作者:丽水电力变压器厂 发布日期:2019-03-15
在这样的背景下,强烈要求开发无铅焊接技术和相应的纯锡电镀技术。
纯锡电镀技术要求
在锡镀层和电镀液中,除了不允许使用含铅物质之外,比较难于实现的是要求与以往一直使用的Sn-Pb电镀层有同样的宝贵特性。具体要求的性能,如下所述:
(1)环境 不允许有像铅Pb等有害人体健康和污染环境的物质;
(2)抑制金属须晶产生;
(3)低成本;
(4)可操作性 指电镀工艺容易管理;
(5)可靠性 即使是长期使用电解液,也能保证锡镀层稳定;
(6)排水处理 不加特殊的螯合剂(Chelate),可利用中和凝聚沉淀处理方法清除。
在选择无铅纯锡电镀技术时,应综合分析上述诸多因素,选择活性锡电镀技术,现已研究很多种,诸如,试图以Sn-Zn、Sn-Bi、Sb-Ag和Sn-Cu电镀取代一直使用的Sn-Pb电镀。然而,这些无铅电镀技术也是各有短、长,并非十全十美。例如,Sn电镀的优点是低成本,确有元器采用电镀锡的力方法,因为是单一金属锡,当然不存在电镀合金比率的管理问题。可是,Sn电镀的缺点突出,如像产生金属须晶(Whisker)而且焊料润湿性随时间推移发生劣化。Sn-Zn电镀的长处于在成本和熔点低,美中不足是大气中焊接困难,必须在氮气中实现焊接。Sn-Bi电镀的优势是熔点低而且焊料润湿性优良,其劣势也不胜枚举:因为Bi是脆性金属,含有Bi的Sn-Bi镀层容易发生裂纹,而且组装后的器件引线和电路板焊接界面剥(Liftoff),更麻烦的是电解液中的Bi3+离子在Sn-Bi合金阳极或电镀层上置换沉积。Sn-Ag电镀的优点是接合强度以及耐热疲劳特性都非常好,缺点是成本高,也存在Sn-Ag阳极和Sn-Ag镀层上出现Ag置换沉积现象。日本上村工业公司认为Sn-Cu电镀最有希望取代Sn-Pb电镀,于是开发了Sn-Cu电解液。关于Sn-Cu电镀层特性,它除了熔点稍许偏高(Sn-Cu共晶温度227℃)之外,润湿性良好。成本低,对流焊槽无污染,而且可抑制金属须晶生成。
而东莞市精益材料有限公司开发的“活性锡阳极球”产品,可沿用纯锡电镀工艺,无需改变电镀液的配方,同样可抑制锡金属须的产生,只是在纯锡阳极中添加一种可抑制金属晶粒外长、细化金属晶粒,使锡镀层的金属晶粒细致,解决了电镀纯锡工艺中的不足。
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