硫酸根对甲基磺酸体系镀锡液性能的影响

目的 从镀层的耐蚀性能、电化学行为、镀液稳定性三个层面分析硫酸根对甲基磺酸体系镀锡的影响,探究在不影响镀液性能的条件下,硫酸根在甲基磺酸镀锡液中的最大浓度范围。方法 通过盐雾实验和电化学测试探究硫酸根对镀锡板耐蚀性能的影响,通过电化学测试研究了硫酸根在甲基磺酸镀锡过程中的电化学行为,通过可见光分光光度计和zeta电位仪分析硫酸根对镀液稳定性的影响。结果 镀液中硫酸根质量浓度在5 g/L时,镀层的耐蚀性能最好,但硫酸根质量浓度高于10 g/L时,镀层耐蚀性呈下降趋势。在锡沉积过程中,硫酸根离子的存在会增大锡沉积的阴极极化,当镀液中的硫酸根质量浓度达到60 g/L时,阴极极化不再显著增加。透过率随时间变化的曲线表明,当MSA和甲基磺酸混合溶液中不存在硫酸根时,溶液的氧化速度较慢,溶液透光率经过196 h后由99%下降为86%。硫酸根的加入会使镀液的氧化速率加快,当溶液中硫酸根质量浓度分别为20、40、60、80 g/L时,196 h后,透光率分别下降至15%、66%、63%、20%。硫酸根的加入,也会改变溶液的zeta电位,使胶粒由荷正电变为荷负电。结论 当镀液中硫酸根质量浓度超过10 g/L时,镀锡层的耐蚀性能下降。硫酸根能够增大锡沉积的阴极极化,加速锡离子的氧化;此外,硫酸根还会吸附在锡胶粒表面,使添加剂浊点降低。     

酸性镀锡工艺七问

一、酸性镀锡工艺有何特点? 答:a.组分简单易于调整;b.沉积电位较正(Sn2++2e=Sn,φ o=-0.140 V),锡是易于电沉积的金属oC.镀液导电性好,槽电压低,整流电源输出直流电压有6V就足够了,省电.d.在形成双电层时交换电流密度比Cu、Zn大2～3个数量级,达约110mA/cm2,故自身阴极极化很弱,不加添加剂是不行的.e.镀液中锡离子必须呈2价态Sn2+,否则毛病百出.这一点刚好与碱性镀锡要求锡离子呈4价态而不能呈二价态恰恰相反.如何尽量减少酸性镀锡液中产生过多4价锡(提高镀液稳定性)是研制改进添加剂和工艺维护的重点和难点. 二、加装阳极套有何优缺点? 答:锡阳极板加装阳极套的优点是进入镀液进而沉于槽底的阳极泥渣减少.由于阳极泥渣少,造成的镀层粗糙、毛刺现象减少.缺点是镀液稳定性会有所下降,其原因分析:在纯锡板上存如下反应Sn4++Sn=2Sn2+.即金属锡能将有害的Sn4+还原为有用的Sn2+,换言之,金属锡对镀液有一定的稳定作用.当锡板加装阳极套后,镀液的扩散,对流传质受阻(特别将阳极袋做得小,袋孔堵塞而又未及时清洗时),结果阳极仅对袋内极少数镀液才起到了一定的稳定作用.虑及此,实际生产中对采用阴极移动的挂镀,将镀槽做深点而锡阳极不加袋裸放;滚镀时因镀液翻动大,泥渣易翻起,才加阳极袋.强调一点,在采用硫酸盐酸性镀锡时,是不能用钛阳极筐的,因钛材会很快遭受腐蚀.     

