Осаждение сплава олово-свинец.

В условиях развития новых отраслей промышленности возрастают требования к новым конструктивным материалам с улучшенными характеристиками, которые успешно могут заменить гальванические покрытия. Наша фирма принимает заказы на  разработку новейших технологий по гальванике и гальванопластике, а также готова помочь в решении текущих вопросов.

В помощь заводским технологам  предлагаем ряд стандартных технологий нанесения гальванических покрытий металлов и сплавов, наиболее надежных и актуальных. К таким покрытиям относится сплав олово-свинец.

Область применения определяется его свойствами: коррозионной надежностью, способностью к оплавлению при сравнительно невысоких температурах (240-2800С в течение 0,25-0,35 мин), в результате чего покрытие приобретает высокие эксплуатационные характеристики, не подвергается иглообразованию, допускает пайку низкотемпературными припоями с применением неактивированных флюсов.

Потенциалы свинца и олова различаются между собой лишь на 14 мВ, поэтому разряд их ионов протекает при незначительной поляризации, что создает хорошие условия для совместного осаждения из растворов. На практике, как правило, используют фторборатные электролиты, стабильные во времени и достаточно удобные в эксплуатации.

Состав осадка определяется соотношением концентраций в растворе солей олова и свинца. Изменяя концентрации, можно получить сплав любого состава. Выход по току около 100%. Для увеличения рассеивающей способности в состав электролита вводят свободную борфтористоводородную кислоту, что увеличивает электропроводимость раствора и способствует нормальному растворению анодов. Борная кислота препятствует гидролизу солей, поддерживая рН  на заданном уровне. Добавки гидрохинона предохраняют от окисления Sn+2 в Sn+4.

Электролит необходимо перемешивать при помощи качающихся катодных штанг. Аноды завешиваются раздельно свинцовые  (марок С-1,С-2) и оловянные (марок О-1,О-2), распределяя силу тока пропорционально составу сплава ( 60% — свинцовых, 40% -оловянных). Анодная плотность тока 1-2 А/дм2.

В результате электролит становится пригодным для осаждения сплава на  деталях со сложной конфигурацией, в частности  печатных платах, позволяет  получать равномерное покрытие в отверстиях и контактных площадках.

Состав электролита:

Pb(BF4)2 – в пересчете на Pb  – 23 — 42 г/л

Sn(BF4)2 – в пересчете на Sn  – 35 — 60 г/л

HBF4 (свободная)                   – 40 — 100 г/л

H33 (свободная)                 – 25 — 40 г/л

Клей мездровый                     –  3 — 5 г/л

Гидрохинон                             – 0,8 — 1 г/л

Температура                            + 18 — 300С

ДК = 1 — 2 А/дм2

Электролит работает стабильно и позволяет получать мелкокристаллическое покрытие с содержанием олова  58-63%, свинца 42-37%. Состав сплава поддерживается за счет соотношения концентраций солей в электролите. Наличие в растворе примесей меди в количестве более 0,1 г/л, цинка — до 0,3 г/л, железа – до 0,6 г/л приводит к ухудшению паяемости. Для удаления примесей электролит проработать при ДК = 0,3-0,4 А/дм2.

New!

Похожие публикации:

Запись опубликована в рубрике В помощь технологам. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

10 комментариев: Осаждение сплава олово-свинец.

  1. Надежда говорит:

    Здравствуйте Галина Владимировна!
    На нашем предприятии мы используем технологию нанесения сплава олово-свинец из борфтористого электролита. В процессе работы в электролите стало накапливаться четырехвалентное олово (понятно по какой причине) и электролит выходит из строя. Так как у нас спец производство мы работаем только по ОСТам и не можем применять другие составы электролитов. Подскажите пожалуйста как можно перевести четырехвалентное олово в двухвалентное.

