表面处理培训教材课件

1、2020届大学生培训教材表面处理培训教材编写人： XXX日期：2020.06.30目录一、总则二、化学镍金简介三、热风整平简介四、有机可焊性保护剂（OSP）简介五、化学银简介六、化学锡简介一、总则 1.1 表面处理概念 印制板涂覆层（表面处理）是指阻焊（兼保护层）以外的电气连接（如键盘接触、插接等）或提供可焊性的涂层。即：表面处理主要提供给客户良好接触性能的电气连接、良好的可焊性能、良好的耐腐蚀性能等。1.2 表面处理主要包括： 热风整平sn/pd合金、电镀sn/pd合金、电镀镍金、化学银、化学锡、有机可焊性保护层、化学镍金+OSP等工艺。电镀sn/pd合金在其他表面处理工艺中有提及，故本次课

2、程不做介绍，重点介绍其他几种表面处理工艺。一、总则二、化学镍金化学镍金线图示：化学镍金线一般为龙门线，也称垂直线。二、化学镍金2.1 化学镍金的优点 化学镍金工艺准确的说法是化镍浸金工艺（Electro-less Niclel and Immersion Gold Process，简称ENIP），但行业内还有很多叫法，如沉镍金、无电镍金等，我司的叫法为沉金。化学镍金板镍金层分散性好、有良好的焊接及多次焊接性能、良好的打线（Bonding）性能、兼容各种助焊剂，同时对铜面具有良好的保护性能。因此它与热风整平、OSP等其他表面处理工艺相比，良好的平整度、焊接性能、导通性能、打线特性、良好的散热性能

3、、同时适合细密线路。正由于化学镍金这么多的优点，使得该产品上市后得到越来越多OEM厂家的喜爱，得以迅速推广。二、化学镍金2.2 沉镍原理概述一般的化学镍金镀层中，镍层的厚度约36um，而金的厚度一般在0.050.15um之间，决定镀层可靠性的是镍层，而可焊性则是由金层和镍层共同体现。尤其可见镍层的重要性。“化镍浸金”中的化镍即化学镍，其实采用自催化氧化还原反应生成，形成过程中无需外加电流，硫酸镍在存有次磷酸钠还原剂的槽液中，高温的情况下发生反应，从而在催化的铜表面沉积出镍镀层。而金层的沉积较为简单，则为简单的置换反应,即金和镍的置换反应。二、化学镍金二、化学镍金NiPCuNiNiNiNiNiN

4、iPPNiNiNiNiNiPNiPNiNiPNiNiNiNiNiNiPPNiNiNiNiNiPNiPNiNiPNiNiNiNiNiNiPPNiNiNiNiNiPNiPNiNiPNiNiNiNiNiNiPPNiNiNiNiNiPNiPNiNiPNiNiNiNiNiNiPPNiNiNiNiNiPNiPNi基材二、化学镍金2.3 影响镀镍速率的主要因素PH值：PH值升高，沉积速率加快，反之则减慢；温度：温度越高沉积速率越快，反之则降低添加剂：添加剂浓度的增加会加快镍的沉积，从而形成光滑的镍层镍离子浓度：镍离子浓度与次磷酸钠浓度同时升高，反应速率会加快，最佳摩尔比为o.4反应产物：随着反应的进行，亚磷

5、酸盐浓度升高，反应速率会降低，需要定期更换槽液以上因素都会影响镍层的沉积速率，生产过程中需要控制稳定的沉积速率，从而得到更加可靠的产品，需要几个因素同时作用。二、化学镍金2.4化学浸金浸金反应为置换反应，其反应过程如下：Ni Ni2+ + 2e (+0.25V) Au（CN）2- + e Au + 2CN- (-0.60V )总反应为：Ni + 2Au（CN）2- Ni2+ + 2Au + 2 CN ( -0.35V)根据电位来看，此反应可以自发的进行。当镍面上覆盖一层金后，由于金原子较大，存在较多空隙，反应会不断的进行，但反应速率会不断减低，金厚一般控制在0.3um1.0um。二、化学镍金二

