电镀工艺学课件ppt（61页）

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　　1、12 锡锡(Sn)是银白色金属，相对原子质量是银白色金属，相对原子质量118.7，密度，密度7.3g/cm3，熔点熔点232，维氏硬度，维氏硬度HV 12，电导率，电导率9.09MS/m，25 时时Sn2+Sn的标准电势为的标准电势为0.138V。锡的锡的化学稳定性高化学稳定性高，在大气中耐氧化不易变色，与硫化物，在大气中耐氧化不易变色，与硫化物不起反应，几乎不与硫酸、盐酸、硝酸及一些有机酸的稀溶液不起反应，几乎不与硫酸、盐酸、硝酸及一些有机酸的稀溶液反应，即使在浓盐酸和浓硫酸中也需加热才能缓慢反应。反应，即使在浓盐酸和浓硫酸中也需加热才能缓慢反应。3 25 时时Sn2+Sn的标准电势为的标准

　　2、电势为0.138V,在电化序中比铁正，在电化序中比铁正，故锡镀层对钢铁来说通常是阴极性镀层。但在密封条件下，故锡镀层对钢铁来说通常是阴极性镀层。但在密封条件下，在某些有机酸介质中，锡的电势比铁负，成为阳极性镀层，在某些有机酸介质中，锡的电势比铁负，成为阳极性镀层，具有电化学保护作用。具有电化学保护作用。总的来说，锡具有抗腐蚀、耐变色、无毒、易钎焊、总的来说，锡具有抗腐蚀、耐变色、无毒、易钎焊、柔软、熔点低和延展性好等优点，所以，电镀锡的应用非柔软、熔点低和延展性好等优点，所以，电镀锡的应用十分普遍。常广泛。4 因此，基于优良的延展性、抗蚀性，无孔锡镀层的主因此，基于优良的延展性、抗蚀性，无孔锡

　　3、镀层的主要用途是作为钢板的防护镀层。要用途是作为钢板的防护镀层。金属锡柔软，富有延展性，金属锡柔软，富有延展性，故轴承镀锡可起密合和减摩作用；汽车活塞环和气缸壁镀故轴承镀锡可起密合和减摩作用；汽车活塞环和气缸壁镀锡可防止滞死和拉伤。锡可防止滞死和拉伤。密封条件下，在某些有机酸介质中，锡的电势比铁负，密封条件下，在某些有机酸介质中，锡的电势比铁负，成为阳极性镀层，具有电化学保护作用。同时由于锡离子成为阳极性镀层，具有电化学保护作用。同时由于锡离子及其化合物对人体无毒，锡镀层大范围的使用在食品加工和储运及其化合物对人体无毒，锡镀层大范围的使用在食品加工和储运容器的表面防护。容器的表面防护。5 在电子工业中，利

　　4、用锡熔点低，拥有非常良好的可焊接性、在电子工业中，利用锡熔点低，拥有非常良好的可焊接性、导电性和不易变色，常以镀锡代镀银，大范围的应用于电子元器导电性和不易变色，常以镀锡代镀银，大范围的应用于电子元器,连接件、引线和印制电路板的表面防护。铜导线镀锡除提高连接件、引线和印制电路板的表面防护。铜导线镀锡除提高可焊性外，还可隔绝绝缘材料中硫的作用。可焊性外，还可隔绝绝缘材料中硫的作用。锡镀层还有其它多种用途，如将锡镀层在锡镀层还有其它多种用途，如将锡镀层在232以上的以上的热油中重熔处理后，可获得光亮的花纹锡层热油中重熔处理后，可获得光亮的花纹锡层(冰花镀锡层冰花镀锡层)，常作为日用晶的装饰镀层。常作为日用晶的装饰

　　5、镀层。在某些条件下，锡会产生针状单晶在某些条件下，锡会产生针状单晶“晶须晶须”，会造成电路短，会造成电路短路，另外，在低温度的环境中，锡易发生路，另外，在低温度的环境中，锡易发生“锡疫锡疫”，转变为粉末，转变为粉末状的灰锡。在锡沉积铅、铋、锑等可以有效的预防以上事情发生。状的灰锡。在锡沉积铅、铋、锑等可以有效的预防以上事情发生。6 由于电镀锡层薄而均匀，能大大节约世界紧缺的锡资源，由于电镀锡层薄而均匀，能大大节约世界紧缺的锡资源，因而电镀锡得到迅速发展。据统计，目前电镀锡钢板占镀锡因而电镀锡得到迅速发展。据统计，目前电镀锡钢板占镀锡钢板总产量的钢板总产量的90以上。以上。镀锡溶液有镀锡溶液有碱性碱性及

　　6、及酸性酸性两种类型。两种类型。碱性镀液碱性镀液成分简单并有自除油能力、镀液分散能力好、成分简单并有自除油能力、镀液分散能力好、镀层结晶细致、孔隙少、易钎焊，但要加热、能耗大、镀层结晶细致、孔隙少、易钎焊，但要加热、能耗大、电流效率低，镀液中锡以四价形式存在、电化当量低，镀层电流效率低，镀液中锡以四价形式存在、电化当量低，镀层沉积速度比酸性镀液至少慢一倍，且一般为无光亮镀层。沉积速度比酸性镀液至少慢一倍，且一般为无光亮镀层。以亚锡盐为主盐的以亚锡盐为主盐的酸性镀液酸性镀液具有平整光滑、可镀取光亮具有平整光滑、可镀取光亮镀层、电流效率接近镀层、电流效率接近100、沉积速度快、可在常温下操作

