测量铜合金上的锡电镀层和底镀层

人类对锡的使用可以追溯到几千年前，当时我们开始将锡与铜合金化生产青铜。

如今，锡因其物理特性而具有多种重要用途。锡产量的近一半仅用于焊料，而镀锡钢通常用于与食品接触的应用，因为锡无毒、无致癌性且耐腐蚀。

锡还常用于电镀铜和铜合金部件，如端子针、电线和母线。锡具有导电性，并且耐腐蚀和抗氧化，是保护暴露在空气中的电气元件的理想材料。铜容易氧化，导致其电阻迅速增加。锡虽然仍会氧化，但其氧化物相对较薄，并保持较高的导电性。

ASTM 标准 B545 给出了电沉积锡涂层的规范。 亮锡和哑锡电镀层均可用于铜和铜合金。亮锡具有光滑、有光泽的表面，是电线和电触点涂层的热门选择。但是，它不应用于焊接应用，因为有机增亮添加剂在焊接温度下会燃烧，从而影响焊点的完整性。哑锡缺乏增亮剂，可焊性更佳，但晶粒结构较粗，插入力较大。

电沉积层的厚度对于电镀性能至关重要。 随着厚度减小，孔隙率增加，这会极大地影响沉积物的保护功能。对于电气弹簧触点等产品，过厚的沉积物会对机械操作产生负面影响。

B545 规定了某些类别的锡电沉积物的最小厚度。 例如，服务等级 A（用于在温和环境条件下进行电接触服务）要求锡电镀厚度至少为 2.5µm (100µin)。此外，某些应用要求在锡和基材之间添加一层中间层，称为底板。黄铜上镀锡要求铜底板厚度至少为 2.5µm (100µin) 或镍底板厚度至少为 1.3µin (50µin)，以防止锌扩散到锡中并损害电镀。制造商可能对其镀锡组件有自己的厚度规格。

为了监测锡电镀层和底板的厚度，许多制造商在工艺的每个步骤中都采用 X 射线荧光 (XRF) 光谱法来快速可靠地同时测量每个镀层的厚度。 XRF 的工作原理是激发部件表面的元素，使其发射出各自特有的（每个元素独有的）X 射线。这些 X 射线的强度可用于计算镀层厚度。

老一代工具经常难以处理各层共有的元素，例如黄铜（铜锌）合金上的铜底板或青铜上沉积的锡（铜锡）。 新一代硬件有效地缓解了这个问题。

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