化學(xué)鍍錫反應(yīng)歷程的研究及鍍液補(bǔ)加維護(hù).pdf

1、隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)印制線路板的表面終飾提出了更高的要求。化學(xué)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(diǎn)，得到了廣泛的重視。而且其無鉛的表面處理，滿足人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求，是實(shí)現(xiàn)表面涂覆綠色化的重要工藝。但是目前的化學(xué)鍍錫工藝仍然存在鍍層較薄，銅錫互擴(kuò)散等問題，限制了其應(yīng)用的范圍。因此，深入探討化學(xué)鍍錫的反應(yīng)歷程，明確各組分的作用，對(duì)化學(xué)鍍錫工藝的開發(fā)和研究具有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。
　　針對(duì)化學(xué)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(diǎn)尋找合適的分析方法。本文對(duì)現(xiàn)有的鍍液分析方法進(jìn)行了比較，確定了快速連續(xù)滴定化學(xué)鍍錫液中亞錫離子和次亞磷酸鈉的方法。
　　對(duì)于銅錫互擴(kuò)散層的研究，本文考察了傳統(tǒng)的電量分析法國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)—計(jì)時(shí)電位-時(shí)間曲線(CP)—對(duì)銅基化學(xué)鍍錫板錫含量的仲裁分析，由于銅錫金屬間化合物復(fù)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(dǎo)致計(jì)時(shí)電位-時(shí)間曲線(CP)中銅錫擴(kuò)散層與銅基之間的

3、電位階越不明顯，因此得出結(jié)論：傳統(tǒng)的電量分析法國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)不適用于銅基化學(xué)鍍錫層中銅錫互擴(kuò)散的研究；本文同時(shí)考察了線性掃描法(LSV)，結(jié)果表明線性掃描曲線可以更加準(zhǔn)確、快速的用于銅錫互擴(kuò)散層研究。
　　對(duì)化學(xué)鍍錫的機(jī)理從置換過程和還原過程兩個(gè)方面進(jìn)行研究。對(duì)于置換反應(yīng)階段，循環(huán)伏安(CV)和塔菲爾曲線(TAFEL)的測(cè)試表明，當(dāng)硫脲(TU)的濃度小于0.01mol/L時(shí)，硫脲在銅的表面僅發(fā)生了較弱的吸附反應(yīng)。隨著硫脲濃度的提高，Cu

4、(I)-TU絡(luò)合物逐漸形成。當(dāng)硫脲的濃度增加到0.5mol/L時(shí)，硫脲與Cu(I)的反應(yīng)最終轉(zhuǎn)變成為不可逆的絡(luò)合過程。同時(shí)利用金相顯微鏡和X-射線熒光光譜(XRF)分析了硫脲濃度對(duì)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(yīng)的進(jìn)行，增加了錫層的厚度。
　　在對(duì)化學(xué)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(duì)鍍層錫含量進(jìn)行測(cè)定，通過研究NaH2PO2對(duì)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(dòng)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(duì)其的影響，研究表明Sn2+和錫金屬對(duì)NaH2PO2的氧化均具有毒化作用；對(duì)鍍液中NaH2PO2的消耗進(jìn)行了滴定分析，對(duì)鍍層中P含量進(jìn)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(jié)果顯示在誤差范圍內(nèi)鍍液中沒有NaH2PO2的消耗，鍍層中沒有檢測(cè)出P含量；由此認(rèn)為化學(xué)鍍錫中NaH2P

6、O2的不具有還原劑作用，化學(xué)鍍錫不具有還原鍍錫過程。
　　同時(shí)研究了NaH2PO2對(duì)鍍液穩(wěn)定的貢獻(xiàn)。采用陰極極化曲線(LSV)研究了Sn2+的陰極沉積行為及NaH2PO2對(duì)Sn2+陰極沉積行為的影響，發(fā)現(xiàn)NaH2PO2對(duì)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(huì)降低硫脲的對(duì)銅的絡(luò)合腐蝕，從而抑制置換反應(yīng)；由此認(rèn)為NaH2PO2對(duì)錫沉積