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彭氏化学之塑胶电镀

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镀锡  

2006-12-31 19:02:02|  分类: 电镀 |  标签: |举报 |字号 订阅

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    一、概述
    锡具有银白色的外观,原子量为118.7,密度为7.3g/cm3,熔点为232℃,原子价为二价和四价,故电化当量分别为2.12g/A·h和1.107g/A·h。锡具有抗腐蚀、耐变色、无毒、易钎焊、柔软和延展性好等优点。锡镀层有如下特点和用途:
    (1)化学稳定性高。在大气中耐氧化不易变色。与硫化物不起反应。与硫酸、盐酸、硝酸的稀溶液几乎无反应,即使在浓硫酸和浓盐酸中也要在加热条件下才缓慢反应。
    (2)在电化序中锡的标准电位比铁正,对钢铁来说是阴极性镀层,只有在镀层无孔隙时才能有效地保护基体。但在密闭条件下,在有机酸介质中,锡的电位比铁负,具有电化学保护作用,溶解的锡对人体无害,故常作食品容器的保护层。
    (3)锡导电性好,易钎焊。在强电部门常以锡代替银作导电镀层;在弱电部门的电子元器件的引线、印刷电路板也镀锡。铜导线上镀锡除提供可焊性外,还有隔离绝缘材料中硫的作用。轴承金属镀锡可起密合和减磨作用。不汽车工业上活塞环镀锡和汽缸壁镀锡可防止滞死和拉伤。
    (4)锡从-13℃起结晶开始发生变异,到-30℃将完全转变为一种非晶型的同素异构体(α锡或灰锡),俗称“锡瘟”,此时已失去金属锡的性质。但锡与少量锑或铋(0.2%~0.3%)共沉积时可有效地抑制这种变异。
    (5)锡同锌、镉镀层一样,在高温、潮湿和密闭条件下能长成“晶须”,称为“长毛”,这是镀层存在内应力所致。小型化的电子元件需防止晶须造成短路事故。电镀后用加热法除内应力或电镀时与1%的铅共沉积可避免这一特性。
    (6)镀锡后在232℃以上的热油中重熔处理,可获得有光泽的花纹锡层,可作日用品的装饰镀层。
    电镀锡早在1843年就提出了第一个专利,1930年之后才具备工业实用性。
    镀锡液分为碱性和酸性两种。我国60年代之前全部用高温碱性锡,70年代开始启用弱酸性镀锡,80年代常温酸性光亮镀锡迅速发展,已处于主导地位。两种镀液性能比较,见表2-3-107。
表2-3-107 两种类型镀液的性能比较
镀液类型 优点 缺点
碱性镀锡 1)   成分简单、分散能力较好;
2)   镀层细致、洁白、孔隙少;
3)   对杂质容忍度大(除Sn2+之处);
4)   镀层易钎焊
1)   电流密度范围窄、电流效率低;
2)   热耗大,电耗大(与酸性相比,同等厚度,耗电量大10倍);
3)   不能直接获得光亮层;
4)   阳极行为影响大
酸性镀锡 1)   电流效率高,电流密度大,生产效率高;
2)   无需加热、镀液较稳定;
3)   可获得全光亮镀层;
4)   对杂质容忍度大
1)   分散能力、覆盖能力稍差;
2)   孔隙率较高;
3)   钎焊性较碱性锡差,受热区易出现锡瘤;
4)   设备要用耐酸材料
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