6、、化学镍金2.4化学镍金常见问题处理问题描述原因解决方法可焊性差1.金厚太厚或者太薄；2.沉金后收多次热冲击；3.最终水洗不干净；4.镍缸生产超过6MTO1.调整参数，保证厚度控制在0.050.15um范围内；2.出货前采用酸及DI水清洗；3.更换水洗缸；4.保持45MTO换缸；镍厚不足1.PH太低；2.温度太低；3.拖缸不足够；4.镍缸生产超过6MTO；1.调高PH值；2.调高温度；3.采用0.5dm3/L的光板拖缸2030min；4.更换镍缸；金厚不足1.镍层磷含量高；2.金缸温度低；3.金缸PH太高；4.开缸是起始剂不足1.提高镍缸反应活性；2.提高温度；3.调低PH值；4.适当补充起始

7、剂；二、化学镍金2.4化学镍金常见问题处理问题描述原因解决方法镍铜结合力差（镍铜剥离）1.前处理效果差2.一次加入镍成份太高3.来料铜面污染1.检查微蚀量及除油是否正常；2.采用0.5dm3/L的光板拖缸2030min；3.通知前工序改善；Au/Ni结合力差（金镍剥离）1.镍层腐蚀；2.金缸镍缸之间水洗PH83.镍层顿化1.升高金缸PH；2.检查水质；3.控制镍缸后打气及停留时间；漏镀1.活化时间不足；2.镍缸活性不足；3.活化后水洗被污染；1.提高活化时间；2.使用校正液，提高镍缸活性；3.更换水洗槽，检查水质；二、化学镍金2.4化学镍金常见问题处理问题描述原因解决方法渗镀1.蚀刻后残铜；2

8、.活化后水洗不足；3.活化温度过高；4.Pd浓度太高；5.活化时间过长；6.镍缸活性太强；7.活化后水洗呈碱性；1、反馈前工序解决；2.通过延时或加大空气搅拌增强水洗效果；3.降低温度至控制范围；4.降低浓度至控制范围；5.降低活化时间；6.适当使用稳定剂或降低loading；7.更换水洗缸，并控制来水水质；表面腐蚀1.金缸PH低；2.镍层磷分布不规则引起沉金电位的不同；1、提高PH值；2.改善镍缸，避免搅拌；二、化学镍金2.4化学镍金缺陷图片镍腐蚀镍腐蚀金剥离金剥离二、化学镍金2.4化学镍金缺陷图片渗金渗金缺镀缺镀三、电镀镍金电镀镍3.1 电镀镍工艺为何选择镍作为贵金属的陪衬底层？对于重负荷

9、的一些表面，如开光触点、触片或插头金，需要良好的耐磨性，同时需要防止铜和金之间进行扩散，同时需要满足热压焊和钎焊的要求，故选择镍作为陪衬底层。一般情况下，镍层的厚度不低于2.5um。PCB常用的镀镍有光镍和亚镍两种，通常要求镀层具有均匀细致、孔隙率低、应力低、延展性好的特点。三、电镀镍金电镀镍3.1 电镀镍工艺三、电镀镍金电镀镍3.2 电镀镍机理电镀镍的电极反应如下：阴极：溶液中的镍离子获得电子，沉积出镍层，并伴有少量的氢气析出Ni2+ + 2e Ni2H+ + 2e H2由于镍的电极电位为负值，同时由于添加剂的存在，氢很难析出，电流效率可以达到98%以上，只有PH过低时，析氢反应才容易发生。

10、阳极：阳极主要是可溶性的镍阳极Ni - 2e Ni2+4OH- - 4e 2H2O + O2阳极镍离子不断的进入容易，提供所需的镍离子，主要阳极面积足够，析氢反应很难进行，当阳极顿化时，就有氧产生，并在镍表面生成Ni2O3的棕色氧化膜。三、电镀镍金电镀镍3.3 氨基磺酸镍介绍氨基磺酸镍广泛用来作为金属化孔的电镀和印制插头接触片上的衬底镀层，所活动的沉积层的内应力低，硬度高，具有极为优越的延展性。典型的镀液配方如下：成分主要作用普通镀液高速镀液氨基磺酸镍金属主盐280400 g/L400500g/L硼酸PH缓冲剂4050g/L40g/L阳极活化剂降低阳极极化60100g/L60100g/L润湿剂

