電鍍鉛錫合金

在酸性溶液中鉛和錫電極的電位比較接近，因而很容易共沉 積二為了得到不同比例的鉛錫合金鍍層，可通過控制鍍液中 的鉛、錫離子濃度、控制陰極電流密度等方法實(shí)現(xiàn)。工業(yè)上廣 泛使用的是氟硼酸鹽鍍液。經(jīng)基烷基磺酸鹽鍍液也一汗始 應(yīng)用。 解讀詞條背后的知識 PCB小峰 專注于線路板常見問題的分析與解答。

PCB行業(yè)印制電路工藝電鍍鉛錫合金簡介！

在印刷電路板的過程中，鋼帶表面通常有一種用于潤滑、粘合和焊接的鍍層印制工藝。該工藝在工業(yè)上稱為電鍍鉛錫合金。本文簡要介紹了介電鍍鉛錫合金的作用和機(jī)理。錫元素符號Sn,原子量118.7,密度7.29g/cm3,Sn2的電化當(dāng)量2.214g/Ah。鉛元素符號Pb,原子量207,...

含錫45%一55 0}的合金鍍 層主要用作防止海水或其他介質(zhì)腐蝕的防護(hù)性鍍層;含錫 55%一G5%的合金鍍層常用于鋼、銅和鋁等表面，作為改善焊 接f}能的鍍層，印刷電路板的鍍層，約含錫G(1 0k,，含鉛dfl},

鉛錫合金鍍層在工業(yè)上應(yīng)用很廣，通過改變鍍液中兩種金屬離子的濃度比就可以得到鉛、錫含量不同的各種鉛錫合金。鍍層中含錫6%～10%的合金鍍在鋼帶上可提高防腐蝕能力、可焊性和與油漆的結(jié)合力，且具有良好的潤滑性能；含錫15%～25%的鍍層常用于表面潤滑、助黏、助焊；含錫45%～55%的合金鍍層可以用作防止海水等介質(zhì)腐蝕；含錫55%～65%的鍍層可提高電子元件表面的焊接性。純錫中加入1%～3的鉛可防止“錫須”的生成。鉛錫合金鍍層中錫的含量隨鍍液中錫的含量和電流密度的增加而增加。

鉛和錫的標(biāo)準(zhǔn)電極電位相差很小（Pb/Pb² 為-0.126V，Sn/Sn² 為-0.136V），而氫過電位又高，因此可通過控制鍍液中的鉛錫含量比例和電流密度來實(shí)現(xiàn)在簡單強(qiáng)酸性鍍液中的共沉積，得到各種要求比例的鉛錫合金鍍層。

1）錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%～15%的合金鍍層具有良好的防腐蝕性能及潤滑性能，常用于鋼鐵制品的防腐。

2）錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%～20%的合金鍍層減磨性能優(yōu)良，常用于滑動軸承表面的電鍍。

3）錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%～65%的合金鍍層耐蝕性和焊接性優(yōu)良，常用作印制電路板電鍍。

4）錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%～90%的合金鍍層具有良好的焊接性，常用于電子元器件引線的電鍍。

5）若在純錫鍍中加入1%～3%的鉛，可有效防止錫須的形成。

1.鉛錫合金性能穩(wěn)定，熔點(diǎn)低，流動性好，收縮性小。

2.鉛錫合金晶粒幼細(xì)，韌性良好，軟硬適宜，表面光滑，無砂洞，無疵點(diǎn)，無裂紋，磨光及電鍍效果好。

3.鉛錫合金離心鑄造性能好，韌性強(qiáng)，可以鑄造形狀復(fù)雜、薄壁的精密件，鑄件表面光滑。

4.鉛錫合金產(chǎn)品可進(jìn)行表面處理：電鍍、噴涂、噴漆。

5.鉛錫合金晶體結(jié)構(gòu)致密,在原料方面確保鑄件尺寸公差小,表面精美，后處理瑕疵少。

在簡單絡(luò)離子的酸性電解液中，鉛錫合金在很低的電流密度下即可產(chǎn)生共沉積，鉛錫合金鍍層比同樣厚度的鉛鍍層和錫鍍層孔隙率低。含錫60%、含鉛40%的鉛錫合金具有最低的共熔點(diǎn)183℃，它的焊接性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過純錫鍍層。因此，在航空航天、電子電器行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用.。性能穩(wěn)定，熔點(diǎn)低，流動性好，收縮性小。晶粒幼細(xì)，韌性良好，軟硬適宜，表面光滑，無砂洞，無疵點(diǎn)，無裂紋，磨光及電鍍效果好。

鉛基合金中最重要的是鉛錫合金。這種合金具有淺灰色的金屬光澤，比較柔軟，孔隙率比單層鉛或錫低。鉛和錫的標(biāo)準(zhǔn)電極電位差只有10mV，且氫的過電位高，因此可在簡單的強(qiáng)酸性鍍液中共析，只需控制鉛錫離子濃度比與電流密度便可得到任何一種合金成分的合金電鍍層，其電流效率接近100%。

鉛錫合金的鍍液，除了使用最多的氟硼酸鹽鍍液外，還有氨基磺酸鹽、酚磺酸鹽、烷醇磺酸鹽和檸檬酸鹽鍍液均已應(yīng)用于生產(chǎn)。

鉛錫合金的金相組織為過飽和固溶體，但在貯存過程中會逐漸出現(xiàn)相變。在某些特殊情況下組分也會與基體形成金屬間化合物，例如錫與銅，這一特性具有特殊要求的場合，應(yīng)考慮在其基體和鉛錫合金鍍層之間加鍍中間隔離層。

錫鉛合金的熔點(diǎn)比純錫和純鉛還低，它的突出優(yōu)點(diǎn)是孔隙率、可焊性比單金屬好。如純錫鍍層長期放置，表面會長出針狀結(jié)晶（錫須），能引起短路；在低溫還可產(chǎn)生“錫瘟”。在純錫中只要加入2%～3%以上的鉛，這種現(xiàn)象就不易發(fā)生。因此該鍍層是電子元器件中最受重視的可焊性鍍層。

含錫量不同的鉛錫合金具有不同的性質(zhì)與用途。通常各種鉛錫合金的用途是按其所含合金成分不同來決定。

鉛錫最低共熔點(diǎn)（183℃）時的組成是錫61.9%、鉛38.1%，此時的合金具有最大的焊接強(qiáng)度與濕潤能力，故目前焊料和焊接鍍層大多采用60%錫、40%鉛的合金鍍層。