无氟电镀和铅锡合金替代工艺清洁生产技术

无氟电镀和铅锡合金替代工艺清洁生产推荐技术1.1柠檬酸无氟光亮镀锡铅合金技术说明典型镀液成分及操作条件见下表。镀液成分及操作条件配方1配方2配方3氯化亚锡（g/L）40～5030～4561醋酸铅（g/L）2～205～2529柠檬酸（g/L）60150柠檬酸铵（g/L）60～90氢氧化钾（g/L）40醋酸铵（g/L）6060～80硼酸（g/L）25～30氯化钾（g/L）20EDTA—Na2（g/L）50稳定剂(ml/L)30～5025～10015BD光亮剂(ml/L)15YDZ-7光亮剂(ml/L)16YDZ-8光亮剂(ml/L)16pH值5～655～6温度(℃)10～2510～30室温阴极电流密度(A/dm2)0.5～2.51～2l～2搅拌阴极移动阴极移动阴极移动阳极成分(Sn/Pb)(90～80)/(10～20)6/4镀层成分(Sn/Pb)(95～80)/(5～20)7/3适用范围（替代的落后技术）柠檬酸体系镀液避免了氟硼酸污染环境的缺点。主要环境、经济指标该镀液稳定，对各类杂质敏感性小，维护方便，镀层光亮、细致、均匀、可焊性好，能满足各种条件的使用要求，抗二氧化硫腐蚀能力优于镀银。对不同材料应选用不同的中间镀层(如镀镍、镀铜)，以提高耐蚀能力，并可防止产生“锡扩散、锡晶须”现象。使用现状这种体系的镀锡铅合金已获得了实际应用。1.2甲磺酸盐光亮镀锡铅合金技术说明由于铅对人体危害极大，为了更好地改善环境及保障操作人员的身体健康，含少量铅的(即锡铅比为9：1)工艺应用较多。但实际生产中还存在着不少问题，对锡铅比为9：1的甲磺酸盐体系光亮电镀合金工艺进行了研究，镀液配方和操作条件初步总结如下。游离甲磺酸120～200g/LSn2+(以甲磺酸锡形式加入)30～65g/LPb2+(以甲磺酸铅形式加入)2～6g/L光亮剂A30～50ml/L光亮剂B15～25ml/L甲醛(试剂)14～18ml/L温度18～35℃电流密度2～4A/dm2阳极面积比Sn：Pb＝9：1搅拌阴极移动适用范围（替代的落后技术）20世纪70年代末期已开始研究代替氟硼酸盐电镀锡铅合金工艺。主要环境、经济指标替代常用具有强腐蚀性，对人体有危害性，且三废处理困难的氟硼酸盐体系。使用现状目前应用最多的是甲磺酸盐体系。最有前途、优势最明显的是烷基磺酸体系镀液，目前国内应加强消化吸收和推广应用。原材料生产厂应进一步降低生产成本，以使电镀成本能与传统的氟硼酸系相当，这可能是推广应用的主要问题。1.3铅锡合金替代工艺—电镀锡铋合金技术说明随着电子工业和焊接技术的发展(如印刷电路板趋于细线化、小孔化、多层化)以及对环境问题的日益重视，均要求提供分散能力好、无铅和氟污染的低共熔点、高可焊性镀层。传统的合金达不到这些要求。适用范围（替代的落后技术）具有低共熔点、高可焊性、不产生晶须、耐蚀性好、镀液分散能力好，不含污染环境的铅、氟等优点。替代锡或锡铅合金的锡铋合金镀层。主要环境、经济指标能力好、无铅和氟污染的低共熔点、高可焊性镀层。使用现状锡铋合金镀层的铋含量在0.1％~75％之间变化，但通常认为含30％～53％铋的合金镀层性能较好。为防止晶须，已成功开发了0.2％～2.0％铋的合金镀层。1.4铅锡合金替代工艺—电镀锡银合金技术说明近年来，由于波峰焊和自动群焊技术的广泛应用，对电子元器件(特别是引线)可焊性的要求进一步提高，工业上采取的措施是在元件表面镀覆含铅10％的锡铅合金镀层。但锡铅合金镀层有其自身的严重弱点：首先，其合金层表面抗氧化能力较差，导致其光泽和可焊性能变劣；其次，铅的毒害性较强，随着环保要求的不断提高，使得其在生产中的应用受到限制。为此，开发研究出了可焊性好、抗氧化性能高的锡银合金取代锡铅合金。镀锡银合金镀液成分及工艺条件如下：甲基磺酸亚锡46～77g/L甲基磺酸银0.8～1.2g/L柠檬酸钠167～294g/L碘化钾498～664g/L三乙醇胺149g/L光亮剂20ml/L阴极电流密度0.3～5A/dm2pH值4.5—5.5温度室温镀层银含量3％适用范围（替代的落后技术）在电镀过程中，有不少镀种使用氟化物、氟硅酸盐或氟硼酸盐等有毒物质，这些物质具有很强的腐蚀性，对人体危害极大(我国饮水标准氟化物应小于1.0mg/L)，且三废处理困难。含氟镀液主要用在电镀铅、锡及其合金以及高效、高速镀铬等。目前高效、高速镀铬已逐渐被含无氟复合有机添加剂的镀液所取代。由于铅的毒性大，已经很少应用。在镀锡生产线上，由于氟化物和氟硼酸盐具有适于钢板快速、常温电镀等优点，现在还占有相当的比重。从环保和发展考虑，研究并开始使用的有两种镀液可代替氟化物：一种是氨基磺酸镀液，它有很高的溶解度，对Pb2+有一定的络合作用，可获得结晶细致、平滑、光亮的镀层，且沉积速度快，适合高速电镀；另一种是甲磺酸镀液，成分简单，容易维护，废水处理简单，其优点是可在高电流密度下工作，适合高速电镀，但价格较贵。主要环境、经济指标锡铅合金作为可焊性镀层，在电子元器件上应用甚广。铅的毒性很大，我国饮水标准为小于0.1mg/L。近几年来，各国都在积极研究和发展无氟无铅的可焊性镀层，以取代氟化物电镀锡铅合金。镀种有：锡、锡锌合金和硫酸盐等体系的锡铋、锡银、锡铜合金等。锡作为可焊性镀层的主要缺点是容易生成锡须；而锡锌合金作为可焊性镀层的主要缺点是锌在铜上的迁移，而不能在铜基体上电镀。硫酸盐等体系的锡铋、锡银、锡铜合金，不但从获得的镀层性能上可以代替可焊性锡铅合金，而且也消除了氟化物、铅等有害物质的污染。使用现状甲基磺酸盐已成功地应用于锡铅、锡铋等合金的电镀。该体系镀液稳定性好、毒性低、废水易于处理。目前，国内的甲基磺酸生产厂家较多，使其价格降低，来源广泛，有利于新工艺的推广。锡-铅合金作为