淺談硫酸鹽鍍錫

李 玉

（昆山市貝加爾電子材料有限公司，江蘇 昆山 215300）

1 概述

（1）錫是一種廣泛應用于各種用途的金屬，具有銀白色的外觀，原子量為118.7，密度為7.3g/cm3，原子價為二價和四價，錫還具有良好的均一性、耐蝕性、無毒、延展性好等優(yōu)點，因具有抗堿性蝕刻能力，可以選用合適剝錫配方進行剝錫且對銅面侵蝕效果小，錫成本低廉，所以被廣泛用于二次銅蝕刻阻劑。

（2）電鍍錫工藝可分為堿性體系和酸性體系，PCB均采用酸性鍍錫。酸性鍍錫主要有硫酸鹽、磺酸鹽、氟硼酸鹽體系，因氟離子對人體危害大，廢水難處理，目前已基本被淘汰。

（3）硫酸鹽鍍液成本低，鍍層質量優(yōu)，缺點為鍍液穩(wěn)定性較差，易水解，槽液壽命短，經常需要對鍍液維護。甲基磺酸鹽溶解度大，使用電流密度高，沉積速度快，絡合能力強，不宜水解，缺點為成本較高。

2 制程原理

2.1 基本計算

電鍍錫的陽極反應：Sn→Sn2+＋2e

電鍍錫的陰極反應：Sn2+＋2e→Sn

電鍍錫厚度計算公式：電流密度（A/dm2）×時間（min）×（電流效率）=466（鍍錫參數）×厚度（mm）

2.2 鍍錫添加劑

為了得到良好的鍍錫層，使鍍層結晶致密，必須降低錫離子還原速度，且避免產生氫氣，添加劑選用非常重要。添加劑依照種類和功能可分為：光澤劑、分散劑、抗氧化劑、絮凝劑。

（1）光澤劑：使鍍層結晶致密，使不同的晶面在各點的電位接近，避免電鍍時形成單向生長，達到抑制結晶生長，促進晶核生長的目的。以芳香醛、不飽和酮及胺做光澤劑較常見。

（2）分散劑：由于多數光澤劑不溶于水，有的在電鍍中因發(fā)生氧化、聚會等反應易從鍍液中析出，需要加入分散劑增溶，同時它還有潤濕及細化結晶等功能。一般以聚乙二醇為代表的非離子型表面活性劑比較常用。

（3）抗氧化劑：以亞錫鹽為主鹽的酸性鍍錫液，管理上最困難的問題是鍍液混濁，如果不抗氧化劑三個月內就會發(fā)生鍍液混濁，這種混濁物是錫鹽水解而成的錫酸，這些膠態(tài)的水解物不易沉淀、不易過濾，在鍍液中懸浮影響鍍錫品質。欲解決亞錫的氧化和水解問題，必須使用抗氧化劑，抗氧化劑主要以苯酚類為主。

表1 硫酸亞錫鍍液成分及功用與管理

表2 槽液混濁原因與改善對策

3 硫酸亞錫鍍液各成分功用及管理（表1）

4 鍍錫常見問題解析

4.1 槽液混濁（表2）

槽液混濁沉降試驗：

（1）生產中鍍錫槽液混濁，電流效率下降，鍍層高電流區(qū)暗黑，鍍層厚度不均，抗蝕刻能力差。

（2）用250 mm的量杯取鍍錫槽液5杯，分別加入沉降劑2.5 ml/l 、5 ml/l 、7.5 ml/l、10 ml/l 、12.5 ml/l，攪拌20 min，靜止8 h，槽液變澄清的最低添加量即為沉降劑的最佳添加量，過量添加造成成本增加，槽液中沉降劑的存在對鍍層品質不宜。

（3）將鍍錫槽液移入沉降處理池，在機械攪拌的情況下（不可打氣），加入適量的沉降劑，持續(xù)攪拌30 min，靜止8 h。在此期間對鍍錫槽清洗槽體、陽極籃、陽極袋、檢查陽極袋有無破損并及時更換。

（4）通過過濾機將處理后的槽液移入鍍錫槽，分析調整濃度、液位，補加錫球，打哈氏片補加調整鍍錫光澤劑。

（5）試產，確認鍍錫品質，外觀及抗蝕效果，電流效率是否提升。

4.2 獨立線路或獨立孔環(huán)被蝕刻（圖1、表3）

圖1 獨立孔環(huán)被攻擊

表3 獨立線路(孔環(huán))被蝕刻原因與改善對策

4.3 鍍錫厚度不均（表4）

表4 鍍錫厚度不均原因與改善對策

4.4 通孔孔破（表5）

表5 通孔孔破原因與改善對策

5 總結

電鍍錫經過幾十年不斷發(fā)展，目前硫酸鹽、烷基磺酸鹽鍍錫已處于絕對主導地位，鍍錫光澤劑配方已經成熟。生產中鍍錫制程問題相對較少，減少鍍錫問題沒有捷徑，認真細致的保養(yǎng)是唯一的方法，包括設備保養(yǎng)及藥水保養(yǎng)，生產中鍍錫鍍錫不良發(fā)生的幾率可有效降低，鍍錫槽液壽命會延長。

圖2 震動不良氣泡型孔破

圖3 孔鍍錫不良漸薄型孔破

[1]黃祖儀. 電路板濕制程全書,電鍍錫制程.

[2]張允誠,胡如南,向榮. 電鍍手冊,第2版,酸性鍍錫.