實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)鍍錫溶液組分對鍍錫性能的影響

林秀鑫

（汕頭超聲印制板公司，廣東 汕頭 515041）

1 前言

硫酸鹽電鍍純錫鍍液成分較簡單，但要調(diào)整鍍錫性能處于良好狀態(tài)卻很難，因?yàn)榕袛噱冨a性能需要在線安排專用試板進(jìn)行試驗(yàn)，依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來判斷分析鍍錫性能，試板制作流程長且試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性受多方面因素影響，往往需要多次重復(fù)試驗(yàn)。本文嘗試在實(shí)驗(yàn)室采用哈林槽和赫氏槽試驗(yàn)，試驗(yàn)不同濃度鍍液對鍍錫性能的影響，以篩選鍍錫性能主要影響因子和較佳的組分平衡關(guān)系。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)藥品：硫酸亞錫、硫酸、添加劑Part A、添加劑Part B；

實(shí)驗(yàn)器材：直流整流機(jī)、磁力攪拌器、1 000 ml哈林槽、267 ml赫氏槽、陰極為紫銅片和紫銅管（赫氏槽試片尺寸100 mm×70 mm×0.5 mm，紫銅管尺寸為Φ3.2 mm×60 mm×0.3 mm，兩端開口）、陽極為純錫片。

2.2 實(shí)驗(yàn)條件

選取硫酸體系鍍錫鍍液4種組分為實(shí)驗(yàn)因子，以規(guī)格濃度上下限為實(shí)驗(yàn)水平，設(shè)計(jì)一個4因子2水平DOE（正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)）試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)電流統(tǒng)一為1.0 A/dm2×10 min。

2.3 工藝流程

除油→水洗→預(yù)浸（硫酸+體積比1% Part A）→鍍錫→水洗→吹干。

2.4 性能測試

對于保護(hù)圖形線路的硫酸鹽電鍍純錫來說，其鍍錫主要性能為鍍層分散能力和深鍍能力，確保在孔內(nèi)、板件邊緣和中央的鍍層厚度接近，不能出現(xiàn)漏鍍或低電流區(qū)域鍍層過薄情況，否則可導(dǎo)致抗蝕不良。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 鍍液的分散能力

3.1.1 分散能力測量方法

利用赫氏槽做鍍液分散能力的試驗(yàn)，對赫氏槽試片進(jìn)行不同電流密度區(qū)域的鍍層厚度進(jìn)行測試。鍍錫電流1.0 A/dm2×10 min，電鍍完成后對試片清洗、干燥，然后用鉛筆在試片中間橫向劃一條直線（與試片等長，即100 mm），并將這條線分為l0份，每份有l(wèi)0 mm寬度，去掉兩端邊上的區(qū)間，如圖1。然后由低電流區(qū)向高電流區(qū)編成l～8號，在這每個編號的中間取點(diǎn)進(jìn)行厚度測量，分別記為δ1、δ2……、δ8，然后以下式計(jì)算其分散能力T：

式中 δi——從δ1到δ8的鍍層厚度相加后除以8的平均鍍層厚度；

δ1——最高電流密度區(qū)的鍍層厚度。

圖1 試片區(qū)域劃分示意圖

3.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

配制不同條件鍍液，以鍍液4個組分為試驗(yàn)因子，以規(guī)格上下限為實(shí)驗(yàn)水平，設(shè)計(jì)一個4因子2水平DOE試驗(yàn)，采用赫氏槽進(jìn)行試驗(yàn)，按照上面方法進(jìn)行測量計(jì)算各條件下鍍液分散能力，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用DOE因子主效應(yīng)分析如圖2、圖3。

圖2 不同鍍液條件下分散能力

圖3 分散能力主效應(yīng)圖

試驗(yàn)結(jié)果：PART A、PART B、H2SO4對鍍錫分散能力均有正向作用，其中PART B為主要影響因子；SnSO4對鍍錫分散能力有負(fù)向作用；鍍錫分散能力又稱均鍍能力，試驗(yàn)結(jié)果符合理論預(yù)期。

3.2 鍍液的深鍍能力

3.2.1 深鍍能力測試方法

采用內(nèi)孔法測量鍍液的深鍍能力，以兩端開口，尺寸為Φ3.2 mm×60 mm的紫銅管作為陰極，在1.0 A/dm2×10 min下施鍍后將銅管縱向切開,測量內(nèi)壁中間位置鍍錫厚度，以內(nèi)壁中間位置鍍錫厚度來評定深鍍能力。

3.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

配制不同條件鍍液，以鍍液4個組分為試驗(yàn)因子，以規(guī)格上下限為試驗(yàn)水平，設(shè)計(jì)一個4因子2水平DOE試驗(yàn)，采用哈林槽進(jìn)行試驗(yàn)。按照上面方法進(jìn)行測量計(jì)算各條件下鍍液深鍍能力，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行DOE因子分析如圖4、圖5。

圖4 標(biāo)準(zhǔn)化效應(yīng)pareto圖

圖5 擬合因子分析圖

試驗(yàn)結(jié)果：單因子影響鍍錫深鍍能力主效應(yīng)的為PART A、PART B；深鍍能力最顯著正向影響因素為多組分共同作用，說明在各組分均衡濃度下深鍍能力效果最佳。

4 結(jié)論

（1）采用赫氏槽法測試鍍錫分散能力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明PART A、PART B、H2SO4對鍍錫分散能力均有正向作用，其中PART B為主要影響因子，SnSO4對鍍錫分散能力有負(fù)向作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合理論預(yù)期。

（2）采用內(nèi)孔法測試鍍錫深鍍能力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明單因子影響鍍錫深鍍能力主效應(yīng)為PART A、PART B，擬合線性分析深鍍能力最顯著正向因素為多組分共同作用影響，說明在各組分均衡濃度下，深鍍能力效果最佳。

（3）采用赫氏槽法和內(nèi)孔法測試鍍錫性能，能反應(yīng)鍍液性能變化情況，實(shí)驗(yàn)方法簡單易操作，可用于鍍液日常調(diào)整參考。

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