環保材料的運用趨勢

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1、環保材料的運用趨勢环保型镀层的应用是全球环保的要求，几世纪以来人类由于生存和发展，生产和使用了大量的破坏大自然的物质，这些物质都是工业生产高速发展的结果，由于人类对大自然的缺乏认识和了解，使大自然的生态平衡遭受到极大的破坏，导致全球气候反常，人类经常面临着困境。随着人类科学的进步，探究大自然的发展规律，逐渐加深对自然的认识，充分利用高科技手段，针对大自然的破坏性有计划有步骤地改善生态平衡，使大自然的面貌再现。而工业中首当其冲的就是印制电路工业中使用的有害物质，特别是表面处理工艺中热风整平浸焊料中含有铅材料。根据电子产品趋向无含铅材料的需要，就必须对现有的含铅工艺进行改革，应

2、用环保型的镀覆层。从金属理论分析，最好是使用化学镀锡替代热风整平工艺，大量的工艺试验证明是可行的。无铅成分的镀（涂）种类很多，如ＯＳＰ（有机助焊保护膜）、化学镀钯、化学镀镍／浸金、化学镀镍、镀钯／浸金、浸锡等。经过研究和工艺试验结果说明，化学镀工艺其中锡金属价格便宜、易制取、工艺过程稳定可靠和制作细导线优势明显的特点而获得应用，较具有发展潜力。　　一．化学镀锡反应原理　　化学镀锡的反应机理就是化学置换反应，实质是电化学反应，它是通过二价锡置换铜的过程，使铜在溶液离解成二价铜离子，而放出两个电子，二价锡得到电子而被还原成锡金属沉积在基板铜的表面上形成锡镀层，其反应式如下：　　

3、Sn2++Cuo→Sno+Cu2+　　Cuo→Cu2++2e-　　Sn2++2e-→Sno　　二．化学镀液种类及还原剂　　化学浸锡的种类比较多，基本有三种镀液即甲基磺酸锡、硫酸亚锡和氟硼酸锡。根据工艺试验证明，甲基磺酸锡系列溶液应用的比较多，更附合环保要求，所采用的还原剂都是硫脲［（NH2）2CS］其主要特性和作用，就是降低锡槽电位，增加反应速率、易溶于冷水、硫氰化铵和醇、熔点180－182℃，并于150－160℃时在真空条件能升华、比重为1.406，有光泽的白色晶体。其中硫酸亚锡镀液其ＰＨ值小于１、温度室温至40℃、浸镀时间1－2分钟。　　三．镀层的应用特性　　该浸镀层最

4、大优势就能确保其表面的平整性，适用于多次熔焊，能确保器件的安装精度和稳定尺寸的作用。特别适用于高密度、高精度、细导线、窄焊盘和小间距的印制电路板的表面处理。所以，很多产品如表面封装用板、多芯片模块用板等其表面处理要求就是确保微焊盘表面的平整度和再流焊的可靠性及稳定性，化学镀锡是最隹的选择。　　四．可靠性测试　　经处理的基板图形表面镀锡层，需经过焊接性能、与防焊层的附着力及助焊剂的适用性能需要进行定量定性的测试。依据MIL－STD－883焊锡性能测试部分、IPC－SM－840C防焊层附着力测试部分、IPC／J－STD－004助焊剂部分。　　（１）漂浮焊锡试验方法：　　在IPC

5、规范内对锡层的焊接性能的测试有五种方法，其中有板边沾锡试验法、摆动沾锡试验法、漂锡试验法、波焊试验法和沾锡天秤试验法。规定了详细的测试程序和具体的检测方法及规定达到的技术数据和要求。　　通常采用漂锡试验法（SolderFloatTest）检测锡层的焊接性能比较多，进行测试的最终目的就是要确保电装时再流焊接的可靠性和稳定性。特别是器件焊接部位的焊脚的焊锡能力尤其重要。为此，在出厂前必须进行焊接性能的测试，多数厂家都拥有此种类型的仪器设备，并制定测定程序，采用此种测试方法对抽样产品或试验品进行检测，以提供器件安装后熔焊的工艺参数（温度、速度和时间）设定时的参考。　　（２）熔锡扩

6、张试验法（SolderSpreadTest）　　依照表面处理的种类不同，锡球的组成份也有所不同（Sn/Pb,Sn/Ag/Cuetc）扩张率也有所不同，化学锡的表面处理扩张率要求５以上，才具有优越的焊锡能力。　　（３）熔焊球剪力试验法　　该试验方法就是将印制电路板经过加热处理后，均匀的涂布一层助焊剂，然后放置锡球再进行熔焊，经清洗、烘干后的基板进行熔焊球剪力试验。　　当熔焊球焊牢后，底部完整的粘结在经化学锡处理的焊盘表面上，其侧壁与阻焊层表面Ｓ／Ｍ）相接，再经过清洗与烘干进行剪力试验，以锡球的残留多少判定其等级，实践证明其表面残留的体积越大表示化学锡处理的焊锡层焊锡能力越佳

7、。　　五．阻焊层脱离基板表面的工艺措施　　化学锡溶液对阻焊层底部与铜表面接合部会发生渗透作用（即渗镀现象），就是目前所使用的专用于防化学锡渗镀的防焊油墨，也无法解决由于渗透所造成的阻焊层与铜表面脱离的问题，唯一的方法就是对工艺过程的工艺参数（如溶液温度、处理时间）进行调整有可能克服其难题。根据资料报导提出以下三种工艺措施解决之。　　（１）增加与改进基板表面处理工艺　　具体的措施就是对需镀锡的基板表面进行前处理（酸洗加轻刷）和后处理（采用毛刷轻刷）其最终目的就是使阻焊层的侧壁加以修理使其趋向平整，并且刷除铜表面较粗糙