沉錫工藝

發(fā)布日期： 2022-10-20 11:34:55 閱讀量： 899

深圳市鑫河盛電子科技有限公司

　　PCB沉錫工藝是為有利于SMT與芯片封裝而特別設(shè)計(jì)的在銅面上以化學(xué)方式沉積錫金屬鍍層，是取代Pb-Sn合金鍍層制程的一種綠色環(huán)保新工藝，已廣泛使用與電子產(chǎn)品（如線路板、電子器件）與五金件、裝飾品等表面處理。

　　一、沉錫工藝特點(diǎn)

　　1.在155℃下烘烤4小時(shí)（即相當(dāng)于存放一年），或經(jīng)8天的高溫高濕試驗(yàn)（45℃、相對(duì)濕度93％），或經(jīng)三次回流焊后仍具有優(yōu)良的可焊性；

　　2.沉錫層光滑、平整、致密，比電鍍錫難形成銅錫金屬互化物，無錫須；

　　3.沉錫層厚度可達(dá)0.8-1.5μm，可耐多次無鉛焊沖擊；

　　4.溶液穩(wěn)定，工藝簡(jiǎn)單，可通過分析補(bǔ)充而連續(xù)使用，無需換缸；

　　5.既適于垂直工藝也適用于水平工藝；

　　6.沉錫成本遠(yuǎn)低于沉鎳金，與熱風(fēng)整平相當(dāng)；

　　7.對(duì)于噴錫易短路的高密度板有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，適用于細(xì)線高密度IC封裝的硬板和柔性板；

　　8.適用于表面貼裝（SMT）或壓合（Press-fit）安裝工藝；

　　9.無鉛無氟，對(duì)環(huán)境無污染，免費(fèi)回收廢液。

　1.開缸成分：

　　M401酸性除油劑……….100ml/L

　　濃H2SO4…………………50ml/L

　　DI水……………………..其余

　　作用：除去電路板表面油污，氧化層和手指印。此除油劑與目前市面上常見的所有阻焊油墨都兼容。

　　2.操作參數(shù)：

　　溫度：30-40℃，最佳值：35℃

　　分析頻率：除油劑，每天一次

　　控制：除油劑80-120ml/L，最佳值：100ml/L

　　銅含量：小于1.5g/L

　　補(bǔ)充：M401，增加1％含量需補(bǔ)充10ml/L

　　過濾：20μ濾芯連續(xù)過濾，換缸時(shí)換濾芯。

　　壽命：銅含量超過1.5g/L或每升處理量達(dá)到500呎。

　　四、Microetch微蝕：

　　1.開缸成分：

　　Na2S2O4……………….120g/L

　　H2SO4…………………40ml/L

　　DI水………………….其余

　　程序：①向缸中注入85％的DI水；

　　②加入計(jì)算好的化學(xué)純H2SO4，待冷卻至室溫；

　?、奂尤胗?jì)算好的Na2S2O4，攪拌至全溶解；

　?、苎a(bǔ)DI水至標(biāo)準(zhǔn)位置。

　　2.操作參數(shù)：

　　溫度：室溫即可

　　分析頻率：H2S04，每班一次

　　銅含量，每天一次

　　微蝕率，每天一次

　　控制：銅含量少于50g/L

　　微蝕率：30-50μ，最佳值：40μ

　　補(bǔ)充：Na2S2O4，每補(bǔ)加10g/L，增加1%的含量

　　H2SO4，每補(bǔ)加4ml/L，增加1%的含量

　　壽命：銅含量超過50g/L時(shí)稀釋至15g/L，并補(bǔ)充Na2S2O4 和H2SO4

　　五、Predip預(yù)浸：

　　1.開缸：10% M901預(yù)浸液；其余：DI水

　　用途：在沉錫前濕潤(rùn)微蝕出的銅面，此預(yù)浸液對(duì)任何阻焊油墨都沒有攻擊性；

　　2.操作參數(shù)：

　　溫度：室溫

　　分析頻率：酸當(dāng)量，每天一次

　　銅含量：每周一次

　　補(bǔ)充：酸當(dāng)量，每添加100ml/LM901，增加0.1當(dāng)量

　　液位：以DI水補(bǔ)充

　　過濾：20μ濾芯連續(xù)過濾

　　壽命：與沉錫缸同時(shí)更換

　　3.廢水處理：與后處理廢液中和后過濾出固體物質(zhì)。

　　六、Chemical Tin沉錫：

　　1.設(shè)備：預(yù)浸和化學(xué)錫缸均適用；

　　缸體： PP或PVC缸均可；

　　擺動(dòng)：PCB架在缸內(nèi)擺動(dòng)，避免氣體攪拌；

　　過濾：10μ濾芯連續(xù)過濾；

　　通風(fēng)：建議15MPM通風(fēng)量；

　　加熱器：鈦氟龍或石英加熱器；

　　注意：不能有鋼鐵材料在缸內(nèi)

