Химическое лужение

Из книги Никандровой Л.И.  «Химические способы получения металлических покрытий»

Известно, что детали из меди и ее сплавов в процессе хранения окисляются, что приводит к значительным затруднениям при пайке. Обычно во избежание этого явления применяют гальваническое или горячее лужение.

При гальваническом лужении требуется специальное оборудование, наличие электрического тока. При горячем лужении теряется значительное количество припоя за счет его окисления в процессе работы ванны. Получаемые покрытия имеют избыточную толщину.

Взамен горячего и гальванического лужения можно применять химическое лужение, если не требуется высокая коррозионная стойкость покрытия.

Процесс является контактным и основан на осаждении олова из раствора его комплексной соли за счет разности потенциалов, возникающей между медью и оловом. В качестве комплексообразователя олова применяют тиомочевину. В присутствии тиомочевины потенциал меди сдвигается в сторону более электроотрицательного значения, что дает возможность осуществления процесса контактного химического лужения.

Подготовка поверхности деталей перед лужением осуществляется общепринятыми методами:

• обезжириванием,
• травлением,
• декапированием.

Процесс химического лужения осуществляется погружением деталей в один из растворов, приведенных в таблице.

Составы растворов для химического лужения.

Первый раствор в основном рекомендуется для нанесения покрытия на медные проводники печатных схем. Моющее средство Прогресс введено в раствор 2 с целью повышения смачиваемости покрываемых поверхностей и улучшения структуры осадка.

Нанесение покрытия на мелкие детали осуществляется в корзинах или барабанах из неметаллических материалов, на которые не осаждается покрытие. Такими материалами могут быть винипласт, полиэтилен, полипропилен.

В случае применения раствора 2 обогрев осуществляется с применением водяной рубашки или бани. Растворы химического лужения приготавливают последовательным растворением в воде соответствующей кислоты, двухлористого олова и тиомочевины. Раствор 2 при комнатной температуре имеет осадок.

Растворы химического лужения стабильны и сохраняют свои свойства длительное время. В одном литре раствора можно покрывать до 50 дм. кв. поверхности. При уменьшении содержания олова в растворе до 3 г/л его корректируют или заменяют.

Качество покрытия определяется визуальным осмотром: покрытие не должно иметь темных пятен, шероховатостей и непокрытых участков, цвет покрытия должен быть серебристо-белый. Толщина покрытия проверяется химическим методом. 

Для этого используется раствор следующего состава:

• Аммоний азотнокислый NH4NO3 в г/л - 70
• Медь сернокислая CuSO4 5H2O в г/л - 7
• Соляная кислота HCl (1 н. раствор) в мл - 70
• Вода дистиллированная в л - До 1

Для определения толщины покрытие деталь обезжиривают венской известью, погружают в вышеуказанный раствор и выдерживают в нем 30 сек (за это время снимается 0,2 мкм). Затем деталь вынимают из раствора, промывают, сушат между листами фильтровальной бумаги и тщательно осматривают. Покрытие считается пригодным, если на поверхности детали не обнаружено мест, не покрытых оловом.

Луженые детали хорошо паяются некоррозионными флюсами: спиртово-канифольным (КСп) и флюсом ФПП и сохраняют способность к пайке в течение нескольких месяцев.

Нанесение оловянного покрытия на медные проводники печатных схем дает возможность производить пайку некоррозионными флюсами, а также повысить качество плат за счет устранения перегрева при пайке.

Процесс также пригоден для лужения мелких деталей (лепестки и др.) с целью улучшения последующей пайки.