11、减少析氢反应15ml/L适量去应力剂减少镀层应力适量根据需要而定三、电镀镍金电镀镍3.4 镀液中各主要成分的作用3.4.1 主盐氨基磺酸镍和硫酸镍为镍液中的主盐，镍盐主要是提供镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的作用。镍盐含量高，可以使用较高的阴极的电流密度，沉积速度快，常用作高速镀厚镍。镍盐含量低沉积速度低，但是分散能力很好，能获得结晶细致光亮镀层。3.4.2 缓冲剂硼酸用来做缓冲剂，是镀镍的PH值维持在一定的范围内。当PH过低，阳极的电流效率下降；PH过高，由于氢气的不断析出，导致靠近阴极表面附近的镀液PH升高，导致Ni（OH）2胶体的产生，从而影响镀层的脆性及孔隙率。硼酸不仅是PH缓冲剂

12、，同时也可以提供阴极极化，从而改善镀层性能，减少高电流密度下的烧焦问题。三、电镀镍金电镀镍3.4 镀液中各主要成分的作用3.4.3 阳极活化剂镍阳极在通电过程中极易顿化，为了保证阳极的正常溶解，在镀液中加入一定量的阳极活化剂，通过试验来看，Cl-是最好的阳极活化剂。加入氯化镍除了作为主盐和导电盐为，还起到阳极活化剂的作用，同时可以减少镀层的内应力，并赋予镀层半光亮的外观。3.4.4 添加剂添加剂主要消除镀层应力，改善镀层的阴极极化，降低镀层的内应力，随着应力消除剂浓度的变化，可以使镀层内应力由张应力转化为压应力。3.4.5 润湿剂在电镀过程中，阴极析出氢气是不可避免的，氢气的析出不仅降低了阴极

13、电流效率，而且由于气泡在镀层表面滞留，导致镀层出现针孔。为了改善此问题，故加入润湿剂，润湿剂主要是阴离子型的表面活性剂，吸附在阴极表面，使电极与溶液见的表面张力降低，从而导致气泡不易吸附，从而防止针孔问题。 三、电镀镍金电镀镍3.4 操作条件和镀液的维护电镀槽液的稳定与维护温度维持温度50，防止过高或过低PH值PH过低易出现析氢，PH过高，易出现针孔等问题。阳极提高足够的镍离子，需要定期补加阳极及清洁。过滤净化需要定期对药水进行过滤及阳极进行清洁，以便去除阳极泥及有机污染分析及搅拌定期分析保证药水稳定搅拌可以有效保证槽体内浓度的一致性。电流密度选择合适的电流密度对镀层质量有着重要的作用。三、电

14、镀镍金电镀镍3.5 电镀镍故障原因与排除主要问题可能原因排除方法镀层气泡1.前处理不良2.中途断电3.有机杂质高4.电流密度大5.温度太低6.PH太高或太低7.杂质的影响1.加强前处理效果2.排除故障，按要求拖缸3.采用碳处理4.调整电流5.提高温度6.调整PH至控制范围7.检查杂质种类，分别处理针孔、麻点1.前处理不良2.金属杂质或有机杂质3.润湿剂不足4.过滤不良5.硼酸含量低6.镀液温度低7.搅拌不足1.加强前处理效果2.采用适当的方法处理3.适当补加润湿剂4.检查过滤系统5.补充硼酸6.提高镀液温度7.改善搅拌方式；三、电镀镍金电镀镍3.5 电镀镍故障原因与排除主要问题可能原因排除方法

15、镀层粗糙、毛刺1.PH太高易产生氢氧化物污染2.过滤不良3.电流密度高4.阳极袋破损5.补充水有杂质1.调整PH值2.检查过滤设备，并充分过滤3.核对电镀面积，重新计算4.更换阳极袋5.用纯水补充镀层脆、可焊性差1.有机物或重金属杂质污染2.PH过高3.温度过低4.添加剂过多或过少1.活性炭吸附和小电流拖缸2.降低PH值3.升高温度4.调整添加剂镀层发暗和色泽不均匀1.镀前处理不良或底镀层不良2.电流密度太小3.主盐浓度太低4.电镀电源回路接触不良5.铜、锌等杂质离子污染1.认真检查镀前情况2.提高电流密度3.提高主盐浓度4.检查电镀接触情况5.低电流拖缸三、电镀镍金电镀镍3.5 电镀镍故障原

