甲磺酸电镀锡铋合金工艺

1 前言

Sn—Bi合金镀层不但可以防止锡须的形成及向灰锡的转变，而且具有可焊性好和无毒性，因此，已开始取代有毒的电镀Sb—Pb合金工艺。电镀Sn—Bi合金有硫酸体系、氟硼酸盐、酚磺酸体系及甲磺酸体系等，其中甲磺酸体系以其沉积速率快、废水容易处理等优点而被应用到连续电镀生产中，我们经过1年的生产实践，成功地取代了Sb—Pb合金工艺。

2 镀液规范与配制

Sn (以甲磺酸亚锡形式加入)20～40 g／L，Bi(以甲磺酸铋形式加入)2～4 g／L，甲磺酸130～180g／L，甲醛14 mL／L，添加剂SB—A 50～60 mL／L，添加剂SB—B 30～40 mL／L，16～30℃ ，Jk 2～7 A／dm² ，阳极为锡(99．90％)。配制时用自来水和去离子水把镀槽清洗干净，然后加入1／2体积的去离子水，按计算量依次加入甲磺酸、甲磺酸亚锡、甲磺酸铋、甲醛、添加剂SB—A、添加剂SB—B，加水至规定体积，搅匀后即可电镀。

3 镀液组成及工艺条件的影响

3．1 甲磺酸

甲磺酸既可防止甲磺酸亚锡的水解，又能增加阳极的溶解和溶液的导电性；含量过高，会导致析氢严重，阴极效率降低，并且会因阳极溶解过快，导致锡离子浓度过高而使镀层粗糙；含量过低，会使镀液稳定性降低，电流密度范围缩小。

3．2 Sn²⁺、Bi²⁺

层易烧焦；两种主盐浓度过高，会使镀层粗糙，镀液分散能力降低。通过调整两种离子的浓度比例可以有效控制镀层中的锡、铋比例。随着Bi²⁺浓度增加，镀层中铋含量也会增加，因阳极采用纯锡，故Bi 浓度需经常化验添加，以保证镀层中的锡、铋比例。

3．3 甲醛

可防止Sn²⁺ 的氧化，增加镀液的稳定性，同时又增加镀层的光亮度。含量过低，镀层出现花斑，镀液混浊；含量过高，镀层出现条纹。

3．4 添加剂

两种添加剂必须配合使用，sB．A为主光亮剂，SB．B主要增加镀液的深镀能力，一旦添加量过多，会增加镀层的脆性和含碳量。

3．5 温度

温度对镀液、镀层、电流密度范围都有影响。温度过高，会加速Sn2+的氧化，降低镀液的稳定性，镀层光亮度下降；温度过低，会使工作电流降低，镀层易烧焦且光亮度低。镀层中铋含量先随温度升高而升高，到一定温度又会随温度的升高而降低。温度偏高或偏低都会使镀层中的铋含量降低。

3．6 阴极电流密度

阴极电流密度偏高，析氢严重，阴极效率低，镀层粗糙，出现麻点和烧焦等现象，镀层中的铋含量随阴极电流密度升高而降低。