[科普中国]-镀锡铜

镀锡铜，是指表面镀有一薄层金属锡的铜，如镀锡铜线，在线缆加工制造过程中有一定的应用。

镀锡能防止铜暴露在空气中而被氧化形成一层膜——铜绿。而铜绿的导电性很差会增加电阻。盛装食物的器皿产生铜绿后可能对人体有害。因而镀锡主要就是为了防止铜被氧化。

简介铜由于其优异的性能以及低廉的价格，被广泛应用于电子信息、润滑、催化和冶金等领域。但铜在空气中极易氧化，并且粒度越细，氧化越严重。为了提高铜的抗氧化性能，可在铜表面包覆惰性金属。包覆惰性金属层不仅能较显著地提高铜的抗氧化性能，而且能较好地保持其导电性。锡虽然不属于惰性金属，性质也比铜活泼，但常温下锡在空气中很稳定，因锡的表面会生成一层致密的氧化物膜，阻止锡的继续氧化。因此，铜表面镀锡可在一定程度上提高铜的抗氧化性。镀锡铜的稳定性、导电性、耐磨性、抗腐蚀性和电磁屏蔽性都较好，具有很好的应用前景。

相关研究镀锡铜粉的制备有关镀锡铜粉的报道较少，其制备方法主要是化学置换法。由于置换反应生成的铜离子会从铜粉表面扩散到溶液中，该扩散需要有孔道，因此制备的镀锡铜粉中镀锡层松散，必然存在孔洞，致密性较差。为了提高镀层致密性，探索新的镀锡方法很有必要。一般认为，还原法能够克服上述置换法制备镀锡铜粉的缺点，但由于锡的析氢过电位高，自催化活性低，用一般还原剂还原有难度。

有学者1采用硼氢化钠还原氢氧化锡，在铜粉表面进行化学镀锡，得到镀锡铜粉。用两面粗糙度不同的铜箔替代铜粉进行模拟试验，以研究锡层在铜粉表面的包覆情况和微观结构以及高温处理和制备方法对镀锡层显微结构的影响。结果表明，铜粉表面完整地包覆了一层均匀致密的镀锡层；采用还原法制备的镀锡层比采用置换法制备的镀锡层更为均匀致密，高温处理可进一步提高镀锡层的均匀性和致密性。

镀锡铜箔表面小丘和晶须的生长行为在电子产品的封装互连中，镀锡铜元件引脚随时间延长，有锡晶须形成，从而引发电子器件短路，甚至造成电子系统失效。

有学者2针对镀锡铜箔表面的小丘和晶须的生长行为进行研究。首先，用化学镀在铜箔表面镀锡。将镀锡铜箔样品在100℃和200℃空气中时效8d，为了便于分析实验结果，将另一组镀锡铜箔样品在室温时效30d。用扫描电子显微镜观察样品表面形貌，用X射线衍射仪对试样进行晶体结构分析。

结果表明：样品在100℃时效有小丘和晶须形成，而在200℃时效8d和在室温时效30d没有晶须形成。晶须生长是由镀层内部存在的压应力梯度引起的，并有一个孕育期。随时效温度的变化，原子扩散速度和镀层的应力松弛不同控制了小丘和晶须的形成。

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学