纯赐、锡铅、锡铜

纯赐、锡铅、锡铜等电镀工艺中容易出现的问题和理论解决方法整理如下： 一、在低电流密度处光泽情形不佳,白雾状

1. 金属含量太高，分析金属浓度,浓度太高则予以稀释.

2. 电流密度太小 电流加大,检查导电状况. 3. 酸浓度不足 分析酸浓度及添加.

4. 光泽剂不足 添加光泽,添加量每次0.5-1cc/L. 5. 阳极面积不足 增加阳极板面积.

6. 浴温太高 控制在比较适合的温度(约5-10度). 7. 阳极钝化 阳极纯度,面积,电流密度确认. 8. 前处理不充分 改善前处理工程.

二、高电流密度部分无光泽,烧焦. 1. 电流密度高. 降低电流密度.

2. 金属含量太低. 分析金属浓度,做适当的添加调整.

3. 添加 剂不足 加起 始剂0.5-1cc/L或更多修正并酌予添加光泽剂校正

三、焊接能力不良

1. 镀浴受到杂质金 检查阳极板的纯度,并请使用阳极袋 属污染 确认镀浴无前处理药水污染情形

2. 膜厚太薄 确认厚度

3. 电镀后水洗不充份 电镀后水洗一定要充分 4. 焊锡时焊接温度过高 焊锡技术确认

四、高电流处有针孔产生 1. 电流密度过大 电流调整

2. 3. 4. 5.

镀浴组成不均 分析并做调整

镀浴受到杂质污染 阳极板的纯度不足,它使镀浴带入污染 搅拌不足 加强搅拌及镀浴循环

添加 剂不足 加起 始剂0.5-1cc/L或更多修正

五、镀层易变色

1. 镀 浴中有锌污染 在锌,锌合金镀件施以铜或镍的底镀

2. 电镀后水洗不充分 电镀后水洗一定要充分

3. 镀品件储场所不佳 电镀成品以适当包装存放,具侵蚀性 4. 添加剂过量 以哈氏槽做添加剂修正管理

六、镀层均一电着性不佳

1. 电流密度过高或因镀浴带出 添加起始剂0.5-2cc/L而起始剂不足.

2. 电流密度太小 电流加大并检查导电部位

3. 金属浓度过高 控制在适当的操作浓度,必要时则予稀释之 4. 酸不足 分析不足量而补充之

七、镀层耐蚀性不佳

1. 前处理不足,另件材料不良,针 前处理要充分,打底要确实并检查材料孔多.

2. 镀浴中有杂质共析 加强镀浴过滤

八、低电流镀不上 1. 杂质(氯化物)

2. 金属太高 稀释,降低金属浓度 3. 温度太高 降低温度 4. 添加剂不足 补充起始剂,光泽剂

九、树状长成

1. 添加剂不足 添加起始剂0.5-2cc/L

2. 活化剂不足 加大活化剂浓度

十、全部粗糙

1. 杂质 进行弱电解或做沉降

2. 悬浮物(阳极污泥) 清洗阳极,去除脏物 3. 添加剂不足 添加起始剂0.5-2cc/L

十一、氢气气条纹

1. 电流太高 降低电流密度.

2. 光泽剂太亮 进行电解消耗或用活性炭吸附

十二、金属分布不良

1. 酸太低 依分析添加适量的酸

2. 金属太高 降低金属浓度 3. 添加剂不足 补充起始剂

十三、阳极钝化

1. 电流太高 降低电流密度.

