光亮硫酸盐镀锡工艺流程及参数

电镀基本工艺

除油等前处理→纯水洗→纯水洗→活化→酸性镀锡→自来水喷洗→中和(Na2HPO4+Na3PO4)→自来水喷洗→浸保护剂→纯水洗→热纯水浸洗→烘干→检验包装。

镀液中主要成分的作用

1  硫酸亚锡

    硫酸亚锡为主盐，含量十般控制在20～40g/L。但生产实验结果表明，高浓度硫酸亚锡虽然可以提高阴极电流密度，加快沉积速度，但使镀液分散能力明显下降，且使镀层结晶粗、光亮区域变小，甚至大大缩短了镀液的处理周期。 SnSO4含量控制在20～60g/L为宜，若取下限，可以通过加快镀液循环速度及电极(阴极或阳极)移动速度等办法进行“补偿”，仍可镀出优良产品，但不宜过低。

2  硫酸

    硫酸具有降低亚锡离子的活性、防止其水解、提高镀液导电性能及阳极电流效率等作用。当硫酸量不足时，亚锡离子易氧化成四价锡。

    从动力学的观点分析，当有足够的H2SO4时，可以减慢二价锡的水解，稳定镀液，实际生产中H2SO4含量一般在80～150mL/L。

3  添加剂 

    镀锡光亮剂一般是由主光剂、辅助光亮剂、载体光亮剂复配制成。

3.1  主光剂

    酸性光亮镀锡光亮剂的种类繁多，归纳起来可分为 两大类：第1类主要是芳醛、芳酮、酯类及不饱和有机酸  烯的衍生物，第2类主要是西佛碱类(基本结构单元为-CH=N—CH=CH-或-CH=CH-CH=N-)，由乙醛与邻甲丙胺缩合而成，是酸性光亮镀锡有效的增光剂，能单独使用，也可与第l类光亮剂配合使用，当与第1类光亮剂配合使用时，能显著拓宽光亮区，有效消除镀层白雾。

    有机光亮剂的光亮作用主要表现为在阴极上的吸附，阴极上的吸附过强或过弱均无法获得理想的光亮镀层。因为吸附太强，脱附电位太负，析氢严重，易形成针孔；吸附过弱时，脱附电位相对较正，镀层结晶粗糙。只有适当的吸附才能达到好的光亮效果。
所以，在配制组合光亮剂时，应将吸附过强、适当和过弱的添加剂有机配合使用，以达到吸附适度、吸附电位范围较宽的目的，且各项组合量由实验确定。目前可用作主光剂的有：苄叉丙酮、枯茗醛、二苯甲酮、O—氯苯甲醛等，其中苄叉丙酮常用。

3.2  辅助光亮剂

    因为主光剂均只能在某一电流密度范围内发挥光亮作用，所以单独使用是不能获得理想镀层的，但是如果和辅助光亮剂配合使用就能起到协同效应，从而使镀层结晶细化、光亮电流密度区域进一步扩大。属于这类添加剂的是脂肪醛和一些有机酸类，常用的有甲醛、丙烯酸、肉桂酸等。

3.3  载体光亮剂

    大多数有机光亮剂在水中的溶解度非常小，因而在阴极上被吸附的量也少，所以不宜单独加入镀液；有些有机光亮剂在电镀过程中因发生氧化、聚合等反应，容易从镀液中析出。因此，如果要使光亮剂的效果得到充分发挥，就必须加入一些表面活性剂，利用其增溶作用来提高光亮剂在镀液中的含量，这些表面活性剂称为载体光亮剂，亦称为分散剂。同时它还具有润湿和细化结晶等功能。

    最早使用的载体光亮剂是一些阴离子表面活性剂，但是它们在阴极上的吸附较弱。后来又开发出非离子型表面活性剂，如聚氧乙烯、聚氧丙烯醚等，它们既具有润湿分散作用，又具有抑制H2析出及Sn2+放电而使镀层晶粒细化的作用。在上述分散剂中，OP乳化剂使用广泛。

