化学镀锡工艺参数对沉积速率、镀层厚度及表面形貌的影响

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------化学镀锡工艺参数对沉积速率、镀层厚度及表面形貌的影响乞鹬Ｖ０１．４２Ｎｏ．５Ｍａｙ２００９。钇醐‘魄锄磊，莎ｋ移磊移Ｚ劾静徐磊，何捍卫。周科朝，刘洪江（中南大学粉末冶金国家重点实验室，湖南长沙４１００８３）［摘要］目前，铜基或铁基上化学镀锡存在连续性差、沉积速率慢等问题，为实现连续化学镀锡，提高沉积速率，设计了一种新的化学镀锡工艺。

2、考察了化学镀锡主要工艺参数（镀液主成分、ｐＨ值、温度、施镀时间）对镀层表面形貌及厚度的影响。结果表明，最佳工艺参数为：２０．Ｏ～２５．０ｇ／Ｌ氯化亚锡，７０．Ｏ一７５．０ｇ／Ｌ次亚磷酸钠，７０．０—７５．０ｇ／Ｌ硫脲，７５．０—８０．Ｏ∥Ｌ硫酸，５．０～８．０∥Ｌ甲基磺酸，５．Ｏ一８．０ｇ／Ｌ４．ＯＥＤＴＡ，２．０～ｇ／Ｌ对苯二酚，１０．Ｏ—１５．０ｇ／Ｌ乙二醇，Ｏ．５～１．０ｇ／Ｌ磷酸，０．５～１．０ｓ／Ｌ甲醛，０．５～１．０ｇ——————————————————————————————————————--------

3、----------------------------------------------------------------------------------------／ＬＯＰ－１０，温［关键词］化学镀锡；工艺参数；连续化学镀；厚度；表面形貌［文章编号］１００１—１５６０（２００９）０５－００３２—０４度８０一８５℃，ｐＨ值Ｏ．６—０．８。该工艺可实现连续化学镀锡，施镀３ｈ厚度可达３２．７２斗ｍ。［中图分类号］ＴＱｌ５３．１［文献标识码］Ａ０前言近年来，镀锡层作为可焊性镀层已广泛应用于以铜和铜合金为基体的电子元器

4、件和半导体封装等行业【ｌ以ｊ，作为防护性镀层也已广泛应用于给水系统中铜和铜合金管内表面的镀覆ＭＪ。由于铅带来的污染日益严重，锡铅合金镀层的应用受到越来越多的限制。无铅可焊性锡基合金镀覆技术在国内外的报道不多∞’６ｏ。因此，在一般的电子元器件上，镀锡依然是首选的可焊性镀层。在镀覆方法上，与电镀相比，化学镀工艺具有良好的分散能力和深镀能力，而且不受工件几何形状的限制，能解决电镀所无法解决的某些难题＂Ｊ。无论是作为可焊性镀层还是作为防护性镀层，镀锡层都要求有一定的厚度，才能满足其钎焊性能或耐腐蚀性能的要求。锡的析氢过电位高，自

5、催化活性低，若单独选用一般的还原剂，无法实现锡的连续自催化沉积。传统的化学镀锡工艺主要是Ｔｉ３＋／Ｔｉ４＋体系和氟硼酸体系，镀液毒性大，沉积速度慢，镀层薄，镀液稳定性差，镀层不能满足质量要求。当前的氯化物型化学镀锡多为置换镀——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------度、表面形貌及成分，分析了各种因素

6、如镀液主成分、工艺条件等对镀层性能的影响，并探讨了连续化学镀锡的最佳工艺参数，提出了连续化学镀厚锡的技术。１试验１．１工艺流程试样（铜片２８．０ｍｍ×１２．０ｍｍ×１．５ｒａｍ）＿镀前预处理（除油、活化）＿化学镀锡一调整工艺参数、筛选工艺条件一镀后处理（清洁、烘干）＿检测。在镀前预处理中，除油（浸入６０ｇ／Ｌ１２Ｈ２０，２０２ｇ／Ｌｇ／ＬＮａＯＨ，５０Ｎａ，ＰＯ。?Ｎａ２Ｓｉ０３，ｇ／ＬＮａ２Ｃ０３，５ｇ／ＬＯＰ一１０，７０℃，超声波清洗１０ｒａｉｎ）是为了有效去除铜材表面指纹、油污及氧化层，粗化铜表面，增加光泽性；活化

7、（浸入２０％Ｈ：ＳＯ：，３０ｓ，取出后蒸馏水清洗）是为了进一步有效去除铜表面氧化层及得到活化铜表面，增加化学镀锡液稳定性。１．２镀液组成和工艺条件——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------化学镀锡液见表１【９】。表１化学镀锡液配方锡（浸镀），沉积速度慢，镀层厚度为０．５—１．５岬，镀层较薄，其应用受

8、到了一定的限制№］。针对目前铜基化学镀锡连续性差、沉积速率慢等问题，本工作研究了不同工艺条件下化学镀锡层的厚［收稿日期］２００８—１１－２８［通信作者］徐磊（１９８３一），男，硕士研究生，从事表面技术的研究，电话：１３７８７１４９４７０；Ｅ—ｍａｉｌ：ｘｕｌｅｉｌ９８８３３＠１６３．ｃｏｍ鎏型氯化亚锡硫脲硫酸甲基磺酸