　　7、、沉积速度快、可在常温下操作、节能等优点，其缺点是分散能力不如碱性镀液，镀层孔隙率节能等优点，其缺点是分散能力不如碱性镀液，镀层孔隙率较大。较大。7 我国我国20世纪世纪80年代以前几乎都采用高温碱性镀锡工艺。年代以前几乎都采用高温碱性镀锡工艺。20世纪世纪80年代以来，随着光亮剂的不断开发，使酸性光亮镀年代以来，随着光亮剂的不断开发，使酸性光亮镀锡获得快速地发展。因其适合使用的范围很宽，既可用于电子工业和锡获得快速地发展。因其适合使用的范围很宽，既可用于电子工业和食品制造业制品的镀锡，也适合别的工业用的板材、带材、线食品制造业制品的镀锡，也适合别的工业用的板材、带材、线材的连续快速电镀，故其产量远大于碱性镀锡，

　　8、已趋于主导材的连续快速电镀，故其产量远大于碱性镀锡，已趋于主导地位。地位。酸性镀锡酸性镀锡 目前工业上应用的酸性镀锡液主要有目前工业上应用的酸性镀锡液主要有硫酸盐镀液、氟硼硫酸盐镀液、氟硼酸盐镀液、氯化物酸盐镀液、氯化物氟化物镀液、磺酸盐镀液氟化物镀液、磺酸盐镀液等几种类型。等几种类型。以硫酸亚锡为主的硫酸盐镀液在目前应用最为广泛，其以硫酸亚锡为主的硫酸盐镀液在目前应用最为广泛，其镀层质量良好、沉积速度快、电流效率高、镀液的分镀层质量良好、沉积速度快、电流效率高、镀液的分 散能力散能力好、原料易得、成本低。好、原料易得、成本低。8氟硼酸盐镀液氟硼酸盐镀液可采用高的阴极电流密度，沉积速度快，可采

　　9、用高的阴极电流密度，沉积速度快，耗电少，镀液分散能力好，镀层细密光亮，可焊性好，常耗电少，镀液分散能力好，镀层细密光亮，可焊性好，常用于钢板、带及线材的连续快速电镀，但成本比较高，特别用于钢板、带及线材的连续快速电镀，但成本比较高，特别是存在是存在BF4对环境的污染，所以应用受到限制。对环境的污染，所以应用受到限制。有机磺酸盐镀液有机磺酸盐镀液也是一种高速镀锡溶液，最大优点是也是一种高速镀锡溶液，最大优点是镀液稳定性高、对环境无氟化物污染，是近年来酸性镀锡镀液稳定性高、对环境无氟化物污染，是近年来酸性镀锡领域研究的热点之一。领域研究的热点之一。氯化物氟化物镀液氯化物氟化物镀液为一种高速镀锡溶液，连

　　10、续生产为一种高速镀锡溶液，连续生产线的生产效率可达线年前在国外主年前在国外大多数都用在带材的高速电镀。由于氯离子对设备的腐蚀及氟离要用于带材的高速电镀。由于氯离子对设备的腐蚀及氟离子对环境的污染问题，未能得到普遍应用。子对环境的污染问题，未能得到普遍应用。本节将主要以硫酸盐镀锡为例介绍酸性镀锡的镀液各本节将主要以硫酸盐镀锡为例介绍酸性镀锡的镀液各成分作用及工艺特点。成分作用及工艺特点。91.硫酸盐镀锡硫酸盐镀锡 (1)镀液成分及操作条件镀液成分及操作条件 硫酸盐镀锡液主要成分为硫硫酸盐镀锡液主要成分为硫酸亚锡及硫酸，因采用的添加剂不同可形成各种配

　　11、方，酸亚锡及硫酸，因采用的添加剂不同可形成各种配方，下表列出了国内部分硫酸盐无光亮镀锡下表列出了国内部分硫酸盐无光亮镀锡(暗锡暗锡)和光亮镀和光亮镀锡的配方及操作条件。锡的配方及操作条件。10表表8-1 硫酸盐无光亮镀锡和光亮镀锡工艺规范硫酸盐无光亮镀锡和光亮镀锡工艺规范成分及操作条件成分及操作条件无光亮镀锡无光亮镀锡光亮镀锡光亮镀锡123456硫酸亚锡硫酸亚锡 Sn/gL-硫酸硫酸H2SO4 /mLL-90-萘酚萘酚/gL-10.31.00.51.5明胶明胶/gL-11313酚磺酸酚磺酸/

　　13、动阴极移动11镀前处理镀前处理：酸性硫酸盐镀锡镀层的质量与镀前：酸性硫酸盐镀锡镀层的质量与镀前处理有很大的关系。镀前处理要彻底，除油液中最处理有很大的关系。镀前处理要彻底，除油液中最好好不含硅酸钠不含硅酸钠。酸洗时。酸洗时不用盐酸和硝酸不用盐酸和硝酸，可用，可用1：5的硫酸溶液。对于黄铜零件，应预镀一层镍或紫铜的硫酸溶液。对于黄铜零件，应预镀一层镍或紫铜打底，对于挂件，不一定要打底，但镀件入槽需要打底，对于挂件，不一定要打底，但镀件入槽需要用用冲击电流冲击电流，以免加工的铜零件发生局部的化学腐，以免加工的铜零件发生局部的非物理性腐蚀。蚀。12 镀液的一般配制方法是：先边搅拌边将硫酸和酚磺酸镀液的一

