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AlphaSTAR Operation Training,Prepared by : GUAN LI Date : 23 Sep 2006,内容,沉银工艺的介绍 AlphaSTAR 的优势 AlphaSTAR 流程&药水的介绍 AlphaSTAR 流程的控制&操作 返工方法 常见问题处理 生产操作 生产品质控制 问题,什么是沉银工艺?,堆积金属银在PWB裸露的铜线路上； 堆积的金属银的作用是保护铜面； 下面是Ag和Cu之间的置换反应方程式:,Ag+ (aq) + e- = Ag(s) E= 0.799 volts Cu+(aq) + 2e- = Cu(s) E= 0.340 volts 2Ag+ (aq) + Cu(s) = 2Ag(s) + Cu+(aq) E= 0.459 volts,AlphaSTAR优势,相对于有铅和无铅喷锡有良好的可焊性和平整性 出众的电抗腐蚀性 较小的离子污染度 对于装配助焊剂有良好的兼容性 无焊接点的脆化性 相对于ENIG成本低 长达12 months的保质期 符合 RoHS and WEEE 标准,AlphaSTAR 优势,长期而稳定的寿命以及简易的操作 清洗容易无须额外清洗 灵活的操作范围适应不同的OEMS的要求 光线敏感度低 适应于水平及其垂直生产线 适中的温度控制 无绿油攻击性 良好的盲孔覆盖性 可返工,符合RoHS & WEEE要求,控制离子 ( 1000 ppm): Hg Cr (VI) Pb PBB & PBDE Cd ( 75 ppm) MDDS & SGS 报告会有详细的说明。,常见的HASL工艺. 表面平整性较差,AlphaSTAR 沉银工艺 良好的表面平整性,基本流程,AlphaSTAR 100 Cleaner,DIA水洗,AlphaSTAR 200/220 Micro-etch,DI 水洗,AlphaSTAR Pre-dip,AlphaSTAR ImmAg,DI 水洗,烘干,药水介绍,AlphaSTAR 100 Cleaner 4种成分组成; 清洁及除去铜面氧化/污迹; H2O2/H2SO4 为咬蚀铜面; AlphaSTAR 100M 为浸润剂，增强BGA的浸润性和平滑微蚀； AlphaSTAR 100S 为 H2O2的稳定剂; 药水比例:,药水介绍,AlphaSTAR 200/220 Micro-etch 反应方程式; Na2SO5 + Cu = Na2SO4 + CuO CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O AlphaSTAR 200: 溶液 AlphaSTAR 220: 固体 使用柠檬酸是为了防止铜面氧化以便于沉银的反应进行； 药水比例:,药水介绍,AlphaSTAR Pre-dip 为铜面在进入沉银前提供一个与银缸类似的环境（温度、PH）; 除去铜面在微蚀后形成的轻微氧化; 防止过多的水以及污染物进入银缸; 药水比例:,药水介绍,AlphaSTAR ImmAg 沉银反应的产生地; 药水比例:,药水介绍,AlphaSTAR ImmAg AlphaSTAR 300A: Ag 解决银面发黄的问题.,银厚的影响因素,银离子浓度; 溶液的流动性; 沉银槽的温度; 铜面的大小.,浓度的影响,流动性的影响,温度的影响,铜面的影响,流程控制,生产操作,设备清洗 新设备或有明显油污要在酸洗之前使用 5%w/w NaOH 清洗4小时以上; 使用 5%v/v H2SO4 清洗 AlphaSTAR 100 Cleaner 酸洗之后, 使用 DI 水清洗到 PH 4为止.,生产操作,配槽方法 (AlphaSTAR 100 Cleaner) 向槽子中注入2/3的DI水 ； 分别加入 H2O2；H2SO4(98%)；100M；100S； 加DI 水至开缸液位； 开启加热装置及泵浦, 循环 30 min.,生产操作,配槽方法 (AlphaSTAR 200 Micro-etch) 向槽子中注入2/3的DI水 ； 分别加入Alpha220，H2SO4(98%),柠檬酸： 加DI 水至开缸液位； 开启加热装置及泵浦, 循环 30 min.,生产操作,配槽方法(AlphaSTAR Pre-dip) 加入1/2DI水; 在加入药水之前再次确认DI水的品质: AgNO3滴定法 (不浑浊); 电导率测试 ( 10 uS/cm). 