表面活性剂对化学镀镍影响机理的研究

目的 探究十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基溴化吡啶(CPDB)和OP-103种表面活性剂在化学镀液中对镀镍过程的影响,改善PCB化学镀镍层的不均匀现象.方法 通过化学镀试验,对镀镍层的厚度变化进行研究.利用电化学分析测试,研究表面活性剂对化学镀镍腐蚀的影响.使用扫描电镜(SEM)对镀镍层表面微观形貌进行表征.运用Forcite模块中的COMPASS力场进行分子动力学计算,研究表面活性剂分子在镍层表面吸附过程中的能量变化.结果 通过化学镀试验,发现加入适量的表面活性剂能够增加镀镍层的厚度,SDS、CPDB和OP-10能够提高镀镍层的均匀性.电化学测试结果表明,3种表面活性剂与Cu-Ni表面吸附作用的强弱顺序为SDS>CPDB>OP-10.通过扫描电子显微镜测试,发现添加表面活性剂后,镀层表面平整性良好,颗粒分布和大小均匀,均匀性顺序为OP-10>CPDB>SDS,与镀速的变化呈负相关.分子动力学模拟计算结果表明,3种表面活性剂都能自发地吸附在镍表面,其温度波动和能量波动都在25 ps达到稳定,吸附稳定.OP-10、CPDB、SDS吸附模型作用能分别为–3338.61、–3681.28、–4158.18 kJ/mol.结论 在化学镀镍液中加入表面活性剂,可在一定程度上有效提高化学镀镍层的均匀性,并且提升镀镍速率.该研究为化学镀镍过程中表面活性剂的选择提供了理论基础.     

工艺条件对 BAg50 CuZn 钎料表面电镀锡溶液电阻的影响

采用硫酸盐系电解液在BAg50CuZn钎料表面电镀Sn,考察了电流密度、镀液温度、阴阳极间距、超声波功率及超声波频率对AgCuZn钎料电镀锡溶液电阻的影响,得出了较佳的工艺条件,并对该条件下制备的锡电镀层的微观表面形貌进行了观察。结果表明,施镀时间一定时,随着电流密度或超声波频率的增大,溶液电阻逐渐增大;阴阳极间距增大时,溶液电阻呈现先减小、后增大的趋势。在较佳工艺条件下施镀,可获得表面平整、致密的Sn电镀层。     

BAg45 CuZn 钎料表面化学镀锡的研究

在BAg45CuZn钎料表面进行化学镀锡,分析镀液温度、pH值、施镀时间对锡镀层的沉积速率和AgCuZnSn钎料中锡含量的影响规律,确定最佳工艺,并表征锡镀层的表面形貌和AgCuZnSn钎料的润湿性。分析表明:随着温度和pH值升高,镀层沉积速率和AgCuZnSn钎料锡含量均先升高,后降低;随着施镀时间的延长,沉积速率先增大,后快速减小,而AgCuZnSn钎料Sn含量逐渐增大。采用最佳工艺时,沉积速率达到13.6μm/h,锡镀层的表面平整、致密度高,所得钎料的Sn含量为2.45%,与基体BAg45CuZn钎料相比,其润湿性有大幅度提高,铺展性好。     

甲基磺酸盐体系下铜粉浸镀锡工艺的研究

目的解决现有氯化盐体系和硫酸盐体系下,铜粉浸镀锡存在的问题。方法以甲基磺酸锡为主盐,硫脲为络合剂,对铜粉进行浸镀锡,并分析锡离子浓度、硫脲浓度、甲基磺酸加入量及镀液温度等因素对锡镀层微观形貌的影响。结果在甲基磺酸盐体系下,锡离子可与硫脲形成复杂络合离子,降低了锡离子的平衡电极电位,使铜粉浸镀锡成为可能。结论当锡离子浓度为0.15 mol/L,硫脲浓度为0.80mol/L,甲基磺酸加入量为50 mL/L,镀液温度为75℃时,可获得均匀、致密且与铜粉表面结合良好的镀锡层。     

ChCl-EG中铜锡合金的电沉积行为及耐蚀性研究

目的 研究氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂中进行不同浓度比例下的铜锡合金电沉积的电化学行为及镀层微观形貌、相组成、耐蚀性能.方法 使用阴极极化曲线对铜锡合金还原行为进行研究,使用扫描电子显微镜以及X射线衍射仪等研究电极电位对银镀层微观形貌的影响及银镀层的相组成,同时采用EDS分析铜锡合金镀层的元素组成.使用极化曲线对铜锡合金镀层的耐蚀性能进行研究分析.结果 在?0.95 V电位时,铜锡发生共沉积.在该电位下,铜以合金形式存在,而锡以合金和单质的形式存在.不同金属离子含量的电沉积体系得到不同成分的镀层.镀液中的铜锡含量明确影响镀层中的铜锡含量,当镀液中铜或锡含量偏高时,镀层质量更好.在ChCl-EG低共熔溶剂中,当CuCl2·2H2O与SnCl2·2H2O的含量(mol/L)分别为0.192:0.048、0.192:0.192、0.048:0.192时,得到的镀层的相组成分别为β-Cu5.6Sn、η-Cu6Sn5+β-Cu5.6Sn、η-Cu6Sn5.结论 随着镀液中锡含量不断增多,其相组成由 β-Cu5.6Sn相向 η-Cu6Sn5相发生转变,并且在沉积层中出现了锡相.镀液中铜或锡含量偏高时,镀层质量反而更好.耐蚀性测试显示镀液中Sn含量为84.2％时,镀层腐蚀速率最小,镀层的耐蚀性最优.     

