無氟電鍍和鉛錫合金替代工藝清潔生產(chǎn)技術(shù)

無氟電鍍和鉛錫合金替代工藝清潔生產(chǎn)推薦技術(shù)1.1檸檬酸無氟光亮鍍錫鉛合金技術(shù)說明典型鍍液成分及操作條件見下表。鍍液成分及操作條件配方1配方2配方3氯化亞錫（g/L）40～5030～4561醋酸鉛（g/L）2～205～2529檸檬酸（g/L）60150檸檬酸銨（g/L）60～90氫氧化鉀（g/L）40醋酸銨（g/L）6060～80硼酸（g/L）25～30氯化鉀（g/L）20EDTA—Na2（g/L）50穩(wěn)定劑(ml/L)30～5025～10015BD光亮劑(ml/L)15YDZ-7光亮劑(ml/L)16YDZ-8光亮劑(ml/L)16pH值5～655～6溫度(℃)10～2510～30室溫陰極電流密度(A/dm2)0.5～2.51～2l～2攪拌陰極移動陰極移動陰極移動陽極成分(Sn/Pb)(90～80)/(10～20)6/4鍍層成分(Sn/Pb)(95～80)/(5～20)7/3適用范圍（替代的落后技術(shù)）檸檬酸體系鍍液避免了氟硼酸污染環(huán)境的缺點。主要環(huán)境、經(jīng)濟指標該鍍液穩(wěn)定，對各類雜質(zhì)敏感性小，維護方便，鍍層光亮、細致、均勻、可焊性好，能滿足各種條件的使用要求，抗二氧化硫腐蝕能力優(yōu)于鍍銀。對不同材料應(yīng)選用不同的中間鍍層(如鍍鎳、鍍銅)，以提高耐蝕能力，并可防止產(chǎn)生“錫擴散、錫晶須”現(xiàn)象。使用現(xiàn)狀這種體系的鍍錫鉛合金已獲得了實際應(yīng)用。1.2甲磺酸鹽光亮鍍錫鉛合金技術(shù)說明由于鉛對人體危害極大，為了更好地改善環(huán)境及保障操作人員的身體健康，含少量鉛的(即錫鉛比為9：1)工藝應(yīng)用較多。但實際生產(chǎn)中還存在著不少問題，對錫鉛比為9：1的甲磺酸鹽體系光亮電鍍合金工藝進行了研究，鍍液配方和操作條件初步總結(jié)如下。游離甲磺酸120～200g/LSn2+(以甲磺酸錫形式加入)30～65g/LPb2+(以甲磺酸鉛形式加入)2～6g/L光亮劑A30～50ml/L光亮劑B15～25ml/L甲醛(試劑)14～18ml/L溫度18～35℃電流密度2～4A/dm2陽極面積比Sn：Pb＝9：1攪拌陰極移動適用范圍（替代的落后技術(shù)）20世紀70年代末期已開始研究代替氟硼酸鹽電鍍錫鉛合金工藝。主要環(huán)境、經(jīng)濟指標替代常用具有強腐蝕性，對人體有危害性，且三廢處理困難的氟硼酸鹽體系。使用現(xiàn)狀目前應(yīng)用最多的是甲磺酸鹽體系。最有前途、優(yōu)勢最明顯的是烷基磺酸體系鍍液，目前國內(nèi)應(yīng)加強消化吸收和推廣應(yīng)用。原材料生產(chǎn)廠應(yīng)進一步降低生產(chǎn)成本，以使電鍍成本能與傳統(tǒng)的氟硼酸系相當，這可能是推廣應(yīng)用的主要問題。1.3鉛錫合金替代工藝—電鍍錫鉍合金技術(shù)說明隨著電子工業(yè)和焊接技術(shù)的發(fā)展(如印刷電路板趨于細線化、小孔化、多層化)以及對環(huán)境問題的日益重視，均要求提供分散能力好、無鉛和氟污染的低共熔點、高可焊性鍍層。傳統(tǒng)的合金達不到這些要求。適用范圍（替代的落后技術(shù)）具有低共熔點、高可焊性、不產(chǎn)生晶須、耐蝕性好、鍍液分散能力好，不含污染環(huán)境的鉛、氟等優(yōu)點。