Verzinnen

Die Alternative zu Bleizinnbeschichtungen ist Verzinnen. Es setzt sich aus 1/3 Glanzzinn (2-3 µm) über 2/3 Mattzinn (4-6 µm) und min. 2 µm Spezialnickel zusammen. Die Schichtkombination bietet eine gute Aufschmelzbarkeit, eine hohe Duktilität, sehr gute optische Eigenschaften und minimiert die Whiskerbildung.

Verzinnen

Glanzverzinnen

1. Merkmale und Eigenschaften

Zinn ist ein silberweißes, glänzendes Metall mit einer geringen Härte und einem niedrigen Schmelzpunkt (232°C). Die Korrosionsbeständigkeit elektrolytisch erzeugter Zinnschichten ist gut gegen normale atmosphärische Luft, Feuchtigkeit, wässrige Lösungen, Mineralsäuren sowie oxidierenden Säuren. In wässrigen Lösungen, organischen Säuren, einschließlich derer von Lebensmitteln, bietet eine galvanische Zinnschicht darunter liegenden Stahl einen kathodischen Korrosionsschutz. Mit Zinn beschichtete Werkstücke sind bei entsprechender Vorbehandlung lebensmittelecht und hervorragend lötfähig. Die in unserem Hause abgeschiedenen Zinnschichten sind feinkristallin, sehr duktil, gut umschmelzbar und hochglänzend. Leider neigen Glanzzinnschichten zu Whiskerbildungen (engl. Barthaar), welche Kurzschlüsse in elektronischen Bauteilen auslösen können (siehe hierzu unsere Veröffentlichung „Bleifreies, lötfähiges Verzinnen unter Berücksichtigung der Whiskerproblematik“). Durch eine Diffusionssperrschicht aus 3-5 µm Kupfer oder 1-2 µm Nickel und verzinnen von 10 µm lässt sich das Risiko der Whiskerbildung allerdings deutlich senken.

2. Nutzen und Anwendungsgebiete

Glanzzinn eignet sich hervorragend für elektrische Bauteile jeglicher Art, bei denen eine gute Lötbarkeit gefordert ist, sowie allen stromführenden Komponenten und Werkstücke die in direkten Kontakt mit Lebensmitteln stehen. Die Beschichtung bietet eine technische Oberfläche mit dekorativem, glänzenden Finish, die zusätzlich eine schmierende Eigenschaft besitzt, welche sich insbesondere für alle Steckkontakte eignet. Galvanisches Glanzzinn wird in der Automobilindustrie, der Haushaltsgeräteindustrie, der Lebensmittelindustrie und nahezu allen stromführenden Anlagen und Schaltungen eingesetzt.

3. Grundmaterial

Nach einer werkstoff- und anwendungsspezifischen Vorbehandlung lassen sich alle Edelstähle, Stähle, Buntmetalle und deren Legierungen sowie Aluminium und Zinkdruckguss problemlos mit Glanzzinn beschichten. Um eine lange Lötbarkeit der verzinnten Werkstücke zu gewährleisten, ist es unbedingt nötig bei Messing – Werkstoffen eine Diffusionssperrschicht aus Kupfer oder Nickel unter der Zinnschicht abzuschieden um eine Diffusion des Zinks in die Zinnschicht zu vermeiden. Die Lötfähigkeit ist nach DIN IEC 60068-2-20 genormt.

4. Erforderlicher Anlieferungszustand

Um ein technisch und optisch hochwertiges Schichtsystem zu erreichen, ist es notwendig, eine vollständig von Schmutz, Öl und Fetten gereinigte und galvanisierfähige vorbereitete Oberfläche zu erhalten. Jeder Grundwerkstoff benötigt dafür seine eigene werkstoffspezifische Vorbehandlung.

5. Vorbehandlung

Um durch das Verzinnen eine hochwertige Oberfläche zu erzeugen, welche die an sie gestellten Anforderungen erfüllt, müssen die Werkstücke einer individuellen Vorbehandlung unterzogen werden. Die Werkstücke müssen eine Oberflächenqualität besitzen, die eine fehlerfreie Verzinnung zulässt.

6. Technische Möglichkeiten

Zur Glanzverzinnung stehen Ihnen bei
Metoba folgende Techniken zur Verfügung:

Mattverzinnen

1. Merkmale und Eigenschaften

Die Eigenschaften von Mattzinnschichten sind die helle, reflektionsarme, grobkristalline Oberfläche mit Korngrößen von 1-5 µm mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,005-0,05 %, einer hohen Duktilität, einer geringen Eigenspannung, sowie einem Zinnreinheitsgehalt von 99,99 % . Die in unserem Hause abgeschiedenen Mattzinnschichten sind whiskerfrei (Klasse I). Whiskerfreie Schichten der Klasse I werden von den führenden Herstellern elektronischer Kontakte akzeptiert, da die Whiskerlänge 50 µm nicht überschreitet und somit keine Gefahr für elektronische Schaltungen darstellt. Des Weiteren sind Mattzinnschichten uneingeschränkt kompatibel mit bleifreien Loten sowie den derzeitigen bleihaltigen Standardloten bei einer Schmelztemperatur von 231,8 °C und besitzen eine Lötfähigkeit nach DIN IEC 68II20 (155°C; 16h).

2. Nutzen und Anwendungsgebiete

Mattzinn wird unter anderem in allen elektronischen Bereichen eingesetzt, an denen eine Whiskerfreiheit der Klasse I erwünscht und notwendig ist. Galvanisch abgeschiedenes Mattzinn wirkt der Whiskerbildung effektiv entgegen, indem es bekannte Einflussgrößen, die zur Whiskerbildung führen, ausschließt. Bekannte Einflussgrößen für die Whiskerbildung sind unter anderem interne Druckspannungen, Bildung von Legierungselementen, Mitabscheidung von Kohlenstoff, Kristallisationsart und Korngröße sowie die Wasserstoffmitabscheidung und Schichtdicke.

3. Grundmaterial

Nach einer werkstoffspezifischen und anwendungsspezifischen Vorbehandlung lassen sich alle Edelstähle, Buntmetalle und deren Legierungen sowie Aluminium und Zinkdruckguss problemlos mit Mattzinn beschichten. Bei CuZn – Werkstoffen ist unbedingt eine Diffusionssperre von 3-5 µm aus Kupfer oder 1-2 µm Nickel notwendig um die Lötfähigkeit zu bewahren. Hierdurch wird eine Diffusion des Zinks des Grundwerkstoffes in die Zinnschicht vermieden. Bei anderen Grundwerkstoffen sollte ebenfalls eine Diffusionssperre mit abgeschieden werden.

4. Erforderlicher Anlieferungszustand

Um ein technisch und optisch hochwertiges Schichtsystem zu erreichen, ist es notwendig, eine vollständig von Schmutz, Öl und Fetten gereinigte und galvanisierfähige vorbereitete Oberfläche zu erhalten. Jeder Grundwerkstoff benötigt dafür seine eigene werkstoffspezifische Vorbehandlung.

5. Vorbehandlung

Um durch das Verzinnen eine hochwertige Oberfläche zu erzeugen, welche die an sie gestellten Anforderungen erfüllt, müssen die Werkstücke einer individuellen Vorbehandlung unterzogen werden. Die Werkstücke müssen eine Oberflächenqualität besitzen, die eine fehlerfreie Verzinnung zulässt.

6. Technische Möglichkeiten

Zur Mattverzinnung stehen Ihnen bei
Metoba folgende Techniken zur Verfügung:

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