　　14、般配制方法是：先边搅拌边将硫酸和酚磺酸缓缓倒入去离子水或蒸馏水中，水的体积大约为欲配制镀缓缓倒入去离子水或蒸馏水中，水的体积大约为欲配制镀液体积的液体积的1/22/3，此过程是放热反应。然后在搅拌下缓，此过程是放热反应。然后在搅拌下缓慢加入硫酸亚锡，待其完全溶解后，对溶液进行过滤。最慢加入硫酸亚锡，待其完全溶解后，对溶液进行过滤。最后加入各种添加剂，加水至规定体积。其中，后加入各种添加剂，加水至规定体积。其中，-萘酚要用萘酚要用510倍乙醇或正丁醇溶解，明胶要先用适量温水浸泡使倍乙醇或正丁醇溶解，明胶要先用适量温水浸泡使其溶胀，再加热溶解，将两者混合后，在搅拌下加入镀液其溶胀，再加热溶解，将两

　　15、者混合后，在搅拌下加入镀液中。市售的添加剂应按商品说明书添加。中。市售的添加剂应按商品说明书添加。配制好的镀液在使用前，应进行小电流通电处理。配制好的镀液在使用前，应进行小电流通电处理。13镀液各成分的作用镀液各成分的作用 (1)硫酸亚锡硫酸亚锡 主盐主盐。在允许范围内采用上限含量可提高阴极电流密度，增在允许范围内采用上限含量可提高阴极电流密度，增加沉积速度；但浓度过高则极化程度低，分散能力变弱、加沉积速度；但浓度过高则极化程度低，分散能力变弱、光亮区缩小、镀层色泽变暗、结晶粗糙。光亮区缩小、镀层色泽变暗、结晶粗糙。浓度过低则允许的阴极电流密度减小，生产效率降低，浓度过低则允许的阴极电流密度减

　　16、小，生产效率降低，镀层容易烧焦。滚镀可采用较低浓度。镀层容易烧焦。滚镀可采用较低浓度。14 (2)硫酸硫酸 具有抑制锡盐水解和亚锡离子氧化、提高溶液具有抑制锡盐水解和亚锡离子氧化、提高溶液导电性和阳极电流效率的作用。导电性和阳极电流效率的作用。当硫酸含量不足时，当硫酸含量不足时，Sn2+离子易氧化成离子易氧化成Sn4+离子。它们在离子。它们在溶液中易发生水解反应：溶液中易发生水解反应：SnSO4+2H2OSn(OH)2+H2SO4 2SnSO4+O2+6H2O 2Sn(OH)4+2H2SO4 从上式可知，硫酸浓度的增加有助于减缓上述水解反应，从上式可知，硫酸浓度的增加有助于减缓上述水解反应，但

　　17、只有硫酸浓度足够大时才能抑制住但只有硫酸浓度足够大时才能抑制住Sn2+和和Sn4+的水解。的水解。通常把通常把 Sn2+/H2SO4 控制在控制在1：5左右。同时要注意保持较左右。同时要注意保持较低的温度。低的温度。15 (3)光亮剂光亮剂 各类光亮剂在镀液中能提高阴极极化作用，各类光亮剂在镀液中能提高阴极极化作用，使镀层细致光亮。光亮锡镀层比普通锡镀层稍硬，并仍保持使镀层细致光亮。光亮锡镀层比普通锡镀层稍硬，并仍保持充足的延展性，其可焊性及耐蚀性良好。足够的延展性，其可焊性及耐蚀性良好。光亮剂不足时，镀层不能获得镜面镀层；光亮剂过多时，光亮剂不足时，镀层不能获得镜面镀层；光亮剂过多时，镀层变

　　18、脆、脱落，极度影响结合力和可焊性。但目前光亮剂镀层变脆、脱落，极度影响结合力和可焊性。但目前光亮剂的定量分析还有困难，只能凭霍尔槽试验及经验来调整。的定量分析还有困难，只能凭霍尔槽试验及经验来调整。早期，光亮镀锡层的获得是将暗锡镀层经早期，光亮镀锡层的获得是将暗锡镀层经232以上以上“重重熔熔”处理。从处理。从20世纪世纪20年代起人们就开始探索直接光亮电镀年代起人们就开始探索直接光亮电镀锡的方法，但直到锡的方法，但直到1975年英国锡研究会采用了以木焦油作为年英国锡研究会采用了以木焦油作为光亮剂，才为光亮镀锡工业化奠定了基础。近年来，镀锡光光亮剂，才为光亮镀锡工业化奠定了基础。近年来，镀锡光

　　19、亮剂的研究很活跃，性能优良的添加剂不断涌现，我国在这亮剂的研究很活跃，性能优良的添加剂不断涌现，我国在这方面的研究也取得了较大的进展。方面的研究也取得了较大的进展。16 目前的镀锡光亮剂都是多种添加剂的混合物，包括目前的镀锡光亮剂都是多种添加剂的混合物，包括主光亮剂、载体光亮剂和辅助光亮剂三部分。主光亮剂、载体光亮剂和辅助光亮剂三部分。a.主光亮剂主光亮剂 主要是含有不饱和烯基的羰基化合物。主要是含有不饱和烯基的羰基化合物。分子结构中常含有共轭双键或大分子结构中常含有共轭双键或大键。各种醛类（包括键。各种醛类（包括芳香族、脂肪族和杂环化合物）和一级胺类在碱性条件芳香族、脂肪族和杂环化合物）和一

