一种立式高速连续镀锡的镀液配方及工艺组成比例

本发明专利技术公开了一种立式高速连续镀锡的镀液配方及工艺。本发明专利技术的镀液配方各成分的百分比为：苯酚磺酸：250g/L‑300g/L，苯酚磺酸亚锡：65g/L‑85g/L，组合添加剂40‑80g/L，温度50℃‑60℃。采用该工艺改良配方替代传统的硫酸盐工艺以及普通苯酚磺酸盐工艺，其电流密度可由4‑8A/dm

【技术实现步骤摘要】
一种立式高速连续镀锡的镀液配方及工艺
本专利技术应用在电子元器件引脚用镀锡引线的生产制造领域，具体涉及一种立式高速连续镀锡的镀液配方及工艺。
技术介绍
镀锡铜线或镀锡铜包钢线，多使用于压敏电阻、热敏电阻等电子元器件，铜线或铜包钢线连续电镀锡生产，虽然工艺比较传统，但因镀层结晶致密，镀层厚度均匀、连续、可控，一直以来被用作主流的生产工艺，并显现其技术优势和无可替代的特点。但传统连续电镀镀锡工艺，仍存在以下几个问题：①镀锡电流密度比较低，一般集中在4—8A/dm2，这决定了镀锡速度和生产效率相对低下，目前，对于锡层厚度5μm左右的产品，大多引线连续镀锡速度为50—80m/min，而对于锡层厚度大于10μm的产品，引线生产速度一般低于50m/min。生产效率低，且耗能相对较高，使得生产成本难以有效降低；②传统镀液工艺电流密度超过8A/dm2时，阴极表面析氢明显，导致电流效率迅速下降，镀层结晶粗糙，当电流效率出现明显降低时，锡层厚度难以准确计算，无法确保产品高速运行条件下的工艺稳定；③传统低速镀锡设备，镀锡工序大多采用横式滚筒的设计，阳极补充困难，阳极腐蚀产物较难清除，导致锡层偏心率增加，锡层的缺陷明显，这往往会导致线材的焊接和耐温能力明显下降。
技术实现思路
本专利技术是为了解决镀锡引线电镀工艺提速后，电流密度的增加导致镀液无法正常、有效、稳定地工作，以及高速镀锡过程中线材擦伤以及锡层偏心引起的外观和性能缺陷，从而提供一种立式高速连续镀锡的镀液配方及工艺。本申请一方面涉及一种立式高速镀锡的镀液配方，包括质量-体积浓度如下的各组分：苯酚磺酸250g/L～300g/L，苯酚磺酸亚锡(sn2+)65g/L～85g/L，组合添加剂40～80g/L；所述组合添加剂的组成为：分散剂2～5ml/L，防烧焦剂0.5～1.5ml/L，晶粒细化剂40～100mg/L，抗氧化剂0.2～1.0g/L，絮凝剂0.1～0.5g/L，其他辅助剂1.0～2.0ml/L。优选的，所述镀液温度为50～60℃。优选的，所述分散剂为聚乙二醇。所述晶粒细化剂，可以选用现有技术中常用的晶粒细化剂，优选2-萘酚。所述抗氧化剂优选次亚磷酸钠。所述絮凝剂优选聚丙烯酰胺。所述防烧焦剂，可以选用现有市购产品，也可以选用对苯二胺或间苯二胺、二氨基二苯甲烷等。所述其他辅助剂，可以是例如除杂质添加剂，所述除杂质添加剂优选乙二胺四乙酸。另一方面，本申请还涉及一种立式高速镀锡工艺，使用权利要求1所述镀液配方对线材进行镀锡。进行本申请高速镀锡工艺操作时，优选的，电流密度应为10～30A/dm2。电流密度过高时，高电流密度区域容易烧焦，同时由于阴极析氢增加，阴极效率也会下降；电流密度过低，达不到高速电镀的目的。进行本申请高速镀锡工艺操作时，优选的，阴极移动速度为10～15m/min。由于主盐浓度含量相对较高，为了避免浓差极化产生的影响，对搅拌有较高的要求，通过高速模拟试验表明，本工艺条件下的阴极移动速度10—15m/min(换算值)较好。移动速度太高，镀液容易产生泡沫，影响工艺的可操作性，且镀液容易混入较多空气，使Sn2+出现氧化，镀液产生浑浊；移动速度太低，镀液的浓差极化现象较明显，影响工件表面的镀层分布的均匀度。如图5～6所示，传统低速镀锡设备通过低位槽来供液，包括横式渡槽4和阳极板2，将镀液通过泵输送至中、高位槽内，对于阳极板的摆放，低速设备采用平铺摆放的方式，线材5在极板的上方空间运行，电力线分布6集中于线材的下方和阳极板上方之间，容易形成偏心；此外，由于设备运行速度的提高，阳极电流密度也大幅提高，阳极的溶解速度相对较快，因此，阳极需要及时进行补充，否则将引起阳极钝化和镀液中锡离子的消耗。而传统横式摆放的阳极，无法及时有效计算阳极的补充量，补充阳极也相对不便利；另外，传统横式镀槽由于阳极直接摆放在镀槽上面，无法加套阳极袋，阳极泥直接产生并沉淀在槽内，容易造成镀液浑浊。