2. 阳极袋阻 用10%的硫酸浸泡清洗 3. 金属浓度过高 依分析加以稀释 4. 酸太高 依分析加以稀释

十四、表面综色分渍 1. 铜污染 进行弱电解 十五、亮锡剥落

1. 光泽剂过量 用活性炭吸附 十六、锡渣的产生 1. 阳极污泥 清洗阳极 2. 输送带剥落 重新加上

3. 去胶不完全 重新去胶 4. 过滤不好 加强循环过滤

17.理论上有16种不良问题

1、在低电位电流密度处光泽情形不佳、白雾状 2、高电流部分无光泽，烧焦 3、焊接能力不良 4、高电流有针空产生 5、镀锡层变色 6、镀层均一性不佳 7、镀层耐蚀性不佳 8、低电流镀不上 9、树状张成 10、全部粗糙 11、氢气气条纹 12、金属分布不良 13、阳极钝化 14、表面棕色分渍 15、亮锡剥落 16、锡渣的产生

目前，以IC2半导体为代表的电子部件在装配时多采用锡-铅系列焊料进行接合．近年来，铅对人体、环境等的影响不断被指摘，行业中对环保型接合技术的要求也越来越高．UTB无铅化系列产品是可满足环保要求并且可代替现有的电镀锡-铅系列产品的电镀Sn-X、Sn之产品． 2特征

1. 电镀Sn-Bi工艺（Sn-Bi Alloy Plating Process）

镀层具有良好的可焊性、可抑制晶须的生成．镀层外观均一、光亮镀层具有良好的光泽性．镀液非常安定、容易管理．

此工艺可用于IC框架、接连器件、电线及一般电子零件的电镀处理． 主要产品（Main Products） 暗色镀层 光亮镀层

高速镀 PF-05SH， PF-05M，PF-05KK HTB-005 挂镀 PF-05M BTB-001 滚镀 PF-05M BTB-001

2. 电镀Sn-Cu工艺（Sn-Cu Alloy Plating Process） 镀层外观均一、光亮镀层具有良好的光泽性． 此工艺可用于接连器件及一般电子零件的电镀处理． 主要产品(Main Products) 暗色镀层 光亮镀层

高速镀 HTC-601 HTC-527，HTC-520 挂镀 HTC-516 BTC-100，BTC-200 滚镀 HTC-516 BTC-100，BTC-200

3. 电镀Sn-Ag工艺（Sn-Ag Alloy Plating Process） 镀层外观均一、具有较高的接合信赖性及抑制晶须的性能． 此工艺可用于IC框架的电镀处理及直接在芯片上形成接点． 主要产品(Main Products) 暗色镀层 光亮镀层 高速镀 MTS-552 ——

挂镀 TS-140 （用于Bump形成） —— 滚镀 —— ——

4. 电镀纯Sn工艺(Pure Tin Plating Process)

镀层具有良好的可焊性．镀层外观均一、光亮镀层具有良好的光泽性．镀液非常安定、容易管理．本工艺考虑到了对晶须的抑制．

此工艺可用于IC框架、接连器件、片状电阻等微小部件、电线及一般电子零件的电镀处理． 主要产品(Main Products) 暗色镀层 光亮镀层

高速镀 PF-096S， PF-095S， PF-074S PF-081S， 挂镀 PF-055S， T-020

滚镀（中性镀液） NB-ZZ，NB-RZ， NB-GE T-020 5. 电镀Sn／Pb工艺

镀层外观 电镀方式 工艺名称 用途

暗 高速镀 524M， MH-1KK， 560FT，530M， 519M IC框架，连接器件，电线等 挂镀 MH-1， MR-1 IC框架，一般部件等

滚镀 MR-1， 510A，NB-CZ 一般部件，片状电阻，电容等 光亮 高速镀 FH-30， FH-50，FH-70 连接器件，电线等

挂镀 FB-15 一般部件，三极管等 滚镀 FB-15 一般部件等 6. 电镀纯Sn工艺

镀层外观 电镀方式 工艺名称 用途

暗 高速镀 MH-1KK， 530MS， 519M IC框架，连接器件，电线等 挂镀 MH-1K， MR-1 IC框架，一般部件等 滚镀 MR-1， 517A 一般部件等 光亮 高速镀 FH-50 连接器件，电线等 挂镀 SR-1 一般部件，二极管等 滚镀 SR-1 一般部件等 7.其它辅助产品 产品名称 用途

镀液沉降处理剂 512K， FL-SB， FL 各种镀液的Sn4+及杂质的除去

镀层防变色处理剂、润滑剂 501SN，润滑剂480 镀层的变色防止、耐摩牲改善 镀层剥离剂 S.S.M， S.S.C， S.S.A 镀件及挂具上Sn/Pb及Sn镀层的剥离．

纯锡的化学性质不稳定,在空气中很容易发生氧化,最终生成二氧化锡,呈黄色.但在有S的情况下会生成锡的硫化物,呈黑色.因此要从根本上防止纯的变色,几乎不可能.

