4.5.5电镀铅锡合金
锡铅合金的熔点比纯锡和纯铅还低，孔隙率、可焊性比单金属好。纯锡镀层长期放置，表面会长出锡须，能引起短路，在低温还可产生“锡瘟”。在纯锡中只要加入2%~3%以上的铅，即可防止该现象发生。因此铅锡合金镀层是电子元器件中最受重视的可焊性镀层。
含锡量不同的铅锡合金，有不同的性质与用途。一般地，锡含量4~10%，主要用于钢上的防腐蚀镀层；7~10%用于轴瓦、轴套的减磨镀层；15~25%用于钢带表面润滑、助粘、助焊的镀层；45~55%用于防止海水或其他介质腐蚀的防护镀层；55~65%用于钢、铜和铝等表面作为改善焊接性能的镀层，广泛用于电子元器件和印制板上。
铅锡{zd1}共熔点（183℃）时的组成为锡：61.9%，铅38.1%，此时的合金具有{zd0}的焊接强度和湿润能力，因此目前焊料和焊接镀层大都采用60%锡、40%铅的合金镀层。
二价锡和铅的标准电位只相差10mv，两者的过电压也都很小，故它们很容易在不含较强络合剂的强酸性镀液共沉积。通过改变溶液中两种金属离子的浓度比，就可镀得组成不同的各种铅锡镀层。
镀铅锡合金镀液除使用最普及的氟硼酸盐镀液外，考虑到环境污染，现在氨基磺酸盐、酚磺酸盐、烷醇磺酸盐和柠檬酸盐业已开始使用。本节主要以氟硼酸盐镀铅锡合金为例作以介绍。
氟硼酸盐镀铅锡合金溶液成分简单，可以得到各种成分的合金镀层。使用高均镀能力镀液时，均镀能力可达80%，能满足印制版小深孔电镀的要求。加入合适的添加剂能得到光亮镀层。溶液维护简单，镀液成分容易控制，能使用合金阳极。但是，氟硼酸盐溶液腐蚀性强，废水处理较为复杂，成本高。工艺规范如表4-48。
表4-48氟硼酸盐镀铅锡合金工艺规范
镀液成分及工艺条件
1
2
3
4
5
6
Sn[以Sn(BF4)2 形式加入/ g·L-1
Pt[以Pt(BF4)2形式加入/ g·L-1
游离HBF4/ g·L-1
硼酸/ g·L-1
OP-21/ mL·L-1
卞叉丙酮/ mL·L-1
4，4-二氨二苯甲烷/ mL·L-1
桃胶/ g·L-1
蛋白胨/ g·L-1
温度/℃
电流密度/A·dm-2
镀层含锡量/%
88
100~200
16~38
7
60~150
20~28
50~100
3~5
室温
1.5~2.0
6~10
52
30
60
30~50
40~60
40~75
20~30
0.8~1.0
45~65
18~30
10~15
250~300
15~25
7~13
0.3~0.4
0.5~0.6
50~70
12~20
8~14
350~500
5（2~7）
24（16~38）
1.5（1~2.7）
（1）镀液的配制 将计量的市售氟硼酸亚锡液和氟硼酸铅液混合于塑料槽中，将胶类添加剂（如桃胶或蛋白胨）溶于温水中，过滤后加入槽中。其他光亮剂可混合好后加入，也可单独加入，加水至规定体积，即可试镀。如果没有氟硼酸亚锡和氟硼酸铅浓缩液，可自己配制：
氟硼酸亚锡可用氟硼酸与碱式碳酸铜反应，生成氟硼酸铜，再用锡粉把铜全部置换出来。为保证置换xx，锡粉要过量，搅拌要充分，至溶液变为无色后过滤。1g亚锡需0.93 g碱式碳酸铜，1.5mL氟硼酸和1.5 g锡粉。
氟硼酸铅可用氟硼酸与氧化铅或碱式碳酸铅反应，不断搅拌至xx溶解。1 g铅需1.1 g氧化铅或1.2g 碱式碳酸铅与0.8mL 氟硼酸。
（2）工艺维护 使用与镀层成分相同的铸造阳极、压延阳极或球形阳极，并用聚丙烯织物阳极套；镀液中Sn2+的含量是决定镀层含锡量的主要因素，镀液长期不用或误用空气搅拌时Sn2+容易氧化成不溶性的偏锡酸，因此，镀液不能采用空气搅拌，调整镀液时要补加氟硼酸亚锡；温度超过15oC 时，镀层含锡量略有上升；电流密度升高时，镀层含锡量也上升。 高分散力镀液的电流密度应控制在1.5~2.0A/dm2之间，超过2.5A/dm2时镀层会烧焦；溶液中吊一个硼酸袋，以免产生游离的氢氟酸；为提高溶液的稳定性，防止锡氧化，镀液中可加入0.5~1.0g/L 的间笨二酚，它还能适当提高镀层的含锡量；蛋白胨可抑制树枝状晶的形成，使镀层晶粒细化，并可提高镀液的分散能力，但使用一段时间后有难闻的气味产生，需经常用活性碳处理，以除去蛋白胨的分解产物，每年至少要处理三次，活性炭在镀液中放置四小时或过夜，并尽可能加以搅拌；防止带入铜杂质，以免低电流密度区发黑，产生半润湿问题，铜杂质可用低电流密度电解除去；铅锡合金层在空气中易氧化，影响镀层的焊接性，为提高镀层的大气稳定性，减少手指触摸过程中镀层表面污染，常在镀后进行钝化处理。钝化液组成为：重铬酸钾8~10 g/L，碳酸钠18~20g/L，室温2~10min。
（3）铅锡合金常见故障及排除方法见表4-49。
故障现象
可能产生的原因及排除方法
镀层发暗、发脆、溶液浑浊
（1）胶体分解物过多，用活性炭处理和过滤后重新补充
（2）阳极泥过多，进行刷洗或调换
镀层结合力差 ，脱皮起泡
（1）前处理不良；（2）镀件未带电入槽
镀层粗糙、烧焦、疏松呈树枝状结晶
（1）胶体含量低；（2）游离氟硼酸少；（3）溶液浑浊；（4）阴极电流密度过大
镀层硬而脆，有条纹
胶体过多，活性炭吸附过滤后，重新加入
阴极大量析氢，电流效率低
游离酸过多，铅锡含量过低，按分析补充。
不好焊接
（1）锡含量少，比例失调；（2）有重金属杂质，电解处理；
（3）存放期过长，表面氧化，活化后进行重熔处理；
热熔化后有颗粒
（1）镀层太厚；（2）铅锡比例失调；（3）溶液太脏
热熔化后不亮
（1）镀层太薄；（2）镀层中锡少；（3）热熔温度低