加入 AlphaSTAR 300A; 加入 97%的缸体积的 DI 水; 加热到 35 degC; 加入 AlphaSTAR 300B; 开启加热装置及泵浦, 循环 30 min 300B 在 35 degC之下与300A混合会出现结晶现象.,生产操作,配槽方法 (AlphaSTAR ImmAg) 加入1/2DI水; 在加入药水之前再次确认DI水的品质: AgNO3滴定法 (不浑浊); 电导率测试 ( 10 uS/cm). 加入 AlphaSTAR 300A; 加入 97%的缸体积的 DI 水; 加热到 35 degC; 加入 AlphaSTAR 300B; 加入AlphaSTAR SILVER; 开启加热装置及泵浦, 循环 30 min 300B 在 35 degC之下与300A混合会出现结晶现象,生产操作,溶液液位的控制： 每个药水槽，都要有两个液位控制： 开缸液位： 工作液位： 每个药水槽的液位标示在新缸开槽时进行； 当液位低时，加入DI水到标准液位； 当液位高时，将多余的药液抽出至标准液位；,药水分析： 使用本公司提供的正式的化验方法; 每次取样品之前要确定液位在标准液位；,生产操作,生产操作,药水缸寿命 每个药水缸都有几个条件，满足其中之一即可:,返工方法,银厚不足 重新从 AlphaSTAR Pre-dip再生产一次. 微小露铜 先将露铜部位打磨； 再用高浓度的 AlphaSTAR ImmAg 溶液进行涂敷. 发黄 先用橡皮将发黄的地方擦拭干净； 重新从 AlphaSTAR Pre-dip再生产一次.要注意将速度加快以防止银厚过厚；,主要问题处理,Ag面发黄/发红 Ag面发白 Ag面不均匀 甩Ag 可焊性不良 Ag厚不足,Ag面发黄/发红,Ag面发白,Ag面不均匀,甩Ag,可焊性不良,Ag厚不足,生产操作,操作方法 使用干净的无硫手套拿板边，尽量不要接触到银面。 使用无硫纸作为板与板之间的间隔。 包装 使用真空包装. 不要使用干燥剂. 不要使用橡皮筋或胶带进行包装. 板的上下以无硫纸进行间隔以防止银面暴露在空气中.,生产操作,储存环境 包装前: 20 30 degC/ 70% RH 无酸环境 最上面以无硫纸进行间隔 包装后: 20 30 degC/ 70% RH 无酸环境 推荐放置时间 生产线到终检: 4 hours 终检到包装: 3 days 包装到运输: 3 months,品质控制,银厚测量 使用 XRF进行测量 银厚范围: 6 12 u” 测量的面积： 1.5 x 1.5 mm 目检 使用10X检查镜或是目检 无发黄、露铜、沉银不均 甩银测试 根据 IPC-TM-650 2.4.28.1进行胶纸实验 3M 透明胶纸, 180拉起 无银面脱落,品质控制,可焊性 根据 IPC J-STD-003A Wetting Balance/浸锡实验来验证表面 波峰焊/浮锡实验来验证电镀孔 使用酸性/免清洗助焊剂 95% 老化测试 85 degC/85%RH 恒温 24小时 之后进行可焊性测试 无变色现象并且95%,品质控制,离子污染度 使用 Omega Meter 600SMD或其他类似的设备 测试标准以客户要求为准 IPC 标准: 6.4 ugNaCl/in2 电迁移 不经常使用 测试后 1/10 的电阻减小 无Ag迁移的现象,可靠性,银层的组成 切面测试 Sample 1: 6.5 u” Sample 12: 14.6 u” 无论那种厚度它的组成都是稳定的.,可靠性,C组分在银层中的含量 Sample 1: 6.5 u” Sample 12: 14.6 u” 组分含量 (原子%):,可靠性,不同寿命时期银层的组分含量 在初期和后期区别较小 维持银的含量 90 原子%,贾凡尼效应,产生原理,铜线路“贾凡尼效应”的机理与“缝隙”腐蚀机理类似。在正常条件下，铜既是阳极也是阴极，这样，铜的氧化和银离子的还原同時进行，形成均匀的镀银层。然而，如果阻焊膜和铜线路之间出现“缝隙”，缝隙里银离子的供应就会受限，阻焊膜下面的铜就变成牺牲阳极，为暴露在外的铜焊盘上的银离子还原反应提供电子（如图所示）。由于所需的电子数量与还原的银离子数量成比例，贾凡尼效应的强度随暴露铜焊盘表面积及镀银层厚度而增加 。,轻微攻击,沉银过厚时的攻击,避免方法,选择一個沉银工艺它的腐蚀性较小（避免pH过低）並且不需厚银即可满足抗蚀性的要求； 控制微蚀在要求的微蚀量内； 在设计中避免大的铜面和细小铜线路结合； 通过优化前处理、成像、固化、显影工艺以及使用抗化学阻焊膜来提高阻焊膜的结合力。,焊接结合力,剪切测试示意图,SAC合金断裂表面的SEM 和EDS分析,0回流和3个回流镀银层上SAC合金的剪切曲线,可焊性,Wetting Balance （Sn/Pb） 条件: 85 degC/85% RH 恒定 24 小时 使用酸性/免清洗助焊剂,可焊性,W