16、因与排除主要问题可能原因排除方法阳极顿化1.阳极面积太小，电流密度过高；2.阳极活化剂不足1.增加阳极面积；2.补充阳极活化剂镀层烧焦1.硼酸不足2.金属盐的浓度低3.温度太低4.电流密度太高5.PH太高6.搅拌不充分1.补充硼酸2.补充金属盐3.升高温度4.降低电流密度5.降低PH值6.加强搅拌沉积速率低1.PH太低2.电流密度低1.升高PH值2.升高电流密度三、电镀镍金电镀金3.6 电镀金的作用和特性1）金作为金属抗蚀层，可以耐蚀刻药水的攻击；2）金导电性很高，电阻率为2.44微欧/厘米；3）金可以满足焊接的要求；故金作为表面接触金属受到越来越大的欢迎。插头镀金工艺在电子行业使用较为普遍，

17、但纯金较软，故在其中加入铁、钴、镍、锑等金属，有效提高金层的硬度。插头镀金的性能如下：纯度99.9%耐磨性0.5微米插拔500次不露底不起皮耐温性0.51um在350下不变色三、电镀镍金电镀金3.6 电镀金机理镀金一般采用不溶性阳极，常用的为铂金钛网，在阳极发生析氧反应：4OH- - 4e 2H2O + O2在微氰镀液中，Au以Au（CN）2-的形式存在，阴极反应如下：Au（CN）2- + e Au + 2CN-一般会伴随析氢反应：2H+ + 2e H2三、电镀镍金电镀金3.7 酸性镀金技术规范项目纯金硬金金浓度（g/L）0.51.568开缸剂（ml/L）600600比重（Be）1113111

18、3温度（摄氏度）40603040PH值3.54.03.64.2电流密度（A/dm2）0.51.20.61.2三、电镀镍金电镀金3.7 镀液的维护项目维护内容阳极不同性阳极，需采用镀铂的钛或钽阳极，此类寿命是有限的，需要定期更换。搅拌与过滤靠近阳极或阴极的区域需要使用强力搅拌。过滤方面需要考虑不除金的过滤芯使用，一般采用PP滤芯。分析金的含量是镀液中最重要的参数，金含量影响电镀的阴极效率。金回收达到成本节省的目的。PH值PH的升高，有利于提高电流效率和合金成分的沉积，PH降低，镀层中内应力适当降低，硬度降低，合金成分降低。镀液比重镀液比重是通过导电盐来维持，采用的导电盐有柠檬酸盐和酒石酸盐等，不

19、同镀液的比重一般控制不同，一般在1113Be之间。三、电镀镍金电镀金3.8 镀金的常见缺陷生产故障可能原因排除方法低电位区发雾1.温度太低；2.补充剂不足；3.有机污染；4.PH太高；1.升高温度；2.补加补充剂；3.碳处理处理；4.添加酸性调解盐；中电位发雾、高电流区发暗1.温度太高2.阴极电流密度太高；3.PH太高4.补充剂不足5.搅拌不足6.有机污染1.降低温度2.降低阴极电流密度3.添加酸性调解盐4.添加补充剂5.加强搅拌6.活性炭处理高电位烧焦1.金含量不足2.电流密度太高3.PH太高4.镀液比重太低5.搅拌不足1.补充金盐2.降低阴极电流密度3.添加酸性调解盐4.添加导电盐5.加强

20、搅拌三、电镀镍金电镀金3.8 镀金的常见缺陷生产故障可能原因排除方法镀层颜色不均匀1.金含量不足2.比重太低3.搅拌不足4.镀液被镍铜离子污染1.补充金盐2.添加导电盐3.加强搅拌4.清除金属离子污染，必要时开缸板面金变色1.镀金层清洗不彻底2.镍厚不足3.镀金液被金属或有机物污染4.镀金层纯度不足5.存放在有腐蚀的环境中1.加强镀厚清洗；2.镍层厚度不小于5um；3.加强镀金液的净化4.加强清除镀液杂质5.远离腐蚀性环境，变色层用硫酸清洗可焊性不好1.镍层太薄；2.金纯度不足3.表面被污染4.包装不适当1.镍层厚度不小于5um；2.加强清除镀液杂质；3.加强清洗和表面清洁；4.采用合适的包装