因此，本申请立式高速镀锡工艺优选采用立式高速镀锡装置。所述立式高速镀锡装置，包括立式渡槽、立式悬挂于立式渡槽内的阳极钛篮和阳极板，所述阳极板全部浸入在立式镀槽内。立式悬挂的阳极钛篮，可以通过锡球的补充来确保阳极的数量的可控，简单便利。进一步地，线材全部浸入在立式镀槽内，线材两侧被阳极板包围，电力线的分布包裹整个线材侧面。锡层不易出现偏心不良。优选的，所述阳极钛篮外加套尼龙阳极袋，通过定期清洗和更换阳极袋来清除阳极泥，确保镀液的清洁。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术的镀液配方中各成分的百分比为：苯酚磺酸：250g/L～300g/L，苯酚磺酸亚锡(sn2+)：65g/L～85g/L，组合添加剂40～80g/L，温度50～60℃。采用该工艺改良配方替代传统的硫酸盐工艺以及普通苯酚磺酸盐工艺，其电流密度可由4-8A/dm2提升至10—30A/dm2。且产品致密度良好，可焊性和耐温性均达到国标和行业标准要求。(2)本专利技术专利设计一种立式滚筒镀锡设备，镀锡过程中电力线的分布更均匀，可有效解决锡层偏心不良。(3)本专利技术专利设计的镀锡设备，采用悬挂型阳极，钛篮外可套尼龙布袋，防止锡泥混入镀液，提高了镀液的使用寿命，确保锡层表面质量。(4)本专利技术专利生产出的产品，耐热性能优良，产品可耐受155℃到220℃的温度范围不发生变色，较普通产品只能耐受155℃到170℃耐温范围有显著提升。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为连续镀锡工艺流程图；图2为实施例1中不同苯酚磺酸浓度下的HullCell试片；图3为实施例2中不同苯酚磺酸亚锡浓度下的HullCell试片；图4为实施例4中不同镀液温度下的HullCell试片；图5为横式镀槽内阳极板摆放方式俯视图；图6位横式镀槽阳极电力线分布主视图；图7为立式镀槽内阳极板摆放方式主视图；图8为立式镀槽阳极电力线分布俯视图；图9为分别采用本专利技术实施例5镀液配方(A)，以及现有技术中的高速硫酸盐配方(B)、低速苯酚磺酸配方(C)、低速硫酸盐配方(D)进行电流密度为10A/dm2条件下镀层结晶外观形貌对比图；图10为分别采用本专利技术实施例5镀液配方(A)，以及现有技术中的高速硫酸盐配方(B)、低速苯酚磺酸配方(C)、低速硫酸盐配方(D)进行电流密度为15A/dm2条件下镀层结晶外观形貌对比图；图11为分别采用本专利技术实施例5镀液配方(A)，以及现有技术中的高速硫酸盐配方(B)、低速苯酚磺酸配方(C)、低速硫酸盐配方(D)进行电流密度为20A/dm2条件下镀层结晶外观形貌对比图；图12为实施例9测试结果图；图13为对比实施例1测试结果图；图14为实施例9(13-2)和对比实施例1(13-1)1000倍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立式高速镀锡的镀液配方，其特征在于，包括质量-体积浓度如下的各组分：/n苯酚磺酸 250g/L-300g/L，/n苯酚磺酸亚锡 65g/L-85g/L，/n组合添加剂 40-80g/L；/n其中，所述组合添加剂的组成为：/n

【技术特征摘要】
1.一种立式高速镀锡的镀液配方，其特征在于，包括质量-体积浓度如下的各组分：
苯酚磺酸250g/L-300g/L，
苯酚磺酸亚锡65g/L-85g/L，
组合添加剂40-80g/L；
其中，所述组合添加剂的组成为：





2.根据权利要求1所述立式高速镀锡的镀液配方，其特征在于，所述分散剂为聚乙二醇。


3.根据权利要求1所述立式高速镀锡的镀液配方，其特征在于，所述晶粒细化剂为2-萘酚。


4.根据权利要求1所述立式高速镀锡的镀液配方，其特征在于，所述抗氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟力夫，王奎，巩运许，陈维厚，
申请(专利权)人：烟台洛姆电子有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37