　　20、级胺类在碱性条件下缩合成醛亚胺下缩合成醛亚胺-希夫碱，希夫碱，不饱和酮、胺等。如不饱和酮、胺等。如1，3，5-三甲氧基苯甲醛，三甲氧基苯甲醛，o-氯苯甲醛、苯甲醛、氯苯甲醛、苯甲醛、o-氯代苯乙酮、氯代苯乙酮、苯甲酰丙酮等。光亮剂的基本结构多为下列类型：苯甲酰丙酮等。光亮剂的基本结构多为下列类型：1718上述结构通式中的上述结构通式中的Rl、R2、R3，和，和R4分别代表不同的取代基。分别代表不同的取代基。对同一结构，改变对同一结构，改变R，能够获得多种不同的有机物，它，能够获得多种不同的有机物，它们都有一定的增光作用。主光亮剂大多不溶于水。们都有一定的增光作用。主光亮剂大多不溶于水。

　　21、b.辅助光亮剂辅助光亮剂 实验证明仅仅使用主光亮剂并不能获得实验证明仅仅使用主光亮剂并不能获得高质量的光亮镀层，需要同时添加脂肪醛和不饱和羰基化合高质量的光亮镀层，需要同时添加脂肪醛和不饱和羰基化合物，如甲醛、乙二醛、苄叉丙酮、丙烯酸、异丁烯酸、丙烯物，如甲醛、乙二醛、苄叉丙酮、丙烯酸、异丁烯酸、丙烯酰胺等。这些添加剂称为辅助光亮剂，能与主光亮剂一起协酰胺等。这些添加剂称为辅助光亮剂，能与主光亮剂一起协同作用，使晶粒细化，有增光作用。同作用，使晶粒细化，有增光作用。19c.载体光亮剂载体光亮剂 由于大多数主光亮剂和部分辅助光亮由于大多数主光亮剂和部分辅助光亮剂难溶于水，在电镀过程中易发生氧化、

　　22、聚合等反应而从剂难溶于水，在电镀过程中易发生氧化、聚合等反应而从溶液中析出，为此需要加入合适的增溶剂，通常为非离子溶液中析出，为此需要加入合适的增溶剂，通常为非离子型表面活性剂，如型表面活性剂，如OP类及平平加类。这类增溶剂称为载类及平平加类。这类增溶剂称为载体光亮剂，也可称载体分散剂。载体光亮剂同时具有提高体光亮剂，也可称载体分散剂。载体光亮剂同时具有提高有机光亮剂在电极上的吸附量，提高增光效果，也可以在有机光亮剂在电极上的吸附量，提高增光效果，也可以在较宽的电流密度范围内抑制亚锡离子的放电和细化晶粒的较宽的电流密度范围内抑制亚锡离子的放电和细化晶粒的作用。作用。常见的有聚乙二醇、聚乙二醇烷

　　23、基醇醚、聚乙二醇丙常见的有聚乙二醇、聚乙二醇烷基醇醚、聚乙二醇丙二醇镶嵌共聚物、溴化十六烷基吡啶、二醇镶嵌共聚物、溴化十六烷基吡啶、N-卞基三甲基溴化卞基三甲基溴化铵、铵、OP（烷基酚聚氧乙烯醚）等。（烷基酚聚氧乙烯醚）等。20目前国内所采用的镀锡光亮剂多为技术保密的专利或商品。目前国内所采用的镀锡光亮剂多为技术保密的专利或商品。如表如表81所列所列SS-820，SS-821光亮剂基本组成相似，是不饱光亮剂基本组成相似，是不饱和醛和醛(或酮或酮)、芳香醛、芳香醛(或酮或酮)和聚氧乙烯壬基醚等非离子表面活和聚氧乙烯壬基醚等非离子表面活性剂的加成物，并包含有甲醛。性剂的加成物，并包含有甲醛。组合光

　　24、亮剂的制备方法为：将对，对二氨基二苯甲烷组合光亮剂的制备方法为：将对，对二氨基二苯甲烷20g-30g溶于水溶于水(加热加热)，再溶于，再溶于100mL乙醇中；另用乙醇中；另用100mL乙乙醇溶解苄叉丙酮醇溶解苄叉丙酮40mL60mL，在搅拌下，将上述两种溶液，在搅拌下，将上述两种溶液缓慢加入缓慢加入300mL400mL的的OP-21乳化剂中乳化剂中(天冷时天冷时OP-21易凝易凝固，应先在水浴中加热使其熔化固，应先在水浴中加热使其熔化)；再加入；再加入40甲醛溶液甲醛溶液100mL200mL；最后用乙醇稀释至；最后用乙醇稀释至1L(严禁用水稀释严禁用水稀释)，充，充分混合均匀即成。分混合均匀即

　　25、成。21(4)稳定剂稳定剂 镀液不稳定、易浑浊是硫酸盐镀锡的主镀液不稳定、易浑浊是硫酸盐镀锡的主要缺点。如果不加稳定剂，镀液在使用或放置过程中，颜要缺点。如果不加稳定剂，镀液在使用或放置过程中，颜色逐渐变黄，最终发生浑浊、沉淀。镀液混浊后，镀层光色逐渐变黄，最终发生浑浊、沉淀。镀液混浊后，镀层光泽性差、光亮区窄、可焊性下降，难以镀出合格产品；且泽性差、光亮区窄、可焊性下降，难以镀出合格产品；且该混浊物呈胶体状态，难以除去和回收，导致锡盐浪费。该混浊物呈胶体状态，难以除去和回收，导致锡盐浪费。镀液混浊的原因相当复杂，一般认为主要是镀液中镀液混浊的原因相当复杂，一般认为主要是镀液中Sn4+离离子的

