【正文】 15 / 15。日本上村工業(yè)公司開發(fā)的Soft Alloy GTC20型snCu電解液,消除了以往無鉛焊料電鍍術(shù)的難題；這種SnCu電鍍技術(shù)，確實(shí)具備電鍍作業(yè)性良好和成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。若用不溶性Pt/Ti板等不溶性陽(yáng)極時(shí),需要補(bǔ)充藥液費(fèi)等導(dǎo)致生產(chǎn)成本大增。在強(qiáng)酸性的SnCu、SnAg和SnSi電解液里，使用可溶性陽(yáng)極時(shí)在其表面上會(huì)置換沉積出Cu或Ag或者Bi金屬。 (10)作業(yè)性良好且成本低廉 對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，浸漬在Sn1wt%Cu、Sn3．5wt％Ag和SnSwt%Bi電解液中的各Sn陽(yáng)極，其表面分別都有Cu、Ag和Bi金屬沉積，各電解液中的金屬濃度都發(fā)生變化；然而，浸漬在Soft Alloy GTC20型SnCu電解液中的Sn陽(yáng)極上卻無Cu沉積，電解液中的金屬濃度保持不變。此次日本上村工業(yè)公司公布的利用Soft Alloy GTC電解液的SnCu電鍍技術(shù)，卻能保證在陽(yáng)極無Cu置換沉積現(xiàn)象，而且通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)獲得證實(shí)。當(dāng)它浸漬在電解液中的情況下，連不通電流時(shí)不出現(xiàn)金屬置換沉積現(xiàn)象，保持電解液中的金屬濃度不變是最重要的。為此，日本上村工業(yè)公司曾進(jìn)行過專門研究，該公司開發(fā)的SnCu電鍍技術(shù)和現(xiàn)有的無鉛焊料(如像Sn0．7Cu、．75Cu和Sn2．5Ag0．7Cu1Bi)技術(shù)相容，不會(huì)對(duì)流焊槽造成污染。關(guān)于有Cu溶入焊料槽內(nèi)的問題，如像SnPb焊料槽內(nèi)有Cu也關(guān)系不大，因?yàn)橐延星宄鼵u的實(shí)用技術(shù)。 (8)不污染流焊槽 為此，曾在0．5mm厚銅板上和42Alloy板上電鍍10μm厚的Sn1wt%cu鍍層，按照J(rèn)IS規(guī)格H8504進(jìn)行彎曲實(shí)驗(yàn)，結(jié)果良好。IC封裝引線上的焊料鍍層，必須具備柔韌性。 (7)加工性良好 作為對(duì)比的樣品，它是在引線框架上電鍍有Sn鍍層，也上摟按上述條件存放3個(gè)月。 (6)抑制金屬須晶但是，經(jīng)過高溫高濕處理之后，利用Zero Cross Time進(jìn)行比較，結(jié)果顯示在圖4里，一目了然。 評(píng)比測(cè)試的結(jié)果，如圖4所示。測(cè)試樣品的制作過程如下：在銅基礎(chǔ)材料上先電鍍一層Ni，再在其表面上電鍍所要測(cè)試的SnCu鍍層。具體作法是以Soft Alloy GTC20電解液用支架式電鍍方法制造出多種焊料鍍層樣品，通過高溫高濕處理(溫度：60℃相對(duì)濕度：95％，處理時(shí)間：168小時(shí)）后，進(jìn)行潤(rùn)濕性評(píng)比。 (5)焊料潤(rùn)濕性優(yōu)秀測(cè)試結(jié)果，以差示掃描熱量分析曲線表示，詳見圖4所示。也就是說，電流密度超過2A／cm2以后，基本上鍍層中的含Cu率不再受陰極電流密度左右。例如，在支架電鍍的電解液里金屬比率和鍍層里銅Cu含有率之間的關(guān)系如圖1所示。電鍍層的析出比率、可作出定量分析。 (3)析出比率 Soft Alloy GTC產(chǎn)品系列對(duì)應(yīng)由滾筒式電鍍直到高速電鍍的寬陰極電流密度范圍應(yīng)用，同時(shí)，用戶可根據(jù)用途選擇電解液，例如，對(duì)于耐藥性方面有問題的電子元器件可選用中性的電解液。在這種電解液的基礎(chǔ)出上，開發(fā)出鍍層特性優(yōu)良的SnCu合金電解液“Soft Alloy GTC”，將在下文詳細(xì)介紹。因此，把電解液中的Sn2+和Cu2+的析出電位搞得相接近，需要有抑制銅Cu優(yōu)析出的絡(luò)合劑。SnCu合金焊料的開發(fā)Sn/Sn2+的標(biāo)準(zhǔn)電極電位是0．136Vvs．SHE(25℃)，然而Cu/Cu2+是+0．33V，兩者之間的電位差比較大，在—般的單純鹽類電解液里，銅Cu很容易優(yōu)先析出。關(guān)于SnCu電鍍層特性，它除了熔點(diǎn)稍許偏高(SnCu共晶溫度227℃)之外，潤(rùn)濕性良好。上述的無鉛電鍍技術(shù)都有優(yōu)異的特性，同時(shí)也存在很多有待進(jìn)一步研究的課題，實(shí)用化為時(shí)尚早。SnAg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SnAg陽(yáng)極和SnAg鍍層上出現(xiàn)Ag置換沉積現(xiàn)象。