　　2.開缸：100% Sn9O2 沉錫液開缸，此沉錫液對(duì)任何阻焊油墨都沒有攻擊性；

　　3.操作參數(shù)：

　　錫濃度：20-24g/L，最佳：22g/L

　　硫脲濃度：90-110g/L，最佳：100g/L

　　磺酸含量：90-110ml/L，最佳：100ml/L

　　銅離子濃度：最高8g/L時(shí)，必須冷卻過濾；

　　溫度：70-75℃

　　時(shí)間：10-15分鐘

　　4.沉錫液的維護(hù)：

　　沉錫液維護(hù)簡(jiǎn)單，主要成分可通過分析補(bǔ)充，使其保持在最佳工藝范圍內(nèi)：

　　①每加入12ml/L沉錫液可提高1g/L的錫濃度，使錫濃度保持在20-24g/L之間；

　?、诿考尤?0ml/L 10％硫脲溶液可提高硫脲1g/L，使硫脲濃度保持在90-110g/L之間；

　?、郯捶治鲋笛a(bǔ)充有機(jī)磺酸的含量，使其保持在90-110ml/L之間；

　　④蒸發(fā)損失可用去離子水補(bǔ)充液位。

　　5.成份分析：

　　1)錫的分析：

　　①試劑：0.1N碘溶液、30％硫酸溶液、淀粉溶液

　?、诜治霾襟E：

　　a) 準(zhǔn)確吸取2ml溶液到250ml燒瓶中；

　　b) 加入15ml 30％硫酸溶液；

　　c) 加入100ml去離子水；

　　d) 加入2ml淀粉溶液；

　　e) 用0.1N標(biāo)準(zhǔn)碘溶液滴定至蘭紫色終點(diǎn)，記錄毫升數(shù)V；

　　計(jì)算：錫含量Sn(Ⅱ)(g/L)＝2.69V；

　　2)有機(jī)磺酸的分析：

　?、?試劑：

　　a）10％Mg EDTA溶液：加122.76g Na2EDTA 2H2O和39.6g MgSO4到800ml的去離子水中，用1N NaOH溶液調(diào)節(jié)PH值至7，再加水至1000ml；

　　b）蘭指示劑溶液或0.1％乙醇溶液；

　　c）0.1N標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液。

　?、?分析步驟：

　　a）準(zhǔn)確吸取1.0ml沉錫液到250ml燒瓶中，加入100ml去離子水；

　　b）加入2ml Mg EDTA溶液及5滴溴酚蘭指示劑溶液；

　　c）用0.1N標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定至溶液由黃色變?yōu)榫G色終點(diǎn)(PH6.7)，記錄毫升數(shù)V；

　　計(jì)算：有機(jī)磺酸(g/L)＝9.61V

　　3)硫脲的分析：

　?、?分析步驟：

　　a）將沉錫槽內(nèi)取出的樣品溶液冷至室溫，然后過濾，收取濾液；

　　b）準(zhǔn)確吸取2ml濾液至200ml容量瓶中，加去離子水至刻度，混勻；

　　c）準(zhǔn)確吸取5ml稀釋液至1000ml容量瓶中，加去離子水至刻度，混勻（即總共稀釋兩萬倍）；

　　d）用紫外光光度計(jì)于236nm處，10mm石英比色皿，以去離子水為參比，測(cè)定稀釋液的消光值；

　　計(jì)算：硫脲(g/L)＝128×消光值

6.影響沉錫速率的因素：　

　1)溫度的影響：在40℃至80℃的區(qū)間，沉錫速率隨溫度的升高而加快；

　　2)時(shí)間的影響：錫層厚度隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，但在60℃下20分鐘后厚度趨于穩(wěn)定，因此生產(chǎn)上選擇在60℃下沉錫10-12分鐘，可以得到1.5μm(60微英寸)足夠厚的錫層。

　　3)錫濃度的影響：沉錫速度隨著錫濃度的增加而上升，但沉錫層的外觀幷不隨著錫濃度的升高而有任何變化，因此增加錫濃度是提高沉錫速率的有效方法之一；

　　4)有機(jī)磺酸濃度的影響：沉錫的速率隨有機(jī)磺酸的濃度上升而加快，當(dāng)有機(jī)磺酸的含量超過110g/L后，速率基本不變，但當(dāng)有機(jī)磺酸濃度低于50ml/L時(shí)所形成的錫層會(huì)呈霧狀；

　　5)硫脲濃度的影響：沉錫速率隨硫脲濃度的上升而加快，但硫脲濃度超過250g/L時(shí)，錫層外觀變得粗糙、毛刺多。

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