　　26、存在及其水解的结果。即子的存在及其水解的结果。即Sn4+离子浓度达到一定值时，离子浓度达到一定值时，将发生水解反应：将发生水解反应：Sn4+3H2O-SnO2H2O4H+22 水解产物水解产物-SnO2H2O会促进转化为会促进转化为-(SnO2H2O)5。-SnO2H2O可溶于浓硫酸，而可溶于浓硫酸，而-(SnO2H2O)5不溶于酸与碱，不溶于酸与碱，并很容易与镀液中的并很容易与镀液中的Sn2+锡离子形成一种黄色复合物，进而锡离子形成一种黄色复合物，进而转变为白色的转变为白色的-锡酸沉淀。锡酸沉淀。此外，非离子表面活性剂在镀液温度高于其浊点温度时，此外，非离子表面活性剂在镀液温度高于其浊点

　　27、温度时，将与增溶的光亮剂一起从镀液中析出，也是使镀液浑浊的一将与增溶的光亮剂一起从镀液中析出，也是使镀液浑浊的一种原因，但选择浊点高的非离子表面活性剂就可避免。因此，种原因，但选择浊点高的非离子表面活性剂就可避免。因此，稳定剂的选择原则主要是防止稳定剂的选择原则主要是防止Sn4+离于的生成和水解。镀液离于的生成和水解。镀液中的中的Sn4+离子主要是通过以下两种途径生成。离子主要是通过以下两种途径生成。23 a.镀液中的镀液中的Sn2+离子被溶解氧或阳极反应氧化：离子被溶解氧或阳极反应氧化：2Sn2+O24H+2Sn4+2H2O 或或 Sn2+Sn42e b.锡阳极溶解过程中直接生成锡阳极溶解过程中

　　28、直接生成Sn4离子：离子：Sn(阳极阳极)Sn2+Sn4+6e 为此，可从以下方向着手选择稳定剂：为此，可从以下方向着手选择稳定剂：1、合适的合适的Sn4+、Sn2+的的络合剂络合剂以抑制锡离子的水解和以抑制锡离子的水解和Sn2+离子的氧化，如酒石离子的氧化，如酒石酸、酚磺酸、磺基水杨酸等有机酸和氟化物；酸、酚磺酸、磺基水杨酸等有机酸和氟化物；2、比比Sn2+更容更容易氧化的物质易氧化的物质(抗氧化剂抗氧化剂)以阻止以阻止Sn2+氧化，氧化，如抗坏血酸、如抗坏血酸、V2O5与有机酸作用生成的活性低价钒离子等；与有机酸作用生成的活性低价钒离子等；3、Sn4+的还原剂的还原剂，使使Sn4+还原为还

　　29、原为Sn2+，如金属锡块；以及上述物质相互组合的混，如金属锡块；以及上述物质相互组合的混合物。合物。24 (5)其它添加剂其它添加剂 目前仍有不少产品使用无光亮酸性镀锡。目前仍有不少产品使用无光亮酸性镀锡。该类镀液多选择明胶、该类镀液多选择明胶、-萘酚、甲酚磺酸等为添加剂，以使镀萘酚、甲酚磺酸等为添加剂，以使镀层细致、可焊性好。层细致、可焊性好。萘酚起提高阴极极化、细化晶粒、减少镀层孔隙的作用。萘酚起提高阴极极化、细化晶粒、减少镀层孔隙的作用。由于这类添加剂是憎水的，含量过高时会导致明胶凝结析出，由于这类添加剂是憎水的，含量过高时会导致明胶凝结析出，并使镀层产生条纹。并使镀层产生条纹。明胶主要

　　30、作用是提高阴极极化和镀液分散能力、细化晶粒。明胶最大的作用是提高阴极极化和镀液分散能力、细化晶粒。与与-萘酚配合时有协同效应，使镀层光滑细致。明胶过高会降萘酚配合时有协同效应，使镀层光滑细致。明胶过高会降低镀层的韧性及可焊性，故镀锡层要求高可焊性时不应采用明低镀层的韧性及可焊性，故镀锡层要求高可焊性时不应采用明胶，即使普通无光亮镀锡溶液，明胶的加入量也要严加控制。胶，即使普通无光亮镀锡溶液，明胶的加入量也要严加控制。25操作条件的影响操作条件的影响 (1)阴极电流密度阴极电流密度 根据镀液中主盐浓度、温度和搅拌情根据镀液中主盐浓度、温度和搅拌情况等的不同，光亮镀锡的电流密度可在况等的不同，光亮镀

　　31、锡的电流密度可在1A/dm24A/dm2范围范围内变化。电流效率一般可达内变化。电流效率一般可达100。电流密度过高，镀层变得疏松、粗糙、多孔，边缘易烧电流密度过高，镀层变得疏松、粗糙、多孔，边缘易烧焦，脆性增加；电流密度过低，则得不到光亮镀层，且沉积焦，脆性增加；电流密度过低，则得不到光亮镀层，且沉积速度降低而影响生产效率。速度降低而影响生产效率。26(2)温度温度 宜低不宜高。无光亮镀锡一般在室温下进行，宜低不宜高。无光亮镀锡一般在室温下进行，而光亮镀锡宜在而光亮镀锡宜在1020下进行。因为下进行。因为Sn2+的氧化和光的氧化和光亮剂的消耗均与温度有关。亮剂的消耗均与温度有关。温度过高，温

