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活性錫電鍍新技術

文章出處： admin發布時間： 2012年2月27日人氣 5923

    Sn-Pb中的鉛對于環境和人體健康有害，限制使用含鉛電子材料的活動已正式啟動。在歐洲歐洲委員會已提出電子機器棄物條令案的第3次草案明文規定，在2004年的廢棄物中嚴禁有鉛Pb、鎘Cd、汞Hg和6價鉻Cr等有害物質。在亞洲的日本于1998年已制定出家電產品回收法案，從2001年開始生產廠家對已使用過的廢棄家電產品履行回收義務。根據這一法案，日本各個家電?信息機器廠家開始勵行削減鉛使用量的活動。
    在這樣的背景下，強烈要求開發無鉛焊接技術和相應的純錫電鍍技術。
純錫電鍍技術要求
    在錫鍍層和電鍍液中，除了不允許使用含鉛物質之外，比較難于實現的是要求與以往一直使用的Sn-Pb電鍍層有同樣的寶貴特性。具體要求的性能，如下所述：
    (1)環境不允許有像鉛Pb等有害人體健康和污染環境的物質；
    (2）抑制金屬須晶產生；
    (3)低成本；
    (4)可操作性指電鍍工藝容易管理；
    (5)可靠性即使是長期使用電解液，也能保證錫鍍層穩定；
    (6)排水處理不加特殊的螯合劑(Chelate)，可利用中和凝聚沉淀處理方法清除。
    在選擇無鉛純錫電鍍技術時，應綜合分析上述諸多因素，選擇活性錫電鍍技術，現已研究很多種，諸如，試圖以Sn-Zn、Sn-Bi、Sb-Ag和Sn-Cu電鍍取代一直使用的Sn-Pb電鍍。然而，這些無鉛電鍍技術也是各有短、長，并非十全十美。例如，Sn電鍍的優點是低成本，確有電子元器采用電鍍錫的力方法，因為是單一金屬錫，當然不存在電鍍合金比率的管理問題。可是，Sn電鍍的缺點突出，如像產生金屬須晶(Whisker)而且焊料潤濕性隨時間推移發生劣化。Sn-Zn電鍍的長處于在成本和熔點低，美中不足是大氣中焊接困難，必須在氮氣中實現焊接。Sn-Bi電鍍的優勢是熔點低而且焊料潤濕性優良，其劣勢也不勝枚舉：因為Bi是脆性金屬，含有Bi的Sn-Bi鍍層容易發生裂紋，而且組裝后的器件引線和電路板焊接界面剝（Liftoff），更麻煩的是電解液中的Bi3+離子在Sn-Bi合金陽極或電鍍層上置換沉積。Sn-Ag電鍍的優點是接合強度以及耐熱疲勞特性都非常好，缺點是成本高，也存在Sn-Ag陽極和Sn-Ag鍍層上出現Ag置換沉積現象。日本上村工業公司認為Sn-Cu電鍍有希望取代Sn-Pb電鍍，于是開發了Sn-Cu電解液。關于Sn-Cu電鍍層特性，它除了熔點稍許偏高(Sn-Cu共晶溫度227℃)之外，潤濕性良好。成本低，對流焊槽無污染，而且可抑制金屬須晶生成。
    而東莞市精益電子材料有限公司開發的“活性錫陽極球”產品，可沿用純錫電鍍工藝，無需改變電鍍液的配方，同樣可抑制錫金屬須的產生，只是在純錫陽極中添加一種可抑制金屬晶粒外長、細化金屬晶粒，使錫鍍層的金屬晶粒細致，解決了電鍍純錫工藝中的不足。

編號：臺錫錫業廠 TTIN20110811

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