SnZn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。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。在選擇無鉛焊料電鍍技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)綜合分析權(quán)衡上述諸多因素，選SnPb電鍍性能的無鉛焊料電鍍技術(shù)，選擇SnCu（合金焊料）電解液的原因作為無鉛焊料電鍍技術(shù)，現(xiàn)已研究很多種，諸如，試圖以SnZn、SnBi、SbAg和SnCu電鍍?nèi)〈恢笔褂玫腟nPb電鍍。 （8）低成本；(9)良好的可作業(yè)性——主要是指電解容易管理；(10)長(zhǎng)期可靠性——即使是長(zhǎng)期使用電解液，也能保證電鍍層穩(wěn)定；(11)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重金屬。關(guān)于無鉛焊料電鍍層和電解液，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SnPb電鍍層有同樣的寶貴特性。 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)的錫銅SnCu合金電鍍技術(shù)。日本各個(gè)家電根據(jù)這一法案，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)。 電鍍錫銅合金技術(shù)介紹眾所周知，錫鉛(SnPb)合金焊料能優(yōu)異，在電子元器件的組裝領(lǐng)域得廣泛應(yīng)用。分為電鍍硬金（金合金）和水金（純金）工藝，鍍硬金與軟金槽液組成基本一致，只不過硬金槽內(nèi)多了一些微量金屬鎳或鈷或鐵等元素；① 目的與作用：金作為一種貴金屬，具有良好的可焊性，耐氧化性，抗蝕性，接觸電阻小，合金耐磨性好等等優(yōu)良特點(diǎn)；② 目前線路板電鍍金主要為檸檬酸金槽浴，以其維護(hù)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單方便而得到廣泛應(yīng)用；③ 水金金含量控制在1克/升左右，PH值4。5ASD的電流密度進(jìn)行電解處理1020分鐘活化一下陽(yáng)極；；⑤補(bǔ)充藥品時(shí)，如添加量較大如硫酸鎳或氨基磺酸鎳，氯化鎳時(shí)，添加后應(yīng)低電流電解一下；補(bǔ)加硼酸時(shí)應(yīng)將補(bǔ)充量的硼酸裝入一干凈陽(yáng)極袋掛入鎳缸內(nèi)即可，不可直接加入槽內(nèi)；⑥鍍鎳后建議加一回收水洗，用純水開缸，可以用來補(bǔ)充鎳缸因加溫而揮發(fā)的液位，回收水洗后接二級(jí)逆流漂洗；⑦藥品添加計(jì)算公式： 硫酸鎳（單位：公斤）=（280X）槽體積（升）/1000氯化鎳（單位：公斤）=（45X）槽體積（升）/1000硼酸（單位：公斤）=（45X）槽體積（升）/1000(九)電鍍金：20。2?0。5ASD電流密度低電流電解6?8小時(shí)，調(diào)整槽中的硫酸，硫酸亞錫含量至正常操作范圍內(nèi)；根據(jù)霍爾槽試驗(yàn)結(jié)果補(bǔ)充鍍錫添加劑；，即停止電解。5ASD電解6?8小時(shí)；每月應(yīng)檢查陽(yáng)極袋有無破損，破損者應(yīng)及時(shí)更換；并檢查陽(yáng)極袋底部是否堆積有陽(yáng)極泥，如有應(yīng)及時(shí)清理干凈；每月用碳芯連續(xù)過濾6?8小時(shí)，同時(shí)低電流電解除雜；每半年左右具體根據(jù)槽液污染狀況決定是否需要大處理（活性炭粉）；每?jī)芍芤鼡Q過濾泵的濾芯；④ 大處理程序：，取下陽(yáng)極袋，用銅刷清洗陽(yáng)極表面，水洗沖干后，裝入陽(yáng)極袋內(nèi)，%堿液浸泡6?8小時(shí)，水洗沖干，再用5%稀硫酸浸泡，水洗沖干后備用；，按3?5克/升將活性碳粉緩慢溶解到槽液中，待溶解徹底后，吸附46小時(shí)候，用10um的PP濾芯加助濾粉過濾槽液至清洗干凈的工作槽內(nèi)，放入陽(yáng)極，掛入電解板，按0。5安/平方分米乘以板上可電鍍面積；錫缸溫度維持在室溫狀態(tài)，一般溫度不超過30度，多控制在22度，因此在夏季因溫度太高，錫缸建議加裝冷卻溫控系統(tǒng)；③工藝維護(hù)：每日根據(jù)千安小時(shí)來及時(shí)補(bǔ)充鍍錫添加劑劑；檢查過濾泵是否工作正常，有無漏氣現(xiàn)象；每個(gè)23小時(shí)應(yīng)用干凈的濕抹布將陰極導(dǎo)電桿擦洗干凈；每周要定期分析錫缸硫酸亞錫（1次/周），硫酸（1次/周），并通過霍爾槽試驗(yàn)來調(diào)整鍍錫添加劑含量，并及時(shí)補(bǔ)充相關(guān)原料；每周要清洗陽(yáng)極導(dǎo)電桿，槽體兩端電接頭；每周用低電流0。8L；(四)微蝕：① 目的與作用：清