文章编号:100123849(2003)0220038204①Sn2Cu合金电镀王丽丽编译(南京得实发展集团,江苏南京210018)摘要:概述了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的Sn2Cu合金镀液,可以获得碳质量分数低于013%的可焊性优良的Sn2Cu合金镀层,适用于IC引线架等电子部件的表面可焊性精饰。关键词:Sn2Cu合金;可焊性;碳质量分数中图分类号:TQ15312文献标识码:ESn-CuAlloyPlatingTranslatedandCompliedbyWANGLi2li1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Sn2Pb合金镀层具有优良的可焊性,已经广泛地应用于电子工业领域中。但是Sn2Pb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。随着环境管理的加强和焊接品质的提高,人们希望使用无铅焊料镀层。现在已经开发了Sn2Ag合金、Sn2Bi合金、Sn2In合金和Sn2Zn合金等无铅焊料镀层,它们存在的问题有:1)获得Sn2Ag合金镀层的镀液中含有络合能力很强的络合剂,镀液管理复杂而困难,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Sn2Bi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Sn2In合金镀层的熔点低于Sn2Pb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Sn2Zn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问题,人们开发了另外的Sn2Cu合金镀层。Sn2Cu合金镀层一般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,平滑性和杂质都会影响Sn2Cu合金镀层的可焊性。此外,为了确保焊接可靠性,要求像Sn2Pb合金镀层那样,加热处理以后的可焊性和镀层外观仍然优良。本文就加热处理以后仍然具有优良可焊性的Sn2Cu合金镀液和电镀工艺加以叙述。2工艺概述研究发现,Sn2Cu合金镀层中的杂质碳含量对镀层可焊性有着重要的影响。电镀以后的Sn2Cu合金镀层中的杂质碳几乎不会存在于镀层表面上,因而不会影响镀层的可焊性。但是如果在室温下长期保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,显著地影响镀层的可焊性。研究结果表明,Sn2Cu合金·83·Mar.2003PlatingandFinishingVol.25No.2①收稿日期:2002205216作者简介:王丽丽(19442),女,江苏南京人,南京得实发展集团工程师1©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.镀层中的杂质碳的质量分数为013%以下时,可以显著地提高镀层的可焊性。研究结果还表明,如果以Sn2Cu合金镀层取代Sn2Pb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,Sn2Cu合金镀层中的铜质量分数为011%～215%,最好为015%～210%。如果铜质量分数低于011%,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215%,镀层熔点就会超过300℃,难以进行良好焊接。Sn2Cu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、22丙烷磺酸锡等烷基磺酸锡盐和羟基甲烷磺酸锡、22羟基乙基212磺酸锡、22羟基丁基212磺酸锡盐等烷醇基磺酸锡盐。它们可以单独或者混合使用。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、22丙烷磺酸铜等烷基磺酸铜盐和羟基甲烷磺酸铜、22羟基乙基212磺酸铜、22羟基丁基212磺酸铜等烷醇基磺酸铜盐。它们可以单独或混合使用。以铜计的质量浓度为0101～30g�L,最好为011～10g�L,在这一浓度范围内可以获得铜的质量分数为011%～215%且最好为015%～110%的Sn2Cu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,提高镀液的稳定性和导电性。适宜的有机酸有甲烷磺酸、乙烷磺酸、丙烷磺酸、22丙烷磺酸等烷基磺酸和羟基甲烷磺酸、22羟基乙基212磺酸、22羟基丁基212磺酸等烷醇基磺酸。它们可以单独或者混合使用。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Sn2Cu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、...
