阳极 面积与阴极的面积比在 ２∶１ 以上。最后要控制溶液 的温度和搅拌的频率，摆幅。当工件在没有摆动和
力地维护，当溶液使用到一定程度时，都会出现浑 浊现象，这就是二价锡氧化成四价锡的缘故。从生 产实践来看，这并不影响它的工作性能，但当镀液 中的四价锡越来越多，或者有机杂质已影响到镀层 效果时，就必须用活性碳进行大处理。首先把溶液 中的硫酸浓度调整到配比中的上限，添加活性碳的 量由工艺实验来确定。添加（３￣５）ｇ／Ｌ 的活性碳足 以吸附有机杂质，但过滤速度非常慢，相反，提高 活性碳的量，不仅可以去除有机杂质，同时，过滤 效果也相当好。
笔者所在的单位是专业从事印制电路专用化学 材料的研制机构。电镀纯锡添加剂 ＣＳ－３５ 在推广应 用初期，出现的渗镀问题较多，经过大量的实验，取 得了重要技术参数，有效地解决了存在的不足，产 品配方得到了最优化。现产品在市场上已成功应用， 得到了客户的好评。
以上是笔者在电镀工作实践中解决故障的个人 体会，写出来与同行切磋。为了我们的生存环境，为 了我们的子孙后代，希望大家共同关注电镀纯锡工 艺，使镀锡工艺越来越完善。 PCI
评
论
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电镀纯锡故障原因及对策分析
（中南电子化学材料所 ４３００７０） 张 正 周海平
摘 要 概述了电镀纯锡的应用工艺及条件，并对影响其效果的几个参数进行了分析。 关键词 电镀 纯锡 镀锡添加剂
Problems in Electroplating Pure Tin and Solutions
参考文献 ［１］ 陆金龙．ＳＭＤ可焊性电镀锡及锡铅合金．电镀与环保， ２００４ ，２４（１）：１ ２ ￣ １ ５ ［２］ 徐瑞东，王军丽等．锡合金镀层工艺的研究现状与展 望 ． 电镀与涂饰，２００３，２２（３）：４４￣４６ ［３］ 何祚明，曾领才，张承科．光亮硫酸盐镀锡工艺及生 产实践 ． 电镀与涂饰，２００４，２３（２）：４９￣５２
在电镀纯锡过程中，最容易出现的问题是渗镀， 特别是在冬天，镀液气温低时容易出现。笔者认为 这可能是在电极反应过程中，由于阴极电流效率不 可能达到 １００％，在待镀工件线条表面及周围总有一 些 Ｈ ＋ 能得到电子被氧化成氢气，形成一些小气泡， 并可能形成气流。如果图形湿膜保护层本身有损坏 或者与铜表面结合力不牢，这些气流就会攻击它们， 造成镀锡溶液渗进去并镀上一层锡。有时候，当这 些气流足够大时，即使湿膜保护层与铜表面结合力 相当好，也会造成渗镀，这样当工件经过蚀刻、退 锡以后，线条与线条之间就会发生短路现象，这显 然是不符合质量要求的。要防止渗镀问题，第一要 保证图形感光湿膜与铜表面结合力牢固，这就要求 工件孔化后（不管是全板电镀薄铜，还是化学镀镀 厚铜），铜表面一定要浸酸、抛光、烘干，保证铜表 面的光洁度，还要严格按照湿膜工艺要求操作，特 别是工件烘烤的时间和温度。在气温低时，要增加
深圳市东方宇之光公司喜迁新址
国内大型的激光光绘机系统设备制造商——深圳市东方宇之光电子科技有限公司喜迁新址，现迁入南山区南油天 安工业园。公司面积增至近 ３０００ 平方米 ， 集中了研发、生产、销售、工程技术服务和 ＣＡＭ 培训，进一步进行了有效 的资源融合和管理提升。２００５ 年公司加大新产品的开发力度，结出累累硕果。光绘机方面，隆重推出３２ 路半导体激光 １６０００ｄｐｉ的全自动全连线激光光绘机和１２０００ｄｐｉ高精度光绘机。飞针测试机方面，完成了Ｗｉｎｄｏｗｓ系统的中文版独立 知识产权测试软件，增加了 ＣＣＤ 摄像定位功能。改型后的新结构飞针测试机精度和速度大幅度提升。以上产品在三月 份的上海 ２００６ 年 ＣＰＣＡ ＳＨＯＷ 全部展出，热忱欢迎行业同仁莅临指导。公司秉承一贯的“质量第一，用户至上”的 经营理念，为广大新老客户提供优质的产品和关怀式的服务，合作互赢，携手共创辉煌。
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。
不可否认，老式的氟硼酸电镀铅锡合金工艺很 稳定也很成熟。新的硫酸盐（硫酸）电镀纯锡工艺 在几年前就有一些印制板厂家开始使用，有用的很 成功的，也有用的不很顺利的。笔者从事孔化电镀 产品技术服务工作 １５ 年，常受孔化电镀故障问题的 困扰。通过这几年的摸索实验、总结，有一些自己 的体会，现将电镀纯锡故障产生的原因及排除方法 与业界同行进行交流。
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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。
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。
Printed Circuit Information 印制电路信息２００６ Ｎｏ．３
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一道工件后固化工序，即工件在图形电镀前，８０ ℃