目前对锡的防变色,主要有三种,无机膜保护,有机膜保护和钝化.但效果都不理想.仅可延和一些变色时间. 亮纯锡和哑纯锡的变色性是不可同比的.因为亮锡极易观察到变色.因此比较的基数不同,所以不能认为哑锡的抗变色性能比亮锡好.

亮锡的结晶肯定比哑锡要细,可以用电镜照片来比较.

至于晶须,这是相当复杂的问题,目前还没有成熟的理论.但有人认为锡越纯,越不容长晶须.与晶形的大小倒没有相关信息.

锡易氧化变色,这是一个世界性的难题,目前没有根本的解决方法,只能通过改变其镀层晶格组成,增加后处理保护,改善其储存环境来延缓其表面层的氧化,雾锡一般来说其抗变色性能要强于光亮镀锡,除了颜色暗变色看起来较亮锡不明显外其最主要原因是因为雾锡镀出镀层中有机物较少,雾锡在抑止锡须方面比亮锡好,是因为雾锡的晶格一般较之亮锡粗大,目前市面上有些雾锡添加剂在功能性方面可以达到锡-x合金的效果

锡层变色，与很多因素有关：镀层晶粒结构，镀层中杂质含量，底层金属扩散性，镀层表面洁净程度，存放环境等等。

纯锡的晶须问题比较难以解决！像以前的锡铅就不存在这方面的问题，这和它们之间的结构有关系，锡铅的原子结构有点像我们高中学过的氯化钠晶体结构，八个点上是锡原子，铅原子位于八面体的正中心，这样铅原子对八个点上的锡原子有引力作用，以至锡原子不会对外扩散，然而纯锡就是失去了这种引力，造成锡原子向外伸展。晶须的生成和它的晶体形状也有关，如四面体、六面体，当然最好的是八面体结构，不过这很难做到。纯锡镀层受热后也会生长出晶须，尤其是在PCB、IC行业的电镀这很重要。我们公司开发的添加剂可以将晶须控制在20微米以内（基材是Alloy 42，应用于IC引脚电镀）,也不是为了卖产品，很欢迎能有这方面的技术交流。

如果大家做滚挂镀的产品,建议大家密封包装或着真空包装,密封包装一般放半年不会变色,真空包装放一年以上基本没问题.但是如果是连续电镀,就比较麻烦,现在我司已经有成熟工艺能够防止纯锡在260度回流焊不变色,但是常温变色基本没法解决.

具体的来说锡产生氧化的原因分为人为的和添加剂的原因,当然电镀线不好也不行的.人为原因是镀完未彻底烘干,经包装后一段时间产生氧化变色.添加剂的原因就是镀层中的有机物含量高,这样镀层表面的有机物和空气接触反应,从而引起镀层变色,这种变色情况经过酸处理后变色情况会得到清除,但这仅仅是表面

情况,因为清除的仅仅只是镀层表面的有机物,而镀层内部的有机物没有办法清除,时间一长,镀层表面照样还会变色.至于为什么铜+锡不会变色,而镍+锡为什么变色?因为在镀底铜的时候,溶液是H2SO4+CuSO4+Additive,此添加剂中碳含量较低.而镀底镍的时候要求PH为3~4,这样添加剂中的碳含量会很高,在镀镍的时候镀层中的碳不容易受到控制,而碳是引起变色的罪魁祸首!