　　32、度过高，Sn2+氧化速度加快，混浊和沉淀增多，锡氧化速度加快，混浊和沉淀增多，锡层粗糙，镀液寿命降低；光亮剂的消耗亦随温度上升而加层粗糙，镀液寿命降低；光亮剂的消耗亦随温度上升而加快，使光亮区变窄，镀层均匀性差，严重时镀层变暗，出快，使光亮区变窄，镀层均匀性差，严重时镀层变暗，出现花斑和可焊性降低。现花斑和可焊性降低。温度过低，工作电流密度范围变小，镀层易烧焦，并温度过低，工作电流密度范围变小，镀层易烧焦，并使电镀的能耗增大。使电镀的能耗增大。加人性能良好的稳定剂可提升工作温度的上限值。加人性能良好的稳定剂可提高工作时候的温度的上限值。27 (3)搅拌搅拌 光亮镀锡应采用阴极移动或搅拌，阴极移动速率

　　33、光亮镀锡应采用阴极移动或搅拌，阴极移动速率为为15次次/min30次次/min，这有助于镀取镜面光亮镀层和提高生，这有助于镀取镜面光亮镀层和提高生产效率。但为防止产效率。但为防止Sn2+氧化，禁止用空气搅拌。氧化，禁止用空气搅拌。(4)阳极阳极 酸性镀锡阳极一般会用酸性镀锡阳极一般会用99.9以上的高纯锡。纯以上的高纯锡。纯度低的阳极易产生钝化，会促进溶液中度低的阳极易产生钝化，会促进溶液中Sn2+离子被氧化成离子被氧化成Sn4+离子，因此导致离子，因此导致Sn4+的积累和镀液混浊。同时要求晶粒细小，的积累和镀液混浊。同时要求晶粒细小，为达到这个要求，一般用铸造法或辊压法制备阳极。铸造法制为达

　　34、到这个要求，一般用铸造法或辊压法制备阳极。铸造法制备阳极的时候最好用冷水迅速冷却，以防止锡晶粒粗大。备阳极的时候最好用冷水迅速冷却，以防止锡晶粒粗大。为限制阳极电流，防止阳极钝化，阴阳极面积比一般选为限制阳极电流，防止阳极钝化，阴阳极面积比一般选在在1：2左右。左右。为防止阳极泥渣影响镀层质量，可用耐酸的阳极袋。为防止阳极泥渣影响镀层质量，可用耐酸的阳极袋。28(5)有害杂质的去除有害杂质的去除 Cl-、NO3-、Cu2+、Fe2+、As3+、Sb3+等杂质对酸性光亮镀锡层质量有明显影响，使镀层发暗、等杂质对酸性光亮镀锡层质量有明显影响，使镀层发暗、孔隙增多，要注意防止。孔隙增多，要注意防止。

　　35、金属离子一般是由被镀金属溶解在强酸性镀液中引入的，金属离子一般是由被镀金属溶解在强酸性镀液中引入的，可以用预镀镍打底层或冲击电流的方式减少这些离子的引入。可以用预镀镍打底层或冲击电流的方式减少这些离子的引入。金属离子杂质可用小电流密度金属离子杂质可用小电流密度(如如0.2A/dm2)长时间通电处理长时间通电处理去除。去除。但尚无有效去除但尚无有效去除Cl-、NO3-的方法。的方法。酸性光亮镀锡对酸性光亮镀锡对NH4+、Zn2+、Ni2+、Cd2+等不敏感。等不敏感。29(6)镀液维护镀液维护 a、为防止锡离子水解而使溶液混浊，必须控制锡离子与、为防止锡离子水解而使溶液混浊，必须控制锡离子与游离

　　36、硫酸的含量比在游离硫酸的含量比在1：5左右。同时应保持镀液温度较低。左右。同时应保持镀液温度较低。b、镀件入槽要用冲击电流，特别是复杂的零件，防止因、镀件入槽要用冲击电流，特别是复杂的零件，防止因镀液的强酸性使零件深凹处腐蚀而污染镀液。镀液的强酸性使零件深凹处腐蚀而污染镀液。c、光亮剂要勤加少加，混浊的光亮剂不可以使用，每次净、光亮剂要勤加少加，混浊的光亮剂不可以使用，每次净化处理后的镀液要加适量的分散剂。化处理后的镀液要加适量的分散剂。d、定期用不含、定期用不含Cl-的活性炭（的活性炭（0.51g/L）或处理剂净化）或处理剂净化过滤镀液。过滤镀液。e e、停镀时阳极不必取出，渡槽要加盖，防止过多

　　37、接触空、停镀时阳极不必取出，渡槽要加盖，防止过多接触空气，以延缓气，以延缓SnSn2 2的氧化的氧化30 许多光亮剂含有苯胺类及其衍生物。这些芳香族胺类可许多光亮剂含有苯胺类及其衍生物。这些芳香族胺类可被氧化成对苯醌，导致镀液变黄。有机杂质过多会使镀液粘被氧化成对苯醌，导致镀液变黄。有机杂质过多会使镀液粘度显著增加，镀液难以过滤，镀层结晶粗糙、发脆，出现条度显著增加，镀液难以过滤，镀层结晶粗糙、发脆，出现条纹和针孔等疵病。可用纹和针孔等疵病。可用13g/L活性炭除去有机杂质，处理时活性炭除去有机杂质，处理时需将镀液加温至需将镀液加温至40左右，并充分搅拌，待静止后过滤。左右，并充分搅拌，待静止

