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PCB沉锡工艺研究

发布时间:2021.06.16
信息摘要:
PCB沉锡工艺是为有利于SMT与芯片封装而特别设计的在铜面上以化学方式沉积锡金属镀层,是取代Pb-Sn合金镀层制程的一种绿色环保新工艺,已广泛使用与电子产品(如线路板、电子器件)与五金件、装饰品等表面处理。接下来就让裕惟兴小编为大家介绍一下PCB沉锡工艺研究。

PCB沉锡工艺研究

一、沉锡工艺特点:


1.在155℃下烘烤4小时(即相当于存放一年),或经8天的高温高湿试验(45℃、相对湿度93%),或经三次回流焊后仍具有优良的可焊性;

2.沉锡层光滑、平整、致密,比电镀锡难形成铜锡金属互化物,无锡须;

3.沉锡层厚度可达0.8-1.5μm,可耐多次无铅焊冲击;

4.溶液稳定,工艺简单,可通过分析补充而连续使用,无需换缸;

5.既适于垂直工艺也适用于水平工艺;

6.沉锡成本远低于沉镍金,与热风整平相当;

7.对于喷锡易短路的高密度板有明显的技术优势,适用于细线高密度IC封装的硬板和柔性板;

8.适用于表面贴装(SMT)或压合(Press-fit)安装工艺;

9.无铅无氟,对环境无污染,免费回收废液。

二、沉锡工艺流程顺序:
除油(2-4min  30-40℃)--两级水洗(1-2min  室温)--微蚀(60-90sec  温室)--两级水洗(1-2min  室温)--浸酸(60-90sec  室温)--DI水洗(60-90sec  温室)--预浸(1-3min  室温)--沉锡(10-12min  50-60℃)--热DI水洗(1-3min  50-55℃)--二级DI水洗(1-3min  室温)--热DI水洗(1-3min  50-55℃)

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三、Final Surface Cleaner表面除油:


1.开缸成分:

M401酸性除油剂……….100ml/L;浓H2SO4…………………50ml/L;DI水……………………..其余

作   用:除去电路板表面油污,氧化层和手指印。此除油剂与目前市面上常见的所有阻焊油墨都兼容。

2.操作参数:

温度:30-40℃,最佳值:35℃;分析频率:除油剂,每天一次;控制:除油剂80-120ml/L,最佳值:100ml/L;铜含量:小于1.5g/L;补充:M401,增加1%含量需补充10ml/L;过滤:20μ滤芯连续过滤,换缸时换滤芯;寿命:铜含量超过1.5g/L或每升处理量达到500呎。

四、Microetch微蚀:

1.开缸成分:Na2S2O4……………….120g/L;H2SO4…………………40ml/L;DI水………………….其余

程序:向缸中注入85%的DI水;加入计算好的化学纯H2SO4,待冷却至室温;加入计算好的Na2S2O4,搅拌至全溶解;补DI水至标准位置。

2.操作参数:

温度:室温即可;分析频率:H2S04,每班一次;铜含量,每天一次;微蚀率,每天一次;控制:铜含量少于50g/L;微蚀率:30-50μ,最佳值:40μ;补充:Na2S2O4,每补加10g/L,增加1%的含量

H2SO4,每补加4ml/L,增加1%的含量;寿命:铜含量超过50g/L时稀释至15g/L,并补充Na2S2O4 和H2SO4

五、Predip预浸:

1.开缸:10%  M901预浸液;其余:DI水

用途:在沉锡前湿润微蚀出的铜面,此预浸液对任何阻焊油墨都没有攻击性;

2.操作参数:

温度:室温;分析频率:酸当量,每天一次;铜含量:每周一次;补充:酸当量,每添加100ml/LM901,增加0.1当量;液位:以DI水补充;过滤:20μ滤芯连续过滤;寿命:与沉锡缸同时更换

3.废水处理:与后处理废液中和后过滤出固体物质。

六、Chemical Tin沉锡:

1.设备:预浸和化学锡缸均适用;缸体:  PP或PVC缸均可;摆动:PCB架在缸内摆动,避免气体搅拌;过滤:10μ滤芯连续过滤;通风:建议15MPM通风量;加热器:钛氟龙或石英加热器;注意:不能有钢铁材料在缸内