21、三、电镀镍金电镀金3.8 镀金的常见缺陷生产故障可能原因排除方法镀层结合力不好1.铜镍结合力不好；2.镍金结合力不好3.镀前清洗处理不良4.镀镍层应力大1.注意镀镍前铜表面的清洁活化；2.主要镀金前镍表面的活化3.加强镀前清洗处理4.净化镀镍槽，通小电流或活性炭处理电流效率低，沉积速率低，氢气过多1.金含量不足2.抗蚀层破坏3.PH低4.镀液导电率差1.添加金盐2.调增镀液3.添加碱性调解盐4.添加导电盐三、电镀镍金电镀金3.9 镀金的常见缺陷图示金剥离烧板四、热风整平4.1 概述 热风整平又称喷锡，是将印制电路板浸入熔融的焊料中，再通过热风将印制板的表面和金属化孔内的多余焊锡吹掉，从而得到一

22、个光滑、均匀又光亮的焊料涂覆层。热风整平一般分为垂直式和水平式两种类型。垂直式和水平式处理的不同主要是垂直式处理没有预热和转动板子角度，需要浸锡槽时板面与焊锡接触时间较长。在水平式机器油预热段，使板子逐渐升温，增加板芯温度，可将板子选择45度角度转变，焊锡厚度和均匀性好。四、热风整平4.2 喷锡示意图热风整平工艺包括：助焊剂涂覆，进入熔融焊料，以及印制板从焊料中提出出来后的热风整平。四、热风整平4.3 助焊剂的性能要求 助焊剂由助焊剂载体、活性成分和稀释剂组成。选用助焊剂应充分考虑助焊剂活性、热稳定性、易清洗性、以及粘度和表面张力等性能。活性：活性要适当。需要兼容阻焊油墨，又不能腐蚀铜和焊料。

23、稳定性：由于喷锡本身高温操作，需要保证期闪点温度大于288摄氏度，防止火灾，同时需要保证挥发性小、烟雾少，对环境和操作人员无害、粘度和表面张力：选择粘度适中的止汗剂，粘度低：易于流动并能充分润湿铜表面，并降低焊料与铜表面的界面张力，达到良好润湿；粘度高，热传递效率降低，需要较长的润湿时间和较高的焊料温度。易清洗：建议采用水溶性助焊剂。四、热风整平4.4 焊料的性能要求焊料成分表组成有铅焊料无铅焊料锡63%99%铅37%/铜/0.7%镍/0.045%铜离子焊料在焊料中需要特别控制的，随着生产的不断增加，焊料中的铜离子也会不断增加，有铅焊料中铜离子含量不要超过3%，无铅焊料中铜离子含量不要超过0.

24、9%，铜离子超标必须进行漂铜处理。四、热风整平4.3 热风整平参数控制a.焊料温度热风整平普遍采用的焊料是Sn63/pb37的锡铅合金，共融点183，焊料温度183221时，其与铜生产金属间化合物的能力很小，在221时，焊料进入润湿区，（221293），但温度过高对板材影响较大，故选择232摄氏度比较为宜。无铅焊料水平式270288，垂直式的265269。b.空气风刀气流温度空气风刀气流温度影响焊料涂层厚度和质量。空气刀气流温度低，可能导致金属化孔堵孔，锡铅镀层表面发暗等，空气刀气流温度高，可能导致焊料涂层厚度过薄、一般情况下，有铅焊锡槽的热封刀220250，无铅焊锡槽热风刀温度280，水平式

