碱性电镀锡的排风装置及常见故障处理方法

1.工艺特点

碱性镀液可分为钾盐镀液和钠盐镀液，虽然它们具有不同的特性，但它们的行为基本类似。由于锡的析出电势比氢的析出电势高，所以在阴极上主要是锡的沉积，但两者电势相差的数值并不是很大（锡的析出电势为-0.9V，氢的析出电势为-1.06V），故阴极电流效率比酸性镀液要低。锡酸钠镀液的阴极电流效率一般为60%～80%，锡酸钾镀液的阴极电流效率一般为60%～90%。阴极电流效率的高低，取决于镀液的组分、温度和阴极电流密度等。

2.镀液组分及工艺条件

碱性电镀锡的镀液组分及工艺条件见表4-73。

目前生产中使用的这些工艺都是在高温条件下工作，这是碱性镀液的一大缺点。由于温度高，镀液碱性又强，对操作环境污染严重，影响工人健康。因此，碱性电镀锡也必须具备良好的排风装置。

表4-73 碱性电镀锡的镀液组分及工艺条件

3.镀液的配制

在电镀槽中先放入1/3～1/2体积的蒸馏水或去离子水（硬水在碱性镀液中，将会产生锡酸钙、锡酸镁等不溶性淤渣），应避免氯离子带入，虽然氯离子一般对镀液无害，但达到一定含量后，会导致阳极膜的破裂，并使无衬钢槽或钛阳极吊篮产生腐蚀。将计量的氢氧化钠（或氢氧化钾）放在铁丝篮内挂在槽中使其溶解；在搅拌下分别将所需量的锡酸钠（或锡酸钾）溶解在氢氧化钠（或氢氧化钾）溶液中；最后用水稀释至所需体积。过滤后经分析调整（必要时加少量过氧化氢），通电处理数小时后即可试镀。

4.镀液中各成分的作用

（1）锡酸钠 锡酸钠（或锡酸钾）是碱性镀液中的主盐。提高其含量，镀液的工作电流密度可以提高，从而加快沉积速度。当锡酸盐含量控制在工艺范围内时，镀液分散能力好，镀层结晶细致。锡酸盐含量过高，阴极极化作用降低，镀层粗糙，降低镀锡层的焊接性；锡酸盐含量过低时，阴极电流密度、阴极电流效率和沉积速度都有明显下降。

（2）游离碱 由于锡酸钠（或锡酸钾）是弱酸强碱盐，易水解，因此在碱性镀液中保持一定量的游离碱，能抑制锡酸盐的水解，稳定镀液。适当的游离碱还能使阳极正常溶解。游离碱的含量可随锡酸盐的变化而变化。提高游离碱含量，能提高阴极极化和镀液的导电性能。游离碱含量过高时，阳极不易保持金黄色，阳极溶解产生二价锡，影响镀层质量；游离碱含量过低时，阳极易钝化，镀液分散能力下降，镀层易烧焦，镀液中还会发生锡酸盐水解。

（3）乙酸钠 有些工艺中加入了一定量的乙酸钠，这是因为乙酸钠能使镀液稳定，并使镀层结晶细致。但也有研究表明：乙酸钠对镀液虽无害处，但也没有明显的好处。只是游离碱含量高到必须要降低时，才用乙酸钠调节。因而镀液中乙酸钠的含量多少无明显影响，新配镀液时一般可以不添加乙酸钠。

5.工艺条件的影响(www.xing528.com)

（1）阴极电流密度 提高阴极电流密度可提高沉积速度，但阴极上析出氢气增多，阴极电流效率下降，钠盐镀液更明显。阴极电流密度过高，则镀层粗糙、发暗、多孔。阴极电流密度与镀液成分和温度有关，如锡酸盐含量和镀液温度较高，而氢氧化物含量相对较低时，可适当提高阴极电流密度。

（2）温度 锡酸盐电镀锡一般需要加温，操作温度最低为60℃，一般都要在75℃左右工作。滚镀时通常控制在温度范围的下限。锡酸钾镀液的工作温度一般比锡酸钠镀液高一些。提高温度，阴极、阳极电流效率也相应增大，并能得到白亮的沉积层。但温度过高，能源损耗大，镀液消耗量大，对环境污染严重；温度过低，不利于阳极的正常溶解，阴极电流效率、沉积速度都会降低。

（3）电源波形 碱性镀液需要平稳的直流电流，最好采用无脉冲的三相全波整流的波形。这样镀层沉积速度较快，结晶较细致。

（4）杂质的影响及去除 碱性镀液中Sn²⁺是有害的。因为Sn²⁺在碱性镀液中会使镀层发暗、粗糙、多孔，严重时产生海绵状镀层。在碱性镀溶液中Sn²⁺的质量浓度一般不要超过0.1g/L。镀液如被Sn²⁺污染，可用高锰酸钾做定性测试。镀液受Sn²⁺污染后，通常采用0.1～0.5mL/L质量分数为30%的过氧化氢调整；也可加入过硼酸钠（钾），将Sn²⁺氧化成Sn4+；或者是在阳极面积与阴极面积之比为1∶5时进行电解处理，直至恢复正常。

由于工业用锡酸钠（钾）纯度不高，会向镀液中引入Pb²⁺。当Pb²⁺的质量浓度超过0.04g/L时，镀层发暗、多孔，甚至有黑色海绵状镀层出现。在镀液中是否含有Pb²⁺可用硫化钠做定性鉴定，形成硫化铅褐色沉淀表明有Pb²⁺存在。当碱性镀液被Pb²⁺污染后，可在低电流密度下，用较长时间通电处理。

碳酸盐是镀液从空气中吸收二氧化碳产生的。碳酸盐对两种镀液均无害。由于碳酸钠在低温时比在高温时溶解度小得多，所以过量的碳酸钠，可用冷却的方法去除。但这一方法不适用于锡酸钾镀液，因为碳酸钾的溶解度很高，从镀液带出的碳酸钾的量与形成的量几乎相等，一般不需要处理。

6.常见故障及处理方法

碱性电镀锡的常见故障及处理方法见表4-74。

表4-74 碱性电镀锡的常见故障及处理方法

（续）