择要：正在欧盟的 ROHS 以及 WEEE 指令的年夜布景下，引线脚的纯锡电镀年夜范畴推行，但纯锡镀层变色成绩却开端困扰各人。锡层表层被氧化、侵蚀是镀层变色的次要缘由，其以及镀层外表的毛糙水平、空地空闲率有较年夜联系关系，去氧化工艺的侵蚀性、氧化性、去除了杂质金属粒子的才能都将影响镀层外表状态，进而影响镀层的抗变色才能。

中图分类号： TQ153.1+3 文献标识码： B 文章编号： 1004-4507(2008)07-0001-03

1 引 言

锡是雪白色金属，无毒、延展性以及可焊性好，因此锡镀层常作为半导体引线脚的维护及保障焊接的性能性镀层。特地正在欧盟的 ROHS以及 WEEE指令的年夜布景下，引线脚的纯锡电镀年夜范畴推行。因为消费及应用中状况没有同，特地正在炎天，镀层外表易氧化变色，间接影响产物外观以及可焊功能。本文从实践以及理论的角度初步讨论纯锡镀层变色的缘由以及去氧化工艺对镀层变色的影响。因为今朝我公司的锡镀层基体年夜少数为铜框架，后期正在电镀进程落选择去氧化化学品具备太高的侵蚀性，查核中发现这些去氧化溶液会招致镀层会老化变色。直到经过比照上海新阳的去氧化粉剂 SYT 系列的功能，才对电镀前去氧化与镀层老化变色之间的联络有了肯定意识，正在此，本文将探讨铜基体的去氧化工艺对纯锡镀层的变色影响，以与业内子士分享。

2 纯锡镀层变色的缘由

锡是 IVA 族元素，钝化才能很弱，正在硝酸、中等浓度及高浓度的硫酸以及盐酸中易被侵蚀，正在碱中没有稳固，正在稀硫酸以及盐酸中非常稳固，但正在有氧进入酸时稳固性升高。正在湿润年夜气中，金属外表有一层肉眼看没有出的很薄的水膜存正在，这层水膜因毛细管作用、吸附作用或化学凝聚而构成正在金属外表。 这层水膜并非污浊的水，空气中气体(N二、O二、 CO2)及产业年夜气中气体杂质(SO二、NH三、HCL、NOX)以及盐粒城市溶解正在金属外表的水膜中，构成一种电解质溶液。水膜的天生正在年夜气侵蚀中起着决议的要素，侵蚀速率跟着湿度添加而添加。当镀层外表毛糙或有灰尘以及侵蚀产品时，水蒸汽会凝集正在低凹之处或固体颗粒之间的缝隙处，构成很薄的、肉眼看没有出的水膜，从而减速侵蚀过程。

铜基体上的锡镀层正在年夜气中是阳极性镀层，正在湿润的年夜气环境中，锡镀层外表水膜(电解质溶液)与铜基体及锡镀层形成侵蚀原电池，从而减速锡镀层的侵蚀，发作变色等内观景象。

以是镀层外表润滑水平，镀层的空地空闲率若何，将间接影响镀层的防变色功能。

3 去氧化工艺对镀层的影响

(1) 去氧化工艺目的

去除了铜基体外表的氧化皮及其余微量金属杂质，添加基体的外表积，保障纯锡镀层以及铜基体之间的连系力。

(2) 去氧化原理

去氧化又称之为微蚀，其有 2 个次要化学反响，是由酸将铜基体外表的氧化铜溶掉，第二是再次氧化基体的外表，天生易溶于酸的铜氧化物。该 2 个反响一起作用，终极把铜基体外表没有良的表层剥离，同时添加了基体的外表积。

从传统的角度看，去氧化工艺终极的目的是去除了氧化皮，保障镀层以及基体的连系力，从而保障引线脚的可焊性。以是许多工程师只会担忧去氧化成果太弱，氧化皮去除了没有洁净，而影响可焊性，很少会想到去氧化液的侵蚀性以及氧化性太强带来的费事。

上面我将从铜基体强侵蚀、铜基体外表过强氧化与基体外表过多杂质金属粒子残留三方面来探讨去氧化工艺对纯锡镀层变色的影响。

3.1 去氧化液侵蚀性

去氧化液的侵蚀性过强，经解决后的铜基体外表会变患上毛糙。尽管添加了基体的外表积，但正在这样高下不服之处镀纯锡，给纯锡电镀的整平功能带来了应战。纯锡镀层的空地空闲率显著年夜于锡铅镀层，次要是由于纯锡镀层的晶粒较年夜。正在立体上排布时，锡晶粒与晶粒之间会留下较年夜空地空闲，那正在一个高下不服的面上进行排布，一定会造成更多的空地空闲，且镀层外表的平坦度也会年夜年夜降落。铜基体强侵蚀与失常去氧化后所镀纯锡镀层晶粒排布的比照。

镀层晶粒排布混乱，且晶粒之间的空地空闲较年夜，显示的镀层晶粒之间虽有空地空闲，但较平坦，且空地空闲很显著，去氧化管制过强，会添加镀层外表的毛糙水平及镀层的空地空闲率，以是较容易变色。同时因为镀层外表毛糙以及地面隙率，电镀后荡涤的难度也相应添加，如荡涤没有，愈加速了镀层的变色。

3.2 去氧化液的氧化性

氧化性较强的去氧化解决液岂但容易造成铜基体强侵蚀，并且解决后的铜基体正在后道水洗时，其外表正在短期内就会被空气再次氧化，基体外表会显著变色。由于经强氧化性的溶液解决后，铜基体外表附有较多的强氧化性物资，遇到空气中的氧气后，就减速氧化铜基体外表，使外表变色。与此同时，铜基体外表也会变患上愈加毛糙，外表携带的氧化性物资也难被荡涤掉，经过长期的携带，将年夜量的氧化性物资带到了镀液中，减速镀液中二价锡离子向四价锡离子转变，镀液开端变浑浊。浑浊的镀液又会影响锡离子的失常电化学堆积，使镀层夹带的杂质粒子添加，影响其空地空闲率，终极影响其防变色的才能。因为镀液变浑浊后的异样镀层晶格。

3.3 去氧化液去除了杂质金属的才能

因为半导体封测行业的老本压力愈来愈年夜，许多消费商开端正在引线框架铜材的纯度上想方法，终极招致引线框架铜材杂质金属含量愈来愈高。但为了保障正在键合区可以较好地镀银，框架消费商又会正在框架外表电镀一层铜，但这层铜厚度只有0.5￣1 μm，正在较强去氧化液解决进程中容易被剥离而显露杂质含量高的铜基体，而普通的去氧化液无奈将全副杂质金属粒子去除了。以是附有较多杂质的铜基体将会进入荡涤后镀锡。但因为锡正在没有同金属上的析出电位没有同，连系力没有等同要素，终极会影响锡层的结晶形状。

镀层晶格陈列尚可，但正在晶粒上呈现许多小孔，且每一个晶粒形态较锋利，这样也就添加了镀层外表的毛糙水平以及空地空闲率。加之镀层外部杂质金属极易以及镀层、铜基体构成侵蚀原电池，会减速镀层的侵蚀变色。

4 完结语

跟着半导体引脚纯锡电镀的倒退，镀层变色成绩将会被愈来愈注重。去氧化工艺对镀层的影响也会被逐步突现进去。开发、应用侵蚀性、氧化性适中，能较益处理杂质金属粒子的去氧化化学品曾经火烧眉毛。心愿此文能够给在以及纯锡镀层变色尴尬刁难抗的年夜量工程职员一点倡议，置信该成绩肯定能被完满处理。