　　38、后过滤。锡盐的水解产物是呈胶体状态，难以过滤，可加入聚乙烯锡盐的水解产物是呈胶体状态，难以过滤，可加入聚乙烯酰胺等絮凝剂，使水解物凝聚后过滤除去。酰胺等絮凝剂，使水解物凝聚后过滤除去。此外，镀锡后需焊接的钢铁零件要先预镀铜此外，镀锡后需焊接的钢铁零件要先预镀铜(约约3m)以增以增强结合力；铜及铜合金镀锡要带电入槽；黄铜直接镀锡时由强结合力；铜及铜合金镀锡要带电入槽；黄铜直接镀锡时由于合金中锌的影响会出现斑点或镀层发暗，应先镀铜及镍。于合金中锌的影响会出现斑点或镀层发暗，应先镀铜及镍。312.冰花镀锡冰花镀锡冰花镀锡也叫晶纹镀锡。它利用镀锡层重熔后冷却结冰花镀锡也叫晶纹镀锡。它利用镀锡层重熔后冷

　　39、却结晶，经腐蚀后即显出花纹隐影，再在同一镀锡电解液中二晶，经腐蚀后即显出花纹隐影，再在同一镀锡电解液中二次镀锡，便得到明暗相间，立体感强的花纹图案。冰花镀次镀锡，便得到明暗相间，立体感强的花纹图案。冰花镀锡大多数都用在某些商品的外观装饰，通常在冰花镀锡后再罩锡大多数都用在某些商品的外观装饰，通常在冰花镀锡后再罩一层色漆可以使商品更加精美高雅。一层色漆可以使商品更加精美高雅。工艺流程：工艺流程：镀件镀件化学除油化学除油热水洗热水洗冷水洗冷水洗活活化化冷水洗冷水洗镀第一层锡镀第一层锡冷水洗冷水洗吹干吹干烘烤热熔烘烤热熔冷冷却却浸硫酸浸硫酸镀第二层锡镀第二层锡清洗清洗涂透明清漆涂透明清漆成品。成品。32镀液

　　40、组成及工艺条件镀液组成及工艺条件硫酸（硫酸（1.84）8090 ml/L硫酸亚锡硫酸亚锡4060 g/LSNU-2a（光亮剂）（光亮剂）1520 ml/LNSR（稳定剂）（稳定剂）2030 ml/L温度温度1832电流密度电流密度13 A/dm2S阴极阴极：S阳极阳极1：2工艺条件的影响工艺条件的影响 第二次电镀中电流分布的均匀性越好，第二次电镀中电流分布的均匀性越好，则生成的冰花图案的明暗相间度和立体感越差。由于脉冲电则生成的冰花图案的明暗相间度和立体感越差。由于脉冲电流的均匀性优于直流和正弦电流，因此镀冰花锡一般都会采用直流的均匀性优于直流和正弦电流，因此镀冰花锡一般都会采用直流或正弦电流。流或正

　　41、弦电流。采用局部区域进行局部骤冷的冷却方式，能改变冰花采用局部区域进行局部骤冷的冷却方式，能改变冰花镀的花型。镀的花型。33 3.3.氟硼酸盐镀锡氟硼酸盐镀锡 氟硼酸盐镀锡可采用很高的阴极电流密度并有相当宽的氟硼酸盐镀锡可采用很高的阴极电流密度并有相当宽的阴极电流密度范围，沉积速度高，分散能力好，镀层结晶细阴极电流密度范围，沉积速度高，分散能力好，镀层结晶细致，洁白而有光泽，可焊性好，适用于挂镀、滚镀和线材电致，洁白而有光泽，可焊性好，适用于挂镀、滚镀和线材电镀，常用于钢板、带及线材的连续快速镀锡；但镀液成本较镀，常用于钢板、带及线材的连续快速镀锡；但镀液成本比较高，买不到氟硼酸亚锡时需自行

　　42、配制，溶液中的高，买不到氟硼酸亚锡时需自行配制，溶液中的BFBF4 4-对环境对环境能够造成污染，所以应用不广泛。造成污染，所以应用不广泛。镀液成分及操作条件列于表镀液成分及操作条件列于表8 82 2。镀液中的氟硼酸亚锡。镀液中的氟硼酸亚锡和和SnSn2+2+为主盐，适量的游离氟硼酸能保持镀液稳定，硼酸为主盐，适量的游离氟硼酸能保持镀液稳定，硼酸可抑制游离氢氟酸的产生，可抑制游离氢氟酸的产生，-萘酚、明胶等添加剂的作用与萘酚、明胶等添加剂的作用与在硫酸盐镀锡液中的作用类似。在硫酸盐镀锡液中的作用类似。34表表8-2 氟硼酸盐镀锡工艺规范氟硼酸盐镀锡工艺规范成分及操作条件成分及操作条件无光亮镀锡

