焦磷酸盐-二价锡盐铜锡合金电镀工艺研究(3)
现在的社会对于环境保护的意识已经越来越强，人们希望以更安全更绿色的工艺来完成更多的实际生产，虽然氰化物电镀工艺已经发展到了一定的高度，但是无氰化的电镀工艺仍然是进一步研究和发展的目标。在二十世纪的七十年代电镀行业已经开始研究无氰化的铜锡电镀，直至现在依然在继续此类型的研究。迄今为止已经研发出了很多铜锡合金的电镀工艺和体系，同时在实际的运用中得以不断地改善和改进。由此获得更好的色泽和耐腐蚀性能的铜锡镀层。虽然无氰体系已经有一定的实用价值但是它对比于氰化物体系仍旧有一些缺点。络合性稍差，镀层细致程度也稍差，与基体的结合力也没有氰化物体系所得到的镀层好，光亮度上也没有达到最好的效果。因此铜锡合金电镀的无氰化体系还是需要更多的修改和改进，可以从镀液添加剂的方向入手，无论是络合剂还是光亮剂都具有很大的发展空间。
本次论文是希望以焦磷酸盐体系作为研究的方向，通过学习和概括已经发表的成果的基础上，结合实验来讨论和研究关于电镀铜锡合金的各项问题。同时结合此课题主要的三大难点：镀液沉积速度较慢、容易产生“铜粉”和镀液添加剂的选择，将研究内容主要分为三大部分：铜锡合金镀液的基本组成（配方）和工艺条件；镀液的添加剂和辅助配位剂；镀层的性能测试。
1.2 目的与内容
本次论文以焦磷酸盐-二价锡盐体系为实验基础，以得到金黄色的低锡铜锡合金镀层为结果导向。讨论以此为研究方向的镀液成分、工艺条件、添加剂等项目，并且测试镀层的性能。
主要概括成为以下四点：
（1）镀液组成和工艺条件；
（2）镀液组成和工艺条件对Cu-Sn镀层的影响；
（3）添加剂和辅助配位剂的选择及其对Cu-Sn镀层的影响；
（4）镀层的性能测试。
1.3 主要技术要求
在实验过程中二价锡的含量最为重要，它的多少直接决定了镀层的颜色，因此要控制好二价锡的含量。此外pH对实验也有很大的影响，在每次实验前都应该先测定并保证pH的恒定。同时温度的影响也不可以忽视，所以本课题中的大部分实验都需要控温。
1.4 国内外的历史及发展趋势
1.4.1 铜锡合金电镀在国外的发展情况
1.4.2 铜锡合金电镀在国内的发展情况
1.5 铜锡合金电镀的体系及应用
经过多年的研究，现在已经存在了许多的电镀铜锡合金的方法，主要可以概括为氰化物体系[4]和非氰化物体系。在此主要罗列了无氰体系下的多种镀液配方和电镀方法。
1.5.1 柠檬酸盐电镀铜锡合金工艺
日本的Dipsol公司曾报道柠檬酸盐电镀铜锡合金（包括高锡青铜）的专利[5]。由于铜和锡的析出电位相差较大，单从热力学角度来考虑，似乎在简单盐溶液中很难实现共沉积，其实也就是表明了很难得到质量良好的镀层。但与其他镀液相比，它对环境的危害比氰化物、氟硼酸盐或焦磷酸盐镀液都要小的多[1]。柠檬酸盐电镀铜锡合金镀液组成，如表1.1：
表1.1 镀液的组成及工艺[5]
组成 含量
SnSO4
CuSO4•5H2O
(NH4) 3C6H5O7
(NH4) 2SO4
NH3•H2O
pH 22（g/L）
25（g/L）
100（g/L）
50（g/L）
20（g/L）
6.2
在该体系中使用到的添加剂有两类：一类是环氧卤丙烷与甘油（质量比为1：1）的缩合产物，反应温度在60℃，是使用三氟化硼作为催化剂而得到的产物，它的质量浓度为1-2g/L。另一类是醛类化合物，如丙醛，羧醛等，它的质量浓度为0.1-0.2 g/L[5]。
1.5.2 硫酸盐型电镀铜锡合金工艺[6]
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