替代錫或錫鉛合金的錫鉍合金鍍層。主要環(huán)境、經(jīng)濟指標能力好、無鉛和氟污染的低共熔點、高可焊性鍍層。使用現(xiàn)狀錫鉍合金鍍層的鉍含量在0.1％~75％之間變化，但通常認為含30％～53％鉍的合金鍍層性能較好。為防止晶須，已成功開發(fā)了0.2％～2.0％鉍的合金鍍層。1.4鉛錫合金替代工藝—電鍍錫銀合金技術(shù)說明近年來，由于波峰焊和自動群焊技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對電子元器件(特別是引線)可焊性的要求進一步提高，工業(yè)上采取的措施是在元件表面鍍覆含鉛10％的錫鉛合金鍍層。但錫鉛合金鍍層有其自身的嚴重弱點：首先，其合金層表面抗氧化能力較差，導(dǎo)致其光澤和可焊性能變劣；其次，鉛的毒害性較強，隨著環(huán)保要求的不斷提高，使得其在生產(chǎn)中的應(yīng)用受到限制。為此，開發(fā)研究出了可焊性好、抗氧化性能高的錫銀合金取代錫鉛合金。鍍錫銀合金鍍液成分及工藝條件如下：甲基磺酸亞錫46～77g/L甲基磺酸銀0.8～1.2g/L檸檬酸鈉167～294g/L碘化鉀498～664g/L三乙醇胺149g/L光亮劑20ml/L陰極電流密度0.3～5A/dm2pH值4.5—5.5溫度室溫鍍層銀含量3％適用范圍（替代的落后技術(shù)）在電鍍過程中，有不少鍍種使用氟化物、氟硅酸鹽或氟硼酸鹽等有毒物質(zhì)，這些物質(zhì)具有很強的腐蝕性，對人體危害極大(我國飲水標準氟化物應(yīng)小于1.0mg/L)，且三廢處理困難。含氟鍍液主要用在電鍍鉛、錫及其合金以及高效、高速鍍鉻等。目前高效、高速鍍鉻已逐漸被含無氟復(fù)合有機添加劑的鍍液所取代。由于鉛的毒性大，已經(jīng)很少應(yīng)用。在鍍錫生產(chǎn)線上，由于氟化物和氟硼酸鹽具有適于鋼板快速、常溫電鍍等優(yōu)點，現(xiàn)在還占有相當?shù)谋戎亍沫h(huán)保和發(fā)展考慮，研究并開始使用的有兩種鍍液可代替氟化物：一種是氨基磺酸鍍液，它有很高的溶解度，對Pb2+有一定的絡(luò)合作用，可獲得結(jié)晶細致、平滑、光亮的鍍層，且沉積速度快，適合高速電鍍；另一種是甲磺酸鍍液，成分簡單，容易維護，廢水處理簡單，其優(yōu)點是可在高電流密度下工作，適合高速電鍍，但價格較貴。主要環(huán)境、經(jīng)濟指標錫鉛合金作為可焊性鍍層，在電子元器件上應(yīng)用甚廣。鉛的毒性很大，我國飲水標準為小于0.1mg/L。近幾年來，各國都在積極研究和發(fā)展無氟無鉛的可焊性鍍層，以取代氟化物電鍍錫鉛合金。鍍種有：錫、錫鋅合金和硫酸鹽等體系的錫鉍、錫銀、錫銅合金等。錫作為可焊性鍍層的主要缺點是容易生成錫須；而錫鋅合金作為可焊性鍍層的主要缺點是鋅在銅上的遷移，而不能在銅基體上電鍍。硫酸鹽等體系的錫鉍、錫銀、錫銅合金，不但從獲得的鍍層性能上可以代替可焊性錫鉛合金，而且也消除了氟化物、鉛等有害物質(zhì)的污染。使用現(xiàn)狀甲基磺酸鹽已成功地應(yīng)用于錫鉛、錫鉍等合金的電鍍。該體系鍍液穩(wěn)定性好、毒性低、廢水易于處理。目前，國內(nèi)的甲基磺酸生產(chǎn)廠家較多，使其價格降低，來源廣泛，有利于新工藝的推廣。錫-鉛合金作為