PSA镀锡液中锡离子的转化及对镀层耐蚀性影响的研究

论文摘要

苯酚磺酸盐高速电镀锡液（PSA）是一种环保性好、生产效率高、性能优良的镀锡液。在电镀过程中,随着电沉积的不断进行,溶液中的Sn2+会向Sn4+转化,从而影响了镀液的性能以及镀层的质量。论文采用碘量法测定Sn2+和Sn4+的浓度。通过金相观察、扫描电镜图片、电化学实验、孔隙率实验、中性盐雾试验等方法研究了不同Sn4+的浓度电镀下镀层的表面形态和耐蚀性规律。结果表明,Sn2+在28g/L时,Sn4+含量最少,镀锡层的耐蚀性最强。在静态（非电镀）时,研究了PSA镀锡液在五种不同条件（静止放置、搅拌放置、电镀温度、吹入空气、吹入氧气）下的锡离子转化规律及产生锡泥的情况。结果表明,锡离子转化最快的是在吹入氧气的条件下的镀液,锡泥量也产生的最多。然后的顺序依次是电镀温度、吹入空气、搅拌放置、静止放置时的镀液。此实验表明镀液中的锡离子转化受氧气量、电镀液温度的影响。在动态（电镀）时,设计了两种实验方案,一种是对Sn2+为28g/L,无锡泥的镀液进行连续电镀,考察其离子转化规律、锡泥产生情况和各锡离子条件下的锡镀层的外观形貌和耐蚀性变化规律。结果表明,在Sn2+浓度较高时、Sn4+浓度最小、无锡泥时,镀层表面最光滑,结晶也比较细致。随着Sn4+浓度的上升,镀层的孔隙率上升,耐蚀性降低。另一种实验方案为模拟现实镀锡情况,保持Sn2+浓度(当Sn2+浓度为20g/L补充高浓度镀锡液),进行电镀后,结果表明,镀层的外观形貌与Sn2+、Sn4+有关,镀液中的锡泥量仍对镀层有很大的影响。本文的最后也对影响镀层性质的锡泥进行了研究,实验采用XRD性能测试等方法,分析了锡泥的组成成分。结果表明,锡泥中含有C、O、S、Sn等元素,主要成分为SnO2。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 锡的性质及镀锡板简介
• 1.1.1 锡的性质
• 1.1.2 镀锡板的生产与发展
• 1.2 电镀锡工艺种类及现状
• 1.2.1 镀锡工艺方法
• 1.2.2 高速电镀锡现状和发展
• 1.3 电镀锡工艺过程与耐蚀性
• 1.3.1 镀锡原板
• 1.3.2 前处理
• 1.3.3 电镀
• 1.3.4 软熔
• 1.3.5 钝化
• 1.4 本文的研究意义及内容
• 1.4.1 研究意义
• 1.4.2 本文研究内容
• 第2章 研究方法
• 2.1 实验材质
• 2.2 实验仪器及药品
• 2.2.1 实验所用器材
• 2.2.2 实验所用药品
• 2.3 工艺流程及规范
• 2.3.1 实验工艺流程
• 2.3.2 PSA 镀锡液的工艺规范
• 2.4 研究方案流程图
• 2.5 研究方法
• 2+和Sn⁴⁺的分析方'>2.5.1 溶液中Sn²⁺和Sn⁴⁺的分析方
• 2.5.2 软熔
• 2.5.3 镀层性能测试方法
• 2.5.4 锡泥成分分析方法
• 第3章 实验结果与讨论
• 2+与Sn⁴⁺的变化规'>3.1 镀液中Sn²⁺与Sn⁴⁺的变化规
• 2+与Sn⁴⁺的变化规'>3.1.1 静止放置Sn²⁺与Sn⁴⁺的变化规
• 2+与Sn⁴⁺的变化规'>3.1.2 搅拌放置Sn²⁺与Sn⁴⁺的变化规
• 2+与Sn⁴⁺的变化规'>3.1.3 电镀温度放置Sn²⁺与Sn⁴⁺的变化规
• 2+与Sn⁴⁺的变化规'>3.1.4 室温吹入空气Sn²⁺与Sn⁴⁺的变化规
• 2+与Sn⁴⁺的变化规'>3.1.5 室温吹入氧气Sn²⁺与Sn⁴⁺的变化规
• 3.2 连续电镀
• 3.2.1 连续电镀锡离子变化规律
• 3.2.2 连续电镀镀层耐蚀性实验
• 2+浓度电镀'>3.3 保持Sn²⁺浓度电镀
• 2+浓度首次电镀'>3.3.1 保持Sn²⁺浓度首次电镀
• 2+浓度二次电镀'>3.3.2 保持Sn²⁺浓度二次电镀
• 2+浓度三次电镀'>3.3.3 保持Sn²⁺浓度三次电镀
• 3.4 电镀过程中产生的锡泥物相分析
• 3.4.1 锡泥的成分分析
• 3.4.2 锡泥的物相分析
• 3.4.3 溶剂对锡泥的溶解情况
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文及取得的科研成果
• 致谢