2.开缸:100% Sn9O2 沉锡液开缸,此沉锡液对任何阻焊油墨都没有攻击性;

3.操作参数:


锡浓度:20-24g/L,最佳:22g/L;硫脲浓度:90-110g/L,最佳:100g/L;磺酸含量:90-110ml/L,最佳:100ml/L;铜离子浓度:最高8g/L时,必须冷却过滤;温度:70-75℃;时间:10-15分钟

4.沉锡液的维护:

沉锡液维护简单,主要成分可通过分析补充,使其保持在最佳工艺范围内:每加入12ml/L沉锡液可提高1g/L的锡浓度,使锡浓度保持在20-24g/L之间;每加入10ml/L 10%硫脲溶液可提高硫脲1g/L,使硫脲浓度保持在90-110g/L之间;按分析值补充有机磺酸的含量,使其保持在90-110ml/L之间;蒸发损失可用去离子水补充液位。E)[AHVT$9@WMRI0A1AEVK66

5.成份分析:

1)锡的分析:

① 试剂:0.1N碘溶液、30%硫酸溶液、淀粉溶液

②分析步骤:

a) 准确吸取2ml溶液到250ml烧瓶中;

b) 加入15ml 30%硫酸溶液;

c) 加入100ml去离子水;

d) 加入2ml淀粉溶液;

e) 用0.1N标准碘溶液滴定至兰紫色终点,记录毫升数V;

计算:锡含量Sn(Ⅱ)(g/L)=2.69V;

2)有机磺酸的分析:

① 试剂:

a)10%Mg EDTA溶液:加122.76g Na2EDTA 2H2O和39.6g MgSO4到800ml的去离子水中,用1N NaOH溶液调节PH值至7,再加水至1000ml;

b)兰指示剂溶液或0.1%乙醇溶液;

c)0.1N标准NaOH溶液。

② 分析步骤:

a)准确吸取1.0ml沉锡液到250ml烧瓶中,加入100ml去离子水;

b)加入2ml Mg EDTA溶液及5滴溴酚兰指示剂溶液;

c)用0.1N标准NaOH溶液滴定至溶液由黄色变为绿色终点(PH6.7),记录毫升数V;

计算:有机磺酸(g/L)=9.61V

3)硫脲的分析:

① 分析步骤:

a)将沉锡槽内取出的样品溶液冷至室温,然后过滤,收取滤液;

b)准确吸取2ml滤液至200ml容量瓶中,加去离子水至刻度,混匀;

c)准确吸取5ml稀释液至1000ml容量瓶中,加去离子水至刻度,混匀(即总共稀释两万倍);

d)用紫外光光度计于236nm处,10mm石英比色皿,以去离子水为参比,测定稀释液的消光值;

计算:硫脲(g/L)=128×消光值88_LQ@{COC%CP5009D6NYQU

6.影响沉锡速率的因素:

1)温度的影响:在40℃至80℃的区间,沉锡速率随温度的升高而加快;

2)时间的影响:锡层厚度随时间的延长而增加,但在60℃下20分钟后厚度趋于稳定,因此生产上选择在60℃下沉锡10-12分钟,可以得到1.5μm(60微英寸)足够厚的锡层。

 3)锡浓度的影响:沉锡速度随着锡浓度的增加而上升,但沉锡层的外观幷不随着锡浓度的升高而有任何变化,因此增加锡浓度是提高沉锡速率的有效方法之一;

4)有机磺酸浓度的影响:沉锡的速率随有机磺酸的浓度上升而加快,当有机磺酸的含量超过110g/L后,速率基本不变,但当有机磺酸浓度低于50ml/L时所形成的锡层会呈雾状;

5)硫脲浓度的影响:沉锡速率随硫脲浓度的上升而加快,但硫脲浓度超过250g/L时,锡层外观变得粗糙、毛刺多。

以上就是裕惟兴小编为大家介绍的PCB沉锡工艺研究,希望对您能有所帮助。





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