    Заранее благодарна.
    Карпова Надежда.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Надежда!
      Накапливание четырехвалентного олова очень нежелательный, но вполне естественный процесс, связанный с особенностью кислых электролитов оловянирования, в которых олово находится в двухвалентном состоянии. При контакте с воздухом двухвалентное олово окисляется до 4-х валентного, что приводит к появлению нерастворимого коллоидного осадка метаоловянной кислоты, который невозможно отфильтровать. Покрытия получаются темного цвета. Введение в электролит гидрохинона позволяет резко уменьшить скорость окисления двухвалентного олова, но не поможет восстановить 4-х валентное до 2-х валентного.
      Скорость окисления олова резко снижается при повышении кислотности электролита, поэтому электролит обязательно содержит избыток кислоты.
      Однако, все эти мероприятия носят только предупредительный характер. Ванну привести в рабочее состояние очень сложно: декантация с последующей фильтрацией через плотные фильтры и коррекцией раствора на некоторое время помогает, но потом все равно электролит приходится менять.
      В последнее время разработаны и довольно широко используются новые, более эффективные, чем гидрохинон, антиоксиданты, но мы их не пробовали, так как не имели возможность их использовать, так же, как и вы.
      Всего Вам доброго! Если получится – пишите.
      Королева Г.В.

  2. евгения к. говорит:

    Здравствуйте Галина Владимировна!
    Подскажите пожалуйста мне!!! После покрытия сплава олово-свинец, на печатных платах покрытие при пайке «растекается». Что делать? Фильтрация была недавно. Олово, свинец и борфтористоводородная кислота в норме. Клей и гидрохинон перед работой добавлялись. Может их концентрацию нужно довести до максимального значения? А борная кислота она за что отвечает?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Евгения!
      Борная кислота в электролите препятствует гидролизу солей, поддерживая рН на заданном уровне. Добавки гидрохинона предохраняют от окисления Sn+2 в Sn+4.
      На температуру плавления покрытия может влиять соотношение в сплаве олова и свинца: при содержании олова в припое 60% — температура плавления 183 градуса, а при содержании олова 40% — температура плавления 235 градусов.
      Наличие в электролите примесей меди в количестве более 0,1 г/л, цинка — до 0,3 г/л, железа – до 0,6 г/л приводит к ухудшению паяемости. Для удаления примесей электролит проработать при ДК = 0,3-0,4 А/дм2.
      И еще: проверьте режимы пайки, нет ли перегрева.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  3. Валерий говорит:

    Здравствуйте Галина Владимировна! Подскажите пожалуйста, что можно предпринять для решения следующей проблемы: покрытие сплавом олово свинец после операции оплавления в глицерине слазит с большей части детали и скапливается на краях, а также имеет матовость (шероховатость). Температура оплавления покрытия ПОС-61 в глицерине 250 градусов.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Валерий!
      Для начала необходимо определить содержание олова и свинца в покрытии. Если покрытие стало стекать при оплавлении – значит содержание свинца в нем увеличено, следовательно, надо скорректировать состав электролита. Причиной шероховатости может быть наличие в электролите примесей меди, цинка, железа, которые, включаясь в осадок, приводят к ухудшению паяемости. Для удаления примесей проработайте электролит при ДК = 0,3-0,4 А/дм2.
      Желаю удачи!
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  4. Галина говорит:

    Уважаемая Галина Владимировна, здравствуйте! У нас проблема с которой мы не можем разобраться, а именно, плохая адгезия между медным покрытием и олово-свинцовым, что приводит к подтраву проводников и отслаиванию их (проводников) до меди стеклотекстолита. Или это плохая адгезия между медью диэлектрика и осажденной медью? В чем причина и как устранить?
    Для гальванического меднения используем сернокислый электролит.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Галина!
      Причина плохой адгезии – это на 99% некачественная подготовка поверхности. Заочно трудно сказать, особенно для печатных плат, какая грязь и откуда может попасть. Порой после операции сверления остаются микрочастицы пыли или не отмытый фоторезист (смотря по какой технологии Вы делаете).
      Проведите анализ электролита меднения (на серную кислоту и сульфат меди), проверьте состояние анодов (применять только марки МФ), чистоту штанг, всех контактов.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  5. таня суслова говорит:

    уважаемая Галина Владимировна! мы используем при нанесении на платы печатные борфтористый электролит.Вот уже пол-года у нас следующая проблема: концентрация олова- 20г/л, свинца-15г/л. Корректируем олово до 25г/л по техпроцессу. Проводим после этого через 2-4 дня анализ электролита. Результат- олова опять 20 г/л или 20,8 г/л. олово окисляется? почему? кислоту держим в избытке. подскажите, пожалуйста, в каком направлении искать решение. заранее благодарю.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Татьяна!
      От окисления Sn+2 в Sn+4 предохраняют добавки гидрохинона в количестве 0,8 – 1г/л.
      Свободная борфтористоводородная кислота увеличивает электропроводимость раствора и способствует нормальному растворению анодов, но не влияет на окисление олова.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.