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1、,鍍錫/錫鉛工藝教案,簡介,結束語,注意事項,項,目,目錄,一 簡 介,1.1 概述,錫(Sn)是銀白色塑性較好的金屬。錫鍍層有良好的焊接性能有較高的化學穩定性錫鍍層可以耐磨在實際工藝中用酸性鍍錫/錫鉛工藝。在某種情況下錫會生長“晶須”。,1 .錫濃縮液(烷基磺酸錫) 主鹽.鍍液中Sn2+的供給源之一.無色液体,含Sn2+濃 度為300g/L,有強腐蝕性,在使用時應戴上防腐蝕性 手套及戴上口罩,避免直接接觸到葯水.,2 .鉛濃縮液(烷基磺酸鉛) 主鹽.鍍液中Pb2+的供給源之一.無色液体,含Pb2+濃 度為450g/L,有強腐蝕性,鉛是重金屬元素,有劇毒, 在使用時應戴上防腐蝕性手套,戴上口罩
2、,避免直接 接觸到葯水,一旦接觸到葯水應馬上用水衝洗干淨.,3 .錫鉛酸(烷基磺酸) 無色液体,強酸性,含烷基磺酸70%.具有增強陽極溶解 效率,增強鍍液導電性能,以及平整鍍膜的作用.具有 強腐蝕性,在使用時應戴上防腐手套,避免直接接觸葯 水.,1.3 相關資料,Sn2+ :30-60g/L Pb2+ :4-7g/L 烷基磺酸150230ml/L 溫度183C,簡介,結束語,注意事項,項,目,目錄,溶液顏色,溶液顏色為米黃色主要為Sn2+顏色當溶液為土黃色時主要是 Sn2+被氧化成Sn4+ 從而應及時清理溶液,陽極顏色,陽極塊中錫含量為99.9%是銀白色當陽極板為黑色時則錫塊被氧化成氧化亞錫即
3、Sn SnO. 保養周期至少每兩周一次,純錫易被氧化,隨著溫度及時間增加,氧化膜持續增厚,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常溫的數倍 由于其化學性質的不穩定性,其易生成錫須,俗稱“晶須”,此錫須會嚴重影響功能性,在精密電子產品中,易造成其線路短路.,其合金鍍層中,錫鉛鍍層能解決此類問題,它能避免錫須的生成.,鍍錫易出異常,錫須形成機制探討,A錫須是什麼? 制品在儲存過程中,通常會自然產生錫鬚,一種長條狀純錫單晶体,通常可長34mm(如右圖),B與底材形成的IMC方式,銅底材上鍍純錫,鎳底材上鍍純錫,(1)銅原子遷移性(migr
4、ation)很強, 在Cu/Sn形成IMC時, 銅會迅速擴散到Sn matrix中使得Sn-layer呈受極大的compressive stress(見左圖)而產生錫鬚; 而Ni/Sn則相對上沒有此問題 (2)若Cu為底材,先鍍鎳再鍍會降低whisker(須) growth risk;或是適度的增加錫層厚度降低compression(壓縮) stress的效應,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： 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
5、皆無法洗去變色物質，僅可被稀硫酸洗去(稀硫酸不溶純錫)。 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。 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。,黑痕原因分析,電鍍純錫時,錫界面易發生虹吸現象(接触空氣面積增大),界面處虹吸現象導致界面處產生氣泡,屬於低電流密度區域,流效率低, Sn2+ ,H+,有機C容易共析,界面處氣泡(氫氣)生較多,導致結晶狀態較差,光亮性較差,有機C易氧化,再加上錫易鈍化的金屬特性,錫在鍍液與空氣的臨界面結晶析出的同時迅速被氧化,而且氧化的速度大于晶粒析出的速度,而
6、呈灰白色,嚴重者為黑色,這就是我們看到的“界痕”,虹吸現象越嚴重,接触空氣面積就越大,越容易發生氧化,粗糙的比光面的易虹吸,因此就有端子兩面粗糙度差異導致界痕發黑有差異的現象,界面黑痕原因探討,作業要點: 1.錫鉛工站濃度管制範圍依條件設定表,分析頻率1次/日 2.參照條件設定表确定電流,電壓. 3.檢查錫/錫鉛槽的溫度183,冷凍裝置.(1次/2Hr) 4.陽极籃及陽极袋點檢頻率:1次/3Hr;清洗保養頻率:1次/2周 5.母槽標准液位,過低時依分析要求添加母液 6.錫/鉛區域及膜厚需符合電鍍檢規. 7. 陽極塊(球)應用純錫塊(球),其含量應為99.8%以上. 8.鍍層的焊錫性需符合檢驗標准,焊錫覆蓋面積應大于95%. 9.過濾机的棉濾心規格為10u,棉濾芯至少1次/170Hr更換.,1m=1000mm100,000um,注意事項,在錫鉛電鍍中,對電流密度大小的控制至關重要,如果電流密度相對過小,在電流密度過小的范圍內將有發黑現象.,氧化亞錫/黑色,錫塊,保養方式:先用5%-8%硫酸浸泡約10min,再去離子水清洗,然后再裝入鈦籃中.,保養周期:1次/2周,過濾機保養,濾芯更換:所使用是10um濾芯,所使用過濾機壓力表數值顯示不超過1.5kg/cm2,簡介,結束語,注意事項,項,目,目錄,三 結束語,THE END,