25、300，均好于锡槽温度。四、热风整平4.3 热风整平参数控制c. 风刀空气压力风刀的空气压力是影响焊料涂层厚度和金属化孔是否堵孔的主要参数，增加压力可以减少涂层厚度，清楚金属化孔内的焊料，反之亦然。风刀不允许有堵塞，定期进行清洁；建议风刀压力：前风刀2035PSI，后风刀：1530PSId. 浸锡时间浸锡时间取决于板厚等其他因素，例如组焊剂类型，板的耐热性能和图形分布等。双面板一般24s，多层板35S。e. 退出速度退出速度主要影响焊料涂层的厚度。退出慢，焊料涂层薄，孔内涂层也薄。速度快，一出现不规则堵孔。速度的大小取决于板的类型，如孔径、板厚、锡厚要求等。四、热风整平4.4 热风整平机械方面

26、的调整和维护a.风刀角度的调整风刀角度对堵孔问题较为重要。b.前后风刀垂直位置的调整保证前后风刀之间有一定的高度差，防止气流碰撞。c.前后风刀间距的调整一般要求夹子距离前风刀8.7mm，后风刀4mm，不要距离过远或过近。d.风刀间隙和调整风刀间隙尤为关键，一般控制0.2mm，不允许有破损或者堵塞。e.焊料液位的调整f.焊料波调整四、热风整平4.5 热风整平质量要求1.外观所有焊料涂覆处的锡铅合金层应光亮均匀完整，无半润湿、无节瘤、无露铜等缺陷，无阻焊剥离、变色，不允许阻焊下铜面氧化和变色。2. 焊料层厚度无统一的标准，但常规能力140um左右。3.附着力附着力应不小于2N/mm4.锡铅合金成分

27、焊料涂覆层锡焊料6264%，余为铅量。5.可焊性要求需要保证3S内润湿。四、热风整平4.6 常见故障及纠正方法故障现象可能原因纠正方法金属化孔堵孔或焊料太厚1.提升速度太快2.风刀压力不足3.锡温或风刀温度低4. 板放置方向不垂直5.风刀角度不对6.两风刀间距过大7.气压前后不平衡8.助焊剂不适当9.孔内有杂物10.助焊剂粘度大11.风刀堵塞12.焊料不合适1.降低提升速度2.调高气压压力3.调整锡炉及风刀温度4.上板时垂直放置5.调整风刀角度6.减少间距7.检查调整8.更换组焊机9.检查调整10.检查调整11.检查调整12.检查成分，必要时更换锡铅厚度不均匀1.风刀不清洁，有堵塞2.风刀气流

28、量有误3.板太薄或弯曲1.检查风刀并清洁2.检查并调整风刀气流量3.加强工艺控制四、热风整平4.6 常见故障及纠正方法故障现象可能原因纠正方法焊料涂层太厚1.前后风刀压力低2.提起板子速度太快3.空气流温度低4.风刀距板子太远5.风刀角度太大1.增加风刀压力2.降低提起速度3.调整控制器，增加温度4.检查并调整距离5.检查并重新调整焊料涂层太薄1.前后风刀压力高2.提起板子速度太慢3.空气流温度高4.风刀太靠近板子 1.减少风刀压力2.提高提起速度3.降低空气流温度4.检查并调整距离风刀间距孔内焊料空洞1.金属化孔空洞2.阻焊入孔3.助焊剂不合适1.加强来料检查工作，特别是加强钻孔化学镀等工艺

29、2.加强阻焊工艺控制3.更换助焊剂四、热风整平4.6 常见故障及纠正方法故障现象可能原因纠正方法板面锡丝1.助焊剂润湿性差或失效2.阻焊层 固化不彻底3.树脂性覆盖层破坏，造成多孔表面4.有残铜1.更换助焊剂2.重新固化3.加强前处理效果或更换助焊剂4.重新蚀刻或修理基材分层1.焊料温度太高或浸锡时间过长2.板材严重吸潮3.板材质量有问题1.检查并调整2.检查板子的存放条件，生产前进行除潮，125烘24小时3.检查并更换板子可焊性差1.焊料成分不当，铜离子超标2.焊料表面， 污染如氧化等1.定期分析铜离子，定期漂铜，如仍无效则更换焊料2.热风整平后及时清洗，热风吹干，存放在干燥环境中；四、热风