银基钎料锡电镀层的界面特征分析

以BAg50CuZn钎料为基体,采用硫酸盐镀液体系在其表面电镀锡,经热扩散处理制备了镀锡银钎料。借助扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射分析仪等手段分析银基钎料锡电镀层的表界面形貌、化学元素组成、界面物相,并对其表面和界面化学元素进行线扫描和面扫描分析。结果表明:锡电镀层结晶晶粒呈现明显的(101)、(112)结晶取向,晶体生长方式为"向上生长"+"侧向生长"混合模式;基体钎料与锡电镀层结合紧密,经热扩散处理二者之间发生了互扩散作用,形成扩散界面区。在扩散界面区,镀层中的Sn元素与钎料中的Cu、Ag元素形成了Cu_3Sn相和Ag_3Sn相。Sn元素在银基钎料锡电镀层中分布均匀、无偏析现象。电镀锡银钎料扩散界面区主要存在Ag相、Cu相、Cu Zn相、Ag_3Sn相、Cu_3Sn相,其中Ag相、Cu相、Cu Zn相来自基体钎料。银基钎料锡电镀层的结合界面是化合物型形式。     

镁合金表面Zn/Sn叠层的低温热扩散研究

研究镁合金基体上进行预处理及电镀Sn、Zn处理后,在190℃进行扩散热处理后的镀层结构.通过XRD、SEM及Darken-Garry理论分析不同热扩散时间后,不同镀层、镀层与镁合金基体之间的微观形貌和相结构的变化.研究表明,镁合金表面镀锌和镀锡后,在190℃处理过程中,锡逐渐扩散至镀锌层内部,并与镁形成了Mg2Sn化合物,锌和镁间并未形成化合物及固溶体.单独镀锡层锡与镁的扩散速度大于Zn/Sn叠层中锡与镁的扩散速度.在保温过程中单镀锌层并未与镁合金发生明显的扩散反应,只是镀锌层结构发生了改变.     

分次催化法在印刷线路板上快速化学镀锡

以硫脲为络合剂,次磷酸钠为还原剂,六氟合钯酸钾(K2[PdF6])为催化剂,在印刷线路板(PCB)上化学镀锡。利用扫描电镜(SEM)和X射线荧光测厚仪(XRF)对镀锡层进行形貌测试和厚度分析,研究了在采用六氟合钯酸钾为催化剂进行分次催化下,不同沉积时间所获得镀锡层的表面形貌,以及在有无催化剂作用下镀锡层的沉积速度。结果表明,K2[PdF6]对化学镀锡时锡在镀锡层上的持续还原沉积具有促进作用,可以提高其沉积速度。     

化学镀锡反应动力学特性研究

目的研究化学镀锡反应过程的动力学特性。方法在硫脲-柠檬酸-酒石酸三元络合体系中,以次磷酸钠为还原剂,以Sn Cl2为主盐,在铜片上化学沉积锡镀层,研究温度、主盐、还原剂、H+和络合剂的浓度对沉积速度的影响规律。结果镀锡过程中,Sn2+,H+和次磷酸钠的反应级数分别为0.302,0.21和0.192;硫脲、柠檬酸和酒石酸的反应级数分别为0.237,0.213和0.081;速度常数为0.013,总反应级数为1.235级,表观活化能为11.184 k J/mol。结论建立了化学镀锡反应的动力学方程,对化学镀锡沉积工艺的选择和产物的控制具有一定的参考作用。     

新型三元复合络合剂体系对AZ91D镁合金表面酸性化学镀Ni-P的影响

利用含新型三元复合络合剂的酸性化学镀镍液体系,在AZ91D镁合金表面通过化学镀制备Ni-P防护镀层。结果表明,镀层沉积速率随着镀液中三元复合络合剂浓度的变化而改变。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和差热分析（DSC）对镀层结构、形貌以及热稳定性进行表征和分析。通过交流阻抗（EIS）和动电位扫描极化曲线对Ni-P镀层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能进行评价。镀液中三元复合络合剂的浓度对Ni-P镀层的结构与形貌有显著影响。Ni-P镀层的热稳定性随着三元复合络合剂浓度的增加而降低。当镀液中三元复合络合剂浓度为0.035 mol/L时,所制备的Ni-P镀层致密、均一,在3.5%NaCl溶液中表现出良好的耐蚀性能。     