　　44、20、搅拌、搅拌2540、搅拌、搅拌45阴极移动阴极移动/mmin1适宜适宜1.5（12）阳极阳极99.9%以上纯锡以上纯锡99.9%以上纯锡以上纯锡阴阳极面积比阴阳极面积比1：21：2 胺-醛系光亮剂的配制：在2%Na2CO3溶液中加入280mL乙酰基乙醛和160mL邻甲苯胺，于150下反应10天,将所得的沉淀物用异丙醇溶解配制成20%的溶液。此溶液即为胺-醛系光亮剂35 镀液配制方法：将氟硼酸亚锡溶入去离子水或蒸馏水中，镀液配制方法：将氟硼酸亚锡溶入去离子水或蒸馏水中，水的容积大约为欲配制镀液容积的水的容积大约为欲配制镀液容积的1/22/3；加入已用热水；加入已用热水溶解好的硼酸；加入氟硼

　　45、酸，调整溶液溶解好的硼酸；加入氟硼酸，调整溶液pH值至规定值；然值至规定值；然后在强烈搅拌下加入各种添加剂。其中，后在强烈搅拌下加入各种添加剂。其中，-萘酚要先用萘酚要先用5倍倍10倍乙醇或正丁醇溶解、倍乙醇或正丁醇溶解、OP15预先用水溶解。预先用水溶解。氟硼酸亚锡的自制方法：在计算量的氢氟酸中缓慢加入氟硼酸亚锡的自制方法：在计算量的氢氟酸中缓慢加入略过量的硼酸，以生成氟硼酸；加热溶液，缓慢加入计算量略过量的硼酸，以生成氟硼酸；加热溶液，缓慢加入计算量的氧化铜或碱式碳酸铜，以生成氟硼酸铜，搅拌至完全溶解；的氧化铜或碱式碳酸铜，以生成氟硼酸铜，搅拌至完全溶解；搅拌下缓慢加入锡粉至溶液蓝色完全消

　　46、失搅拌下缓慢加入锡粉至溶液蓝色完全消失,以发生反应以发生反应 Cu(BF4)2+SnSn(BF4)2+Cu 过滤溶液。清液即为氟硼酸亚锡过滤溶液。清液即为氟硼酸亚锡Sn(BF4)2溶液。溶液。36氟硼酸盐镀锡的阴、阳极电流效率均接近氟硼酸盐镀锡的阴、阳极电流效率均接近100，溶液主，溶液主要成分很容易自动保持平衡，因此，镀液维护简单。生产中要成分很容易自动保持平衡，因此，镀液维护简单。生产中通常简单地以相对密度为通常简单地以相对密度为1.17、pH值为值为0.2作为溶液控制的指作为溶液控制的指标；当镀层结晶粗大时可补充添加剂；使用较长时间后，可标；当镀层结晶粗大时可补充添加剂；使用较长时间后，

　　47、可采用活性炭处理，并重新添加添加剂。采用活性炭处理，并重新添加添加剂。必须要格外注意的是，阳极袋不能用尼龙和氯丁橡胶制造，应必须要格外注意的是，阳极袋不能用尼龙和氯丁橡胶制造，应采用聚丙烯或氯乙烯采用聚丙烯或氯乙烯-丙烯腈共聚物（丙烯腈共聚物（Dynel）；不能采用空）；不能采用空气搅拌；为避免生成氟硅酸盐，过滤镀液时不能用含硅的气搅拌；为避免生成氟硅酸盐，过滤镀液时不能用含硅的助滤剂，可用橡胶衬里的过滤机，过滤介质用滤纸。助滤剂，可用橡胶衬里的过滤机，过滤介质用滤纸。374.有机磺酸盐镀锡有机磺酸盐镀锡 有机磺酸盐镀液是近年来开发的一种高速镀锡溶液，有机磺酸盐镀液是近年来开发的一种高速镀锡溶液，目前

　　48、是酸性镀锡领域研究的热点之一。其最大优点是工艺目前是酸性镀锡领域研究的热点之一。其最大优点是工艺成分简单，操作容易，维护方便，适应能力强，镀液稳定性成分简单，操作容易，维护方便，适应能力强，镀液稳定性高、对环境无氟化物污染，是一种比较经济的镀锡工艺。好、对环境无氟化物污染，是一种比较经济的镀锡工艺。但它的镀层粗糙、孔隙多、抗侵蚀的能力差，镀后要经但它的镀层粗糙、孔隙多、抗侵蚀的能力差，镀后要经过过软熔软熔处理。处理。常见的磺酸盐有甲磺酸、酚磺酸、氨基磺酸、乙氧基常见的磺酸盐有甲磺酸、酚磺酸、氨基磺酸、乙氧基甲萘酚磺酸等。甲萘酚磺酸等。有机磺酸盐镀锡的工艺规范，列于表有机磺酸盐镀锡的工艺规范，列于表83

　　50、阴、阳极面积比6412:139软熔处理软熔处理对于吊、滚的镀件可用热油浸锡法使镀锡层瞬时熔化，对于吊、滚的镀件可用热油浸锡法使镀锡层瞬时熔化，使镀层光亮致密。对于连续的线材和板材可用感应加热法使镀层光亮致密。对于连续的线材和板材可用感应加热法和红外线加热法使镀锡层表面熔化，再通过轧辊使表面平和红外线加热法使镀锡层表面熔化，再通过轧辊使表面平整、光滑和致密。整、光滑和致密。要软熔的镀件的镀层厚度不能超过要软熔的镀件的镀层厚度不能超过6 m，否则会产生，否则会产生“滚珠滚珠”或不润湿的现象。但镀层的厚度低于或不润湿的现象。但镀层的厚度低于3 m，软熔，软熔后可能局部不光亮。使用热油浸锡法，油的温度

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