3.4  稳定剂

    以硫酸亚锡为主盐的酸性镀锡液连续工作半个月就会发生混浊，难以镀出合格产品，需加一定稳定剂。

    常用的酸性镀锡稳定剂大多是Sn2+的络合剂，如草酸、柠檬酸、酒石酸等，且复配比单独使用效果好。另外，某种催化剂也有稳定镀液的作用，生产表明，在连续生产的情况下，加入这种催化剂的镀液能保持半年以上的时间清亮不浊。

3.5  絮凝剂（沉降剂）

    至今还没有一种稳定剂：能长期保持镀液稳定、清澈透明，因此Sn4+不可避免产生。随着Sn4+的积累，镀液逐渐变浑，沉渣增加，镀层光亮区变小、均匀性变差，甚至出现发暗、发花等现象，此时必须对镀液进行絮凝剂处理。

    絮凝剂分无机和有机两类，无机絮凝剂有各种盐类、活性硅土等，有机絮凝剂可分为阴离子、阳离子、非离子3种。阴离子型絮凝剂主要有环氧胺系共聚物、聚乙烯亚胺、聚乙烯胺类衍生物等，阴离子型絮凝剂主要有聚丙烯酰胺水解物、聚丙烯酰胺、磺酸钠类等，非离子型絮凝剂主要有聚丙烯酰胺、脲—醛聚合物等。

    聚丙烯酰胺和无机絮凝剂配合使用效果非常好，对镀液的性能无任何影响，但沉降速度太慢，长达48 h以上。环氧胺系共聚物的效果较好，但过量使用对镀液有一些影响，严重时影响镀层光亮度，但沉降速度特别快，一般在2h之内可完全沉淀下来(使用时切忌过量)。

锡镀层变色的原因及控制

锡具有银白色的外观，化学稳定性高，在大气中耐氧化不易变色，与硫化物不起反应，与硫酸、盐酸、硝酸及一些有机酸等溶液也几乎无反应，即使在浓硫酸、浓盐酸中也要在加热条件下才能缓慢反应。但锡镀层容易变黄，原因及控制应从以下几个方面考虑：

(1)铜锡扩散层的增厚与时间呈线性关系，增加中间层(阻挡层)能根除由于铜锡扩散而引起的变色。中间层可选择镍镀层、高铅及锡合金等，其中以高Pb-Sn合金最佳。这是由于镍中间层虽能阻止铜锡扩散，但不能阻止表面锡层的氧化，经高温处理后，其可焊性急剧下降，而Pb-Sn作为中间层时，Pb能扩散到Sn层，形成的Pb-Sn合金可降低熔点，提高润湿力，有利于焊接。
(2)变色与镀层的表面状态有关。由于析氧及镀液被污染等原因，镀层将不可避免产生针孔，而针孔里的残酸如果清洗不净，也将引起变色。

(3)变色与清洗方式及清洗水质有关，采用纯水加喷淋，对镀层变色有很大的抑制作用。

(4)变色与光亮剂在镀液中的含量有关。有时候为了追求镀层外观，最大限度地添加光亮剂，但适得其反，镀层很容易变色，这可能是由于光亮剂较多夹杂在镀层中，有机物的含量随之增加而引起的。以苄叉丙酮为主光剂的工艺里，它在镀液中的正常含量为0.4～0.6g/L，但如果将其含量提高到0.8～1g/L时，镀层带米黄色，放置一段时间之后，则出现“麻点”，因此，在生产中切忌过量添加光亮剂。

(5)市场上出现了一些商品化锡专用“防变色剂”，其价格昂贵，且所有“防变色剂”有一个共性：脱水效果特别好。

(6)虽然不能使镀层长时间不“变色”，但只要工艺控制得当、流程安排合理，在一定的时间范围内，可以做到让其不变色。 

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