30、整平4.6 无铅焊料的发展随着ROHS的不断推广，无铅化已逐渐成为趋势。故近些年无铅喷锡逐渐流行，也发展了一系列的无铅焊料，目前比较多的无铅焊料有99.3Sn/0.7Cu，96.5Sn/3.5Ag，95.5Sn/3.8Ag/0.7Cu等多种产品。无铅喷锡目前使用的人越来越多，也得到越来越多客户的青睐。五、有机可焊性保护剂（OSP）5.1 前言有机可焊性保护剂（organic solderrability preservative）是以化学的方法，在裸铜表面形成一层0.20.5um薄膜。这层膜具有防氧化、耐热冲击、耐湿性，因而在PCB制造业中，OSP可替代热风整平工艺。主要优点如下：1.表面平坦

31、，膜厚0.20.5um，适合SMT和细导线细间距的PCB；2.膜脆易焊，能承受4次以上热冲击，并与任意焊料兼容3.水溶性操作，最高温度80，不会发生板翘曲问题；4.操作成本 比热风整平低2025%；五、有机可焊性保护剂（OSP）五、有机可焊性保护剂（OSP）5.3 成膜原理OSP的主要成分为烷基笨并咪唑，通过化学的方法沉积在铜面上。预浸的作用主要是形成有机铜层，具体如下：五、有机可焊性保护剂（OSP）5.3 成膜原理由于预浸过程中有均匀的铜离子吸附在表面，由于有机铜层 的存在，烷基笨并咪唑与铜层结合，形成致密的OSP膜。五、有机可焊性保护剂（OSP）5.4 OSP溶液的组成a.烷基笨并咪唑OS

32、P药液中的主要成分，是决定PCB可焊性及耐热性的根本所在。如耐热性、分解温度等，这些性能对于表面贴装的焊接性能是至关重要的。其浓度一般控制在812g/L.b.氯化铜在预浸剂中加入适量的氯化铜，能促进络合物保护膜的生成，缩短浸泡时间。一般认为，由于铜离子的存在，在预浸剂中烷基笨并咪唑与铜离子已有一定程度的络合。试验证明，氯化铜加入量超过0.1%时，会使预焊剂过早老化，一般控制在0.030.05%为宜。c. 有机酸有机酸的加入可以增加烷基笨并咪唑在水溶液中的溶解度，促进络合物保护膜的形成，而用量过多反而会使沉金在铜表面的膜溶解，因而需要控制有机酸的加入量。一般控制PH在3.5左右为宜。五、有机可焊

33、性保护剂（OSP）5.4 OSP膜厚的控制a.除油除油效果的好坏直接影响成膜质量。易出现膜厚不均匀的问题，需要确保药水稳定，同时需要采用裸铜板在水洗后形成水膜15S不破裂，说明除油效果良好。b.微蚀微蚀的目的是形成粗糙的铜面，便于成膜，微蚀的厚度直接影响到成膜速率，因此要形成稳定的膜厚，保持微蚀厚度的稳定非常重要，一般微蚀厚度控制在0.51.5um，微蚀厚度可以通过称重法测量。c. 成膜1.工作液的有效物浓度对成膜速率有一定影响；2.控制PH值得稳定；3.温度的稳定也是非常必要的；4.成膜时间的控制5.成膜前后尽量采用DI水清洗，膜厚可以通过分光光度计测试。六、化学银6.1 前言a.化学银发展

34、的背景由于无铅化的要求，同时OSP膜相对比较脆弱的劣势，沉镍金工艺虽然受到越来越多客户的欢迎，但因其在生产控制、成本方面存在劣势，故更多的客户开始选择化学银和化学锡工艺。b.化学银的特点；1.优良的可焊性，比OSP的润湿速度快，且可以满足多次回流焊接要求；2.涂层均匀及表面平整度高，适合于元器件BGA、FC、COB等的组装技术及细密间距3.可用于压接技术；4.低的操作温度适用于薄板的生产，无分层、变形现象；5.与阻焊油墨和无铅焊料有良好的兼容性；6.可用于Bonding；7.优良的导电性能；8.较低的运作成本；六、化学银六、化学银6.2 原理化学银工艺的原理主要由于银与铜之间有电位差存在，促使

