化學鍍錫反應歷程的研究及鍍液補加維護.pdf

1、隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，對印制線路板的表面終飾提出了更高的要求?；瘜W鍍錫工藝由于具有鍍液穩(wěn)定，操作方便，可焊性好等優(yōu)點，得到了廣泛的重視。而且其無鉛的表面處理，滿足人們對環(huán)境保護的要求，是實現(xiàn)表面涂覆綠色化的重要工藝。但是目前的化學鍍錫工藝仍然存在鍍層較薄，銅錫互擴散等問題，限制了其應用的范圍。因此，深入探討化學鍍錫的反應歷程，明確各組分的作用，對化學鍍錫工藝的開發(fā)和研究具有重要的理論意義和實際價值。
　　針對化學鍍錫液成分分析過

2、程中，各組分之間存在相互干擾的情況，需要根據(jù)鍍液的自身特點尋找合適的分析方法。本文對現(xiàn)有的鍍液分析方法進行了比較，確定了快速連續(xù)滴定化學鍍錫液中亞錫離子和次亞磷酸鈉的方法。
　　對于銅錫互擴散層的研究，本文考察了傳統(tǒng)的電量分析法國際標準—計時電位-時間曲線(CP)—對銅基化學鍍錫板錫含量的仲裁分析，由于銅錫金屬間化合物復雜，銅基的溶解電位介于不同銅錫金屬間化合物的溶解電位之間，導致計時電位-時間曲線(CP)中銅錫擴散層與銅基之間的

3、電位階越不明顯，因此得出結論：傳統(tǒng)的電量分析法國際標準不適用于銅基化學鍍錫層中銅錫互擴散的研究；本文同時考察了線性掃描法(LSV)，結果表明線性掃描曲線可以更加準確、快速的用于銅錫互擴散層研究。
　　對化學鍍錫的機理從置換過程和還原過程兩個方面進行研究。對于置換反應階段，循環(huán)伏安(CV)和塔菲爾曲線(TAFEL)的測試表明，當硫脲(TU)的濃度小于0.01mol/L時，硫脲在銅的表面僅發(fā)生了較弱的吸附反應。隨著硫脲濃度的提高，Cu

4、(I)-TU絡合物逐漸形成。當硫脲的濃度增加到0.5mol/L時，硫脲與Cu(I)的反應最終轉變成為不可逆的絡合過程。同時利用金相顯微鏡和X-射線熒光光譜(XRF)分析了硫脲濃度對鍍層表面形貌及厚度的影響，隨著硫脲濃度的增加，有利于置換反應的進行，增加了錫層的厚度。
　　在對化學鍍錫是否存在還原過程和次亞磷酸鈉具體作用的研究中，本文采用電量法對鍍層錫含量進行測定，通過研究NaH2PO2對鍍層錫沉積量的影響，發(fā)現(xiàn)硫脲(TU)是錫沉積

5、的主要推動力，而不是NaH2PO2。由陽極極化曲線(LSV)來考察次NaH2PO2的陽極氧化行為及Sn2+和錫金屬對其的影響，研究表明Sn2+和錫金屬對NaH2PO2的氧化均具有毒化作用；對鍍液中NaH2PO2的消耗進行了滴定分析，對鍍層中P含量進行了X-射線熒光光譜(XRF)、電子能譜(EDS)和等離子發(fā)射光譜(ICP-MS)分析，結果顯示在誤差范圍內鍍液中沒有NaH2PO2的消耗，鍍層中沒有檢測出P含量；由此認為化學鍍錫中NaH2P

6、O2的不具有還原劑作用，化學鍍錫不具有還原鍍錫過程。
　　同時研究了NaH2PO2對鍍液穩(wěn)定的貢獻。采用陰極極化曲線(LSV)研究了Sn2+的陰極沉積行為及NaH2PO2對Sn2+陰極沉積行為的影響，發(fā)現(xiàn)NaH2PO2對Sn2+的陰極沉積具有抑制作用；通過開路電位曲線(OCPT)、塔菲爾曲線(Tafel)和循環(huán)伏安曲線(CV)研究發(fā)現(xiàn)，NaH2PO2的存在會降低硫脲的對銅的絡合腐蝕，從而抑制置換反應；由此認為NaH2PO2對錫沉積