PCB沉锡工艺研究

1、PCB沉锡工艺研究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。一、沉锡工艺特点1. 在155C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（45C、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0.8-1.5卩m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

2、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：流程序号缸号流程时间范围最佳 时间温度过滤11除油2-4min3min30-40CV22、3两级水洗1-2min2min室温34微蚀60-90sec60sec室温V45、6两级水洗1-2min2min室温57浸酸60-90sec60sec室温68、9DI水洗60-90sec60sec室温710预浸1-3min2min室温V8

3、11沉锡10-12min12min50-60CV912热DI水洗1-3min2min50-55C1013、14二级DI水洗1-3min2min室温1115、16热DI水洗1-3min2min50-55C、Final Surface Cleaner 表面除油:1.开缸成分：M401酸性除油剂.100ml/L浓 H2SO4 50ml/LDI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'C，最佳值：35C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

4、补充：M401,增加1 %含量需补充10ml/L过滤：20卩滤芯连续过滤，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：Na2S2O .120g/LH2SO4 40ml/LDI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：30-50卩，最佳值：40卩补充：Na2S2O4每补加10g/L，

5、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：20卩滤芯连续过滤 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

6、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：10卩滤芯连续过滤；通风：建议15MPMS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'C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

7、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。5. 成份分析：1) 锡的分析： 试剂： 0.1N 碘溶液、 30硫酸溶液、淀粉溶液 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

8、.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(U)(g/ L) = 2.69V ;2) 有机磺酸的分析： 试剂：a) 10%Mg EDTA溶液：力口 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。 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

9、黄色变为绿色终点(PH6.7)，记录毫升数 V；计算：有机磺酸(g/L) = 9.61V3) 硫脲的分析： 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) =128X消光值6. 影响沉锡速率的因素：1) 温度的影响：在40C至80C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60C下20分钟后厚度趋于稳定，因此生产上选择在60C下沉锡10-12分钟，可以得到1.5卩m(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