35、铜和银离子自发的发生置换反应：2 Ag+ + Cu Cu2+ + 2Ag 理论上讲，置换反应形成的银层只有一个院子的厚度，但由于微蚀处理后的铜面存在一定的粗糙度及银缸药水本身对铜面的轻微腐蚀，是的铜面成为一个具有微孔性分布的表面，所以可以得到更厚的银层。六、化学银6.3 工艺参数控制成分作用Ag+形成银层硝酸加速反应螯合物与铜离子形成螯合物，减少游离的铜离子抑制剂是反应速度平缓而形成光滑银层，同时还有阻止光对银缸的影响界面活性剂是银层均匀，且均有防止电迁移的作用（沉积在银层中）缓冲剂维持溶液成分稳定六、化学银6.4 生产常见问题处理离子污染对于PCB焊接来讲，离子污染的控制尤为重要。因为离子污

36、染不合格，当产品到客户端使用时，将会对其锡炉造成污染，并出现焊接不良的问题。离子污染的主要影响因素：1.化学银后水洗效果差；2.阻焊油墨塞孔不良，导致药水进入孔内不易洗出；3.阻焊油墨开窗测蚀大，其内藏药水不易洗出；4.板面存在异丙醇中可离解的螯合体；5.板面被污染；6.板子所用油墨类型；7.药水中硝酸的存在；b. 银面发黄1.化学银应在终检进行，缩短化学银在环境中的停留时间；2.化学银后拿板是需要配备无硫手套，避免手汗污染，包装也需要采用无硫材料；3.化学银是置换反应，铜面的清洁尤为重要，需要重点关注前处理效果。六、化学银6.4 生产常见问题处理b. 铜腐蚀问题（贾凡尼效应）铜的标准电极电位

37、值为：+0.344V，银的标准电极电位值为：+0.779V，两者在连接的情况下课形成腐蚀电池。对化学银工艺来讲，与银面导通的部分只要有裸铜，都有可能发生铜腐蚀问题。 腐蚀位置在化学银的反应中，主要的腐蚀微蚀为阻焊的undercut位置及半塞孔位置，由于两处位置药水交换相对较慢， 导致个别位置存在铜，从而产生原电池反应，腐蚀铜面。六、化学银6.4 生产常见问题处理b. 铜腐蚀问题（贾凡尼效应）并非所有的化学银都会发生腐蚀现象，只有置换反应不能同步发生或者互联的铜、银共存于同一电解质溶液中时，才可能发生铜腐蚀现象，主要控制点如下：1.阻焊油墨流程时，可以通过对曝光能量、显影速度优化，改善测蚀问题；

38、2.加强阻焊油墨与铜面的结合力，避免出现测蚀出阻焊油墨固化后因应力导致翘起；3.严格控制化银时间；4.对于垂直线，药水缸、水洗缸上安装超声波震荡装置；5.预浸缸银离子浓度需要特别控制，需要0.1g/L6.化学银后水洗电导率20us/cm；7.返工会恶化铜腐蚀问题；六、化学银6.4 生产常见问题处理化学银的返工由于化学银层很薄，且银层极易溶解锡中，所以可用下列流程返工：问题板 HALS 退锡 酸洗 检查 化学微蚀 化学银退锡的效果必须确认，会影响铜面粗糙度，从而导致银面色差。由于返工增加了沉银时间，会恶化铜腐蚀情况，故在返工时需要特别考虑，并不值得提倡。若返工板建议进行电测试，以免发生开路问题。七、化学锡7.1 概述上个世纪九十年代中期开始，化学锡工艺需要迅速增长。但由于铜/锡之间的迁移，容易产生锡须的问题，锡须容易出现可靠性的问题，导致发展缓慢，但后续随着药水的进一步开发，化学锡产品越来越成熟，尤其是ATO公司开发了特殊的添加剂，能控制和抑制锡须的生产。化学锡的特点如下：1.无铅的表面处理；2.工作温度较HASL低，减少板子的热冲击和分层；3.涂层共面性好；4.涂层厚度在大小不同的SMD连接面上分布均匀；5.返工较为简单；6.适用于插装技术；7.适合用于精细线路；8.满足多次焊接的需求；七、化学锡7.1