Ce（SO4）2对化学镀镍液及镀层性能的影响

采用电化学方法研究了Ce（SO4）2对化学镀镍液及镀层性能的影响。结果表明：Ce（SO4）2的添加总体上提高了化学镀镍层的耐腐蚀性能和沉积速率,当加入量为2mg·L^-1时,镀层具有最高的沉积速率;当加入量为5mg·L-1时,镀层具有最好的耐蚀性能;Ce（SO4）2能够在电极表面吸附,对次亚磷酸根氧化的促进作用表现在提高了其氧化电流密度,并通过影响化学镀镍的阳极反应来影响化学镀镍层的沉积速率;Ce（SO4）2的加入增大了化学镀镍反应的活化能,提高镀液的稳定性。     

Effects of the Iodide Ion on Acidic Electroless Nickel Deposition

The influences of iodide ion on the electroless nickel (EN) deposition rate, hydrogen evolution, partial cathodic and anodic polarization curves and the stationary potential of the EN solution were determined. It was shown that I stabilized the electroless nickel plating process due to interference in the anodic reaction through an adsorption-type mechanism.     

镁合金AZ51直接化学镀镍研究

采用沉积速率计算、镀镍形貌观察和腐蚀性能测试，研究了镀镍时间对镁合金AZ51直接化学镀镍的影响。结果表明，镁合金AZ51表面可通过直接化学镀镍形成镍磷合金镀层。随着镀镍时间的增加，沉积速率先增加后降低并在镀镍时间为0．5h时取得最大值，而腐蚀速率逐渐降低，腐蚀性能逐渐增强。     

锡青铜化学镀 Ni-P 合金工艺及镀层性能

目的在锡青铜基体上化学镀Ni-P合金镀层,提高锡青铜的耐磨性和耐腐蚀性。方法以酸性含锌活化液活化锡青铜试样,在相同的条件下实施化学镀,并对镀态试样进行不同温度(250,400,500℃)下的热处理。对比基体、镀态试样和热处理试样的性能,研究热处理温度对锡青铜化学镀Ni-P合金层微观结构、显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性的影响。结果锡青铜表面形成了Ni-P合金镀层,并且镀层无孔隙缺陷,与基体结合良好,沉积速率较快,为10.00μm/h。经热处理后,镀层的微观结构由非晶态向晶态转变,在500℃热处理的镀层显微硬度最大,耐磨性最好。镀态镀层和经250℃热处理的镀层在10%HNO3溶液和10%H2SO4溶液(10%均为体积分数)中的耐腐蚀性明显好于锡青铜基体,镀态镀层在两种介质溶液中的腐蚀速率分别为0.225,0.146 mg/(cm2·d)。结论采用酸性含锌活化液活化锡青铜基体,可以在锡青铜表面制备出化学镀Ni-P合金镀层,且镀覆效果较好。这表明紫铜化学镀Ni-P合金工艺同样适用于锡青铜。     

Catalytic Activity and Stability of Mixed PdCl2/SnCl2 Catalysts

The catalytic activity and stability of the PdCl₂/SnCl₂ mixed catalyst for electroless copper plating were investigated. Such performances of the mixed catalyst were dependent on the preparation conditions of the stock solution. The mixed catalyst adsorbed on the substrate initially seems to be a water soluble complex or colloidal state. Subsequently, palladium and tin palladium alloy are gradually formed by the oxidation of Sn(II).     

超声化学镀对烧结钕铁硼磁体抗腐蚀性能的影响

采用超声波化学镀方法,研究了在频率为40 kHz超声波条件下化学镀Ni-P合金对烧结NdFeB磁体抗腐蚀性能的影响,测定了超声功率对沉积速度和镀层磷含量的影响,观察了超声场对镀层表面形貌和Ni-P镀层耐腐蚀性的影响.结果表明,随着超声功率的增大,沉积速度增加,而镀层磷含量略有降低.与无超声场下的Ni-P化学镀层相比,超声条件下化学镀Ni-P合金组织更加细小,排列更加紧密,有更加优良的耐腐蚀性,能有效的保护NdFeB磁体.