活性錫電鍍新技術(shù)
Sn-Pb中的鉛對(duì)于環(huán)境和人體健康有害,限制使用含鉛電子材料的活動(dòng)已正式啟動(dòng)。在歐洲歐洲委員會(huì)已提出電子機(jī)器棄物條令案的第3次草案明文規(guī)定,在2004年的廢棄物中嚴(yán)禁有鉛Pb、鎘Cd、汞Hg和6價(jià)鉻Cr等有害物質(zhì)。在亞洲的日本于1998年已制定出家電產(chǎn)品回收法案,從2001年開始生產(chǎn)廠家對(duì)已使用過的廢棄家電產(chǎn)品履行回收義務(wù)。根據(jù)這一法案,日本各個(gè)家電?信息機(jī)器廠家開始勵(lì)行削減鉛使用量的活動(dòng)。
在這樣的背景下,強(qiáng)烈要求開發(fā)無鉛焊接技術(shù)和相應(yīng)的純錫電鍍技術(shù)。
純錫電鍍技術(shù)要求
在錫鍍層和電鍍液中,除了不允許使用含鉛物質(zhì)之外,比較難于實(shí)現(xiàn)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(huán)境不允許有像鉛Pb等有害人體健康和污染環(huán)境的物質(zhì);
(2)抑制金屬須晶產(chǎn)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(zhǎng)期使用電解液,也能保證錫鍍層穩(wěn)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(shù)時(shí),應(yīng)綜合分析上述諸多因素,選擇活性錫電鍍技術(shù),現(xiàn)已研究很多種,諸如,試圖以Sn-Zn、Sn-Bi、Sb-Ag和Sn-Cu電鍍?nèi)〈恢笔褂玫腟n-Pb電鍍。然而,這些無鉛電鍍技術(shù)也是各有短、長(zhǎng),并非十全十美。例如,Sn電鍍的優(yōu)點(diǎn)是低成本,確有電子元器采用電鍍錫的力方法,因?yàn)槭菃我唤饘馘a,當(dāng)然不存在電鍍合金比率的管理問題??墒牵琒n電鍍的缺點(diǎn)突出,如像產(chǎn)生金屬須晶(Whisker)而且焊料潤(rùn)濕性隨時(shí)間推移發(fā)生劣化。Sn-Zn電鍍的長(zhǎng)處于在成本和熔點(diǎn)低,美中不足是大氣中焊接困難,必須在氮?dú)庵袑?shí)現(xiàn)焊接。Sn-Bi電鍍的優(yōu)勢(shì)是熔點(diǎn)低而且焊料潤(rùn)濕性優(yōu)良,其劣勢(shì)也不勝枚舉:因?yàn)锽i是脆性金屬,含有Bi的Sn-Bi鍍層容易發(fā)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(yōu)點(diǎn)是接合強(qiáng)度以及耐熱疲勞特性都非常好,缺點(diǎn)是成本高,也存在Sn-Ag陽極和Sn-Ag鍍層上出現(xiàn)Ag置換沉積現(xiàn)象。日本上村工業(yè)公司認(rèn)為Sn-Cu電鍍有希望取代Sn-Pb電鍍,于是開發(fā)了Sn-Cu電解液。關(guān)于Sn-Cu電鍍層特性,它除了熔點(diǎn)稍許偏高(Sn-Cu共晶溫度227℃)之外,潤(rùn)濕性良好。成本低,對(duì)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(fā)的“活性錫陽極球”產(chǎn)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(chǎn)生,只是在純錫陽極中添加一種可抑制金屬晶粒外長(zhǎng)、細(xì)化金屬晶粒,使錫鍍層的金屬晶粒細(xì)致,解決了電鍍純錫工藝中的不足。
編號(hào):臺(tái)錫錫業(yè)廠 TTIN20110811
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