无铅纯锡电镀镀层变色控制工艺及电镀自动化研究

摘要

无铅纯锡电镀工艺目前广泛应用于电子器件引脚电镀,该工艺的推出主要是因为世界各国越来越严格的限制铅在电子产品中的应用,无铅纯锡电镀具有成本低、镀液成分简单、易于操作维护、易于应用推广,目前国内外越来越多的公司选用纯锡电镀来替代锡铅电镀工艺。但无铅纯锡电镀工艺存在晶锡晶须、镀层易变色、镀液易浑浊等问题,这些问题仍会给企业带来麻烦和困扰,严重的会带来巨大的经济损失。
　　本论文针对无铅纯锡电镀中镀层易变色的问题来进行研究,运用电化学、化学的方法,以无铅纯锡电镀工艺为主要研究对象,在镀层变色的机理基础上,深入分析可能造成镀层变色的各种因素,并通过试验的方法来验证这些因素对镀层变色的影响程度,从而找到控制无铅纯锡电镀镀层易变色的对策。本论文先对无铅纯锡电镀的工艺及及镀层变色的机理进行了系统的介绍,为解决镀层变色提供了理论的依据。依据电镀的工艺及镀层变色的机理,本论文通过大量的实验数据详细研究了电镀各工艺从前处理、电镀、后处理对镀层变色的影响,同时研究了电镀添加剂对镀层变色的影响。本论文在找到了影响镀层变色的因素的基础上,通过试验给出了相应的控制对策,防止无铅纯锡电镀的发生。经过本文的研究,通过大规模实际生产验证,已经可以保障在常温储存条件下一年内无明显变色,双85％试验24H后无明显变色。最后,为了保障镀层变色控制对策的有效性,为了提高电镀生产自动化程度,本论文设计了一套自动化电镀生产线控制系统。通过大规模生产的验证,本系统能够良好的控制电镀工艺,大大提高了生产效率及电镀工艺控制水平。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 可焊性电镀的发展概况及现状

1.1.1 可焊性电镀简介

1.1.2 电镀可焊性锡及锡合金工艺

1.1.3 国内外无铅可焊性锡电镀工艺的研究概况

1.2 无铅纯锡电镀工艺技术关键及存在问题

1.2.1 锡晶须

1.2.2 镀层变色

1.2.3 镀液混浊

1.3 可焊性锡电镀发展趋势

1.4 本论文的选题和研究内容

1.4.1 本论文的选题

1.4.2 本论文研究内容

第二章 试验设备与方法

2.1 试验设备及药品

2.1.1 主要试验仪器

2.1.2 主要试验药品

2.2 镀液分析方法

2.2.1 酸浓度的分析

2.2.2 甲基磺酸锡分析方法

2.2.3 镀锡添加剂RP Additive 的分析方法

2.3 试验方法

2.3.1 HULL CELL 试验

2.3.2 小模拟槽试验

2.3.3 自动挂镀生产线试验

2.4 镀层性能测试方法

2.4.1 抗变色能力

2.4.2 可焊性

2.4.3 抗锡晶须

第三章 无铅纯锡电镀镀层变色机理研究

3.1 无铅纯锡电镀添加剂对镀层变色的研究

3.1.1 无铅纯锡电镀添加剂组成成分

3.1.2 无铅纯锡电镀流程及工艺条件

3.1.3 添加剂对镀层变色的影响研究

3.2 无铅纯锡电镀前处理工艺对镀层变色的研究

3.2.1 无铅纯锡电镀前处理工艺条件

3.2.2 无铅纯锡电镀前处理对镀层变色影响研究

3.3 无铅纯锡电镀后处理工艺对镀层变色的研究

3.3.1 镀后处理工艺

3.3.2 镀后处理工艺对镀层变色的影响

3.4 其它方面因素对镀层变色的影响研究

3.4.1 空气中酸碱类杂质含量较高环境对镀层变色的影响

3.4.2 环境温度、湿度对镀层变色的影响

3.5 本章小结

第四章 无铅纯锡电镀镀层变色的控制工艺系统及参数

4.1 电镀添加剂控制镀层变色的对策

4.1.1 制定添加剂添加标准

4.1.2 每天进行一次添加剂浓度分析

4.1.3 选用稳定的电镀添加剂

4.1.4 电镀添加剂的储存环境控制

4.1.5 电镀添加剂入厂检验

4.1.6 镀液的定期分析检验

4.1.7 镀液絮凝处理

4.2 镀前处理工艺控制镀层变色的对策

4.2.1 去毛刺工艺控制镀层变色的对策

4.2.2 去氧化工艺控制镀层变色的对策

4.2.3 预侵工艺控制镀层变色的对策

4.3 镀后处理工艺控制镀层变色的对策

4.3.1 中和工艺控制镀层变色的对策

4.3.2 水洗工艺控制镀层变色的对策

4.4 其它方面控制镀层变色的对策

4.4.1 加强整个电镀生产过程的工艺管控

4.4.2 加强整个电镀过程中的分析监控

4.4.3 储存环境的管控

4.5 本章小结

第五章 电镀自动化控制系统设计

5.1 系统概况

5.2 系统构成

5.2.1 系统构成图

5.2.2 监控系统

5.2.3 控制系统

5.3 系统软件设计

5.3.1 控制系统软件设计

5.3.2 人机界面设计

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 本论文研究总结

6.1.1 无铅纯锡电镀镀层变色的机理

6.1.2 无铅纯锡电镀镀层变色的影响要素

6.1.3 控制无铅纯锡电镀镀层变色的对策

6.1.4 电镀自动化控制系统设计

6.2 前景展望

致谢

参考文献