1、可焊性鍍層采用無鉛化電鍍

　　錫鉛合金作為可焊性鍍層在電子、電氣產(chǎn)業(yè)中已使用了很長時間。由于鉛及其化合物毒性大,嚴重污染環(huán)境,對人體危害極大。國內(nèi)外電鍍工作者從上世紀90年代后期都在積極研究和開發(fā)無氰、無鉛的可焊性鍍層,以取代電鍍錫鉛合金。曾試驗過SnBi、Sn Ag、Sn Cu、Sn Zn合金和純錫等電鍍工藝,從鍍液的穩(wěn)定性,鍍層的可焊性、耐裂性、晶須控制性、本錢等進行了系統(tǒng)的研究和綜合比較,以為電鍍純錫代替電鍍Sn Pb是首選。除了在某些條件下會出現(xiàn)晶須現(xiàn)象外,其余各項性能均優(yōu)良,可視作最有發(fā)展前途替換電鍍Sn Pb的工藝。

　　純錫鍍層表面在某種條件下生長出來的一種細長外形的錫結(jié)晶物稱為錫須。作為電子器件的可焊性鍍層,錫須的存在會引起短路,造成電路故障,影響其可靠性。電鍍工作者曾對錫須生長的因素進行試驗研究,其中包括錫鍍層內(nèi)應(yīng)力、外部機械應(yīng)力、晶體結(jié)構(gòu)(晶粒大小及外形)、鍍層厚度、鍍層和基體的類型以及溫度和濕度等都會引發(fā)錫須生長。有關(guān)錫須的生長還沒有形成嚴密而同一的機理,相關(guān)理論尚待進一步研究。

　　(1)在純錫鍍層和基體金屬(銅)之間引進鎳層(預(yù)鍍鎳)作為阻擋層,阻止銅向純錫鍍層中擴散,阻止了晶須的形成。

　　(2)將純錫鍍層進行退火處理或再流焊(軟熔),消除應(yīng)力抑制晶須天生。

　　(3)采用較厚的純錫鍍層,也可以降低錫須成長,一般厚度達8.5μm以上。(4)在電鍍純錫工藝中引進某些對錫須具有較好抑制能力的添加劑(如SYA無鉛純錫電鍍添加劑、甲基磺酸體系鍍液、啞光鍍層)。

　　2、化學(xué)鍍鎳的無鉛無鎘化

　　化學(xué)鍍鎳是電子電鍍中廣泛采用的電鍍工藝。Pb2+、Cd2+常被用作化學(xué)鍍鎳的穩(wěn)定劑和光亮劑,固然用量很低,但毒性仍高,對環(huán)境嚴重污染,對人體危害極大,是ROHS指令明確限制使用的有害物質(zhì)。

　　化學(xué)鍍鎳穩(wěn)定劑無鉛化,可以改用某些硫的無機物或有機物,如硫代硫酸鹽、硫脲等,也可以用某些含氧化合物,如IO-3、MoO2-4等,某些水溶性有機物,如馬來酸作穩(wěn)定劑。光亮劑可以改用某些有機物,如糖精、烯丙基磺酸鈉、甲叉丁二酸等。

　　3、取代印刷電路板熱浸SnPb合金的無鉛工藝

　　熱浸Sn Pb合金焊料是制造印刷電路板過程中的一道重要工序,也是PCB板生產(chǎn)過程中存在的主要鉛污染源。

　　取代PCB板熱浸SnPb合金熱風(fēng)整平工藝有以下幾種工藝:

　　(1)化學(xué)鍍鎳/置換鍍金化學(xué)鍍鎳 置換鍍金也稱化學(xué)鎳金,是一種較好的取代PCB板熱浸SnPb合金熱風(fēng)整平技術(shù),適于焊接和鋁線鍵合,多用于高檔PCB板。因全程采用化學(xué)鍍,線路不必事先導(dǎo)通即可施鍍,鎳層厚度要求約為5μm,磷的質(zhì)量分數(shù)7%～9%,金層厚度只能在0.03～0.1μm之間,最大亦不超過0.15μm。

　　在化學(xué)Ni/Au層上進行熔焊時,由于金層很薄,在高溫接觸焊接的一瞬間,金迅速與錫形成“介面合金共化物”,如AuSn、AuSn2、AuSn3等而熔進錫中,所形成的焊點實際上是著落在鎳層表面上,并形成良好的Ni Sn合金共化物Ni3Sn4,因而金層的作用只是為了保護鎳面防止氧化。若金層太厚,則進進焊錫的金量增多,焊點變脆性,反而降低了焊接強度。