在JEITA和欧盟的《限制有毒物质指令》(RoHS)与《电气及电子设备废料指令》(WEEE)公布的最后期限之前实施一种高成本效益、可靠的无铅电镀策略，已经成为电子组件制造业在过去几年来的共同目标。

对于半导体组件供货商而言，主要的挑战在于选择一种成本效益高并且不会产生可靠性问题的策略和制程，实施与无铅焊料的前向兼容以及与含铅(Pb)焊料的后向兼容。对现有的无铅替代方案进行审查并权衡这些选择之后，拟定可行的策略。

对现有文献进行研究，并透过与知名组织(如iNEMI和JEDEC)交流互动对电子产业进行评估，任何组件制造商均可从众多无铅镀层解决方案中精选出若干方案。安森美半导体首先考虑了五种外部镀层。每一种解决方案都有优势和劣势。其中包括：

2 锡－银(Sn-Ag)镀层 2 锡－铋(Sn-Bi)镀层 2 锡－铜(Sn-Cu)镀层

2 预镀镍－钯－金(Ni-Pd-Au)导线架

2 纯雾锡镀层

Sn-Ag镀层的锡含量约为3.5%，具有良好的可焊性和机械属性。但是Sn-Ag镀层容易产生锡胡晶(tin whisker)，这是所有高锡含量替代方案的主要可靠性风险。由于材料成本较高并且镀浴控制程序复杂，Sn-Ag镀层比较昂贵。从‘总拥有成本’的角度考虑，Sn-Ag镀层并不能作为一种完全可行的选择。

自2000年，以Sn-Bi用作铅镀层已在日本得以广泛应用，因此人们开始密切关注这一系统。当铋含量为3%时，Sn-Bi的熔化温度约为220℃，选择该镀层肯定可行。但是Sn-Bi材料易碎，镀层控制复杂，而且它会产生锡胡晶。关于铋的真实毒性也有疑问，且含铅焊料后向兼容性问题仍存在争议。内部屏蔽实验和调查确认了这些Sn-Bi问题的存在，所以这种镀层只能作为临时解决方案。

Sn-Cu镀层可形成一种铜含量为0.7%的高强度低熔点合金，其熔点为227℃。此镀层的价格相对低廉，且具有良好的可焊性。但是Sn-Cu容易产生锡胡晶，甚至合金成份的微小改变就会大大改变共晶温度。由于精确控制镀层成份困难，且Sn-Cu铅加工与合金(Alloy) 42导线架不兼容，所以该系统不能作为一种可行的解决方案。

预镀的Ni-Pd和Ni-Pd-Au导线架作为无铅焊接的替代方案，于1989年首先由德州仪器(TI)引进。其主要优势在于该技术适于商业应用，且封装制程得以简化。但是对大批量产品应用而言，Ni-Pd-Au解决方案不具备优势，主要原因在于其成本较高，而且根据现有文献记录，该方案存在可靠性问题。此外，镀层在弯曲时会发生断裂，而且在焊接、引线接合和成形时也存在问题。

钯和金成本高且难以预计，导线架的供货商数量也有限，这些都是该方案的劣势所在。由于此镀层系统与Alloy 42导线架不兼容，其应用范围进一步受限。因此，对于大批量生产线而言，这种解决方案不是一种可行的替代方案。

纯雾锡(matte tin)是大批量半导体制造商镀层应用的首选。其原因众多。对于各种导线架而言，雾锡制程不仅具有良好焊接特性，而且它是一种低成本解决方案，不存在Sn-Ag、Sn-Bi和Sn-Cu系统中的双合金成份控制问题。

雾锡解决方案得以广泛应用的另一个关键因素是其供应充足，此因素与上述技术密切相关。雾锡最重要的一个优势可能在于它可与含铅焊料后向兼容。鉴于世界上许多无铅政策在执行上存在延迟，这种后向兼容仍较为重要。

由于安森美半导体在特定应用中使用雾锡有悠久历史，因此雾锡制程解决方案已成为大多数需要无铅外部镀层的公司的首选。

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