[发明专利]一种锡铋合金电镀工艺

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种锡铋合金电镀工艺，属于电镀技术领域。

【背景技术】

锡元素符号Sn，是一种略带蓝色的白色光泽的低熔点金属元 素，它是大名鼎鼎的"五金"金、银、铜、铁、锡之一。锡是银白色的 软金属，比重为7.3，熔点231.89℃，沸点2260℃。锡被广泛应用于 制造锡合金、电镀、人日常生活等。

锡和锡合金电镀层具有优良的抗腐蚀性、延展性、导电性、可 焊性和装饰性，被广泛应用于电子、连接器等。目前锡和锡合金镀层 主要有：纯锡、锡铅、锡铜、锡银、锡锌等，药水的体系有硫酸体系、 氟硼酸盐及磺酸体系等。其中氟硼酸盐体系镀锡和锡合金废水中含有 大量氟，废水处理困难，污染环境。硫酸体系和磺酸体系电镀工艺如 下：除油→酸洗→镀纯锡(锡合金)→中和→热水洗→干燥。

目前锡和锡合金电镀用得最多的有硫酸镀纯锡、锡铅合金和甲基 磺酸镀纯锡、锡铅合金。在五金电镀这一块，硫酸便宜，硫酸镀纯锡 和锡铅合金应用最多，甲基磺酸比硫酸贵得多，甲基磺酸镀纯锡和锡 铅合金主要被用到了对镀层要求更高的电子电镀中。锡铅合金镀层可 焊性好，铅可抑制镀层中锡须生长等优点，缺点就是铅有毒污染环境。 纯锡镀层可焊性好，成本低，单一金属电镀，工艺管理相对简单，废 水处理容易环保，但随着使用时间的加长，纯锡镀层会逐渐长出锡须 影响纯锡镀层的功能，甚至会造成电子元件通电时短路。针对以上问 题，研制了锡铋合金电镀工艺，锡铋合金层不仅能防止锡须的形成及 向灰锡的转变，而且具有可焊性好和无毒性环保等特点，锡铋合金电 镀工艺能解决以上的问题。

【发明内容】

本发明目的是克服现有技术中的不足，提供一种稳定易操作的锡 铋合金电镀工艺，该工艺电镀的锡铋合金电镀层均匀致密、光亮、结 合力及钎焊性优良，适用于TP、CP、SMCP产品。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种锡铋合金电镀工艺，其特征在于在镀件的纯锡镀层上加镀了 锡铋镀层，镀锡铋镀层的镀液中锡、铋的质量比为94：6。

本发明中纯锡层与锡铋镀层的总膜厚度为7.5～12.5μm，其中铋层 占总膜厚的5～10％。

本发明镀锡铋层的电镀液含50～60g/l的Sn²⁺，3～4g/l的Bi³⁺， 甲基磺酸1～2N(1-2N甲基磺酸即1-2mol/L)，20～40ml/L的PF-05M (市售可得，日本石原公司提供)，镀液温度40～50℃，镀锡铋层的 步骤为：电流密度5-10A安培/平方分米,电沉积时间30～60秒,然后 用去离子水清洗吹干。

进一步地，本发明一种锡铋合金电镀工艺，其特征在于所述锡铋 合金的电镀工艺为：在除油污和活化处理后的铜基材上先预镀纯锡打 底，再镀锡铋层，然后中和水洗烘干即可。

本发明镀纯锡层的镀液含：Sn²⁺50～60g/l，甲基磺酸1～2N， PF-05M20～40ml/L，镀液温度40～50℃；镀纯锡层的步骤为：电 流密度5-10A安培/平方分米,电沉积时间75～150秒,然后用去离子 水清洗吹干。

优选的，本发明除污步骤是先将铜基材在90～110克/升的 PT-200(市售可得，域高公司提供)溶液中电解20～40秒，电流密 度5～20安培/平方分米，温度50～70℃。

优选的，本发明活化处理步骤是将除油污的铜基材在化学研磨 铜溶液中浸泡，然后用自来水清洗一次，再用去离子水清洗吹干。 其中的化学研磨铜溶液开缸2～5克/升，硫酸10～40％浸泡时间10～20 秒，温度是室温。

对基材活化处理除去基材表面氧化，增强基材与锡的结合力， 镀纯锡时增加锡层厚度，给锡铋层打底，提高良好的可焊性，在环保 以及产品外观上添加铋有优势，特别是锡铋比例控制好可得到良好的 电镀层，包括功能和外观测试。

锡铋层镀好后，用10～30g/l的Na₃PO4溶液于温度40～50℃中 和镀层的酸，然后用温度40～50℃的热水洗净，于80～90℃烘干即可。

与现有技术相比，本发明有如下优点：