沉錫培訓(xùn)教材

沉錫工藝培訓(xùn)一廠工程部工藝組楊海永2023/2/51前言

基本原理介紹

工藝控制要點

異常問題處理

2023/2/52

由于歐盟RoHS與WEEE條例已經(jīng)于2006年7月份起實施，因此現(xiàn)時在熱風(fēng)整平(HASL)中使用的鉛錫合金(Sn/Pbsolder)將會被陶汰，所以，其它的表面處理工藝如化學(xué)浸錫(ImmersionTin)，化學(xué)浸銀(ImmersionSilver)，有機保護膜(OSP)和沉鎳金(ENIG)將會逐漸瓜分60%

的噴錫板市場，由此可見將來印制板對熱風(fēng)整平替代品的需求有極龐大的發(fā)展。

1.前言2023/2/53

化學(xué)浸錫作為噴錫代替品的優(yōu)點：可直接取代噴錫在組裝時的應(yīng)用無鉛的表面處理適用于細線及插裝技術(shù)工作溫度比噴錫較低，對線路板的熱沖擊較少表面的平整度高錫厚在不同大小的焊盤及連接面上的分布較平均1.前言2023/2/54

1.前言2023/2/55

沉錫反應(yīng)：在化學(xué)置換反應(yīng)中正常情況下電位高的為正極，得到電子起還原反應(yīng)，電位低的為負極失去電子起氧化反應(yīng)，但在這里由于強酸硫尿及其它添加劑作用使反應(yīng)向需要的方向進行2Cu+Sn2+→2Cu++Sn2.基本原理

2.1反應(yīng)原理2023/2/56沉錫副反應(yīng)：

Cu++TU→[Cu(TU)2]+MSA–→[Cu(TU)2]MSA*1.5H2OSn2++?O2+H2O→

Sn4++2OH-

Sn4++4H2O→

Sn(OH)4+4H+

→

SnO2+2H2O2.基本原理

2.1反應(yīng)原理2023/2/57

2.基本原理

2.2化學(xué)浸錫四步化學(xué)浸钖工藝包括四個化學(xué)步驟:1.酸性除油?除油劑SF/除油劑H2.微蝕?微蝕劑SF/微蝕劑H3.預(yù)浸?Stannadip2000V/Stannadip2000H4.浸錫?Stannatech2000V/Stannatech2000H2023/2/58

除油：酸性除油除油劑SF/除油劑H這是線路板在無電沉積或金屬自換反應(yīng)時必先進行的第一個步驟。除油劑SF或除油劑H是應(yīng)用在垂直或水平方式上一種具極強清潔能力的除油劑，它能有效地清除氧化物及防焊油墨于應(yīng)用或固化程序時不能被褪膜過程掉而遺留的殘渣。2.基本原理

2.3流程簡介2023/2/59

微蝕：微蝕劑SF/微蝕劑H這是一個高濃度硫酸基的微蝕劑，它能把銅面作適量平均的微蝕，并能有效地提供潔凈的銅面以助浸錫反應(yīng)的進行。公司已經(jīng)改為YT-33系列2.基本原理

2.3流程簡介2023/2/510

2.基本原理

2.3流程簡介2023/2/511

預(yù)浸：Stannadip2000H預(yù)浸的作用是把微蝕后出來的銅面作調(diào)節(jié)，其較低的工作溫度可減慢最初的錫沉積速度，有助錫層結(jié)晶的逐漸成長，以避免因錫沉積太快而造成外觀不平均，銅錫合金層內(nèi)因沉積速度過快而形成的空間更助長銅錫遷移，影響其后焊錫的表現(xiàn)。2.基本原理

2.3流程簡介2023/2/512

化學(xué)浸錫：Stannatech2000H新一代的化學(xué)浸錫工藝，它能沉積出一層擁有幼細、密度高的純錫層。藥水成份不含鹵素令其錫表層的離子污染程度極低。加上其穩(wěn)定的沉積速度、特長的藥水壽命與及不受溶解后的銅離子影響，對其浸錫反應(yīng)的質(zhì)量控制方面大有幫助。2.基本原理

2.3流程簡介2023/2/513

堿洗：Stannatech2000H新一代的化學(xué)浸錫工藝，它能沉積出一層擁有幼細、密度高的純錫層。藥水成份不含鹵素令其錫表層的離子污染程度極低。加上其穩(wěn)定的沉積速度、特長的藥水壽命與及不受溶解后的銅離子影響，對其浸錫反應(yīng)的質(zhì)量控制方面大有幫助。2.基本原理

2.3流程簡介2023/2/5142.基本原理

2.4使用藥水產(chǎn)品中文名稱產(chǎn)品英文名稱包裝規(guī)格酸性除油劑SFProSelectSFConc.25公斤/桶微蝕劑SFMicroEtchSFConc.50公斤/桶(浸錫)基本劑2000Stannatech2000Conc.25公斤/桶(浸錫)基本劑LPStannatechLPConc.25公斤/桶SF錫溶液CSFTinSolutionC25公斤/桶(浸錫)添加劑StannatechAdditive25公斤/桶后清潔劑IonixSF25公斤/桶(浸錫)校正劑SNStannatechSNCorrectiveSolution30公斤/桶2023/2/5153.控制要點

3.1錫厚控制溫度影響濃度影響停留時間2023/2/5163.控制要點

3.2堿洗缸控制及維護1.堿性水洗缸的PH控制范圍為：9-11。2.

堿洗副槽（添加槽）配置10-20%（w/w）的化學(xué)純級NaOH，通過自動添加系統(tǒng)來維護堿性水洗缸的PH值。3.

連續(xù)生產(chǎn)時，堿性水洗缸過濾泵的棉芯（10um）要求每班更換一次，堿洗缸內(nèi)水洗水每班更換一次和機械清潔槽體。4.堿洗缸內(nèi)水的PH值需每天測試一次，以保證PH控制器上讀出的PH值能與實際測出值一致，否則應(yīng)即時對PH控制器進行校正。2023/2/5173.控制要點

3.2堿洗缸控制及維護5.

連續(xù)生產(chǎn)時，每周兩次對堿洗缸進行5%硫酸泡洗保養(yǎng)，以除去缸壁上附著的黑色沉淀物。具體做法是：將堿洗缸排干，取出堿洗缸內(nèi)的PH探頭，用DI水清洗干凈；取出缸內(nèi)的循環(huán)泵內(nèi)的棉芯。放入大半缸水，加入5%硫酸（w/w）開啟打氣循環(huán)并保持30分鐘以上后排掉酸液，用DI水充分洗凈缸體后再將PH探頭、循環(huán)泵內(nèi)棉芯裝入。6.

堿洗缸的進水量應(yīng)保持在14L/平方米板或5-6倍缸體積L/Hr以上，以保證良好的清洗能力。2023/2/5183.

控制要點

3.3微蝕及水洗YT-33微蝕劑，控制微蝕量在0.8-1.5um之間，微蝕時間1-2分鐘微蝕后3級水洗2023/2/5193.

控制要點

3.2藥水添加

預(yù)浸及錫缸加藥順序及方法：首先添加基本劑LP，然后添加基本劑2000，循環(huán)10min后添加錫溶液C，循環(huán)10min后才能添加添加劑。液位不足，按如下比例補加藥水：基本劑2000：基本劑LP：錫溶液SF-C：添加劑=4.6：4.2：0.8：0.42023/2/5203.

控制要點

3.2錫缸打氣

預(yù)浸及錫缸打氣規(guī)定：生產(chǎn)中停產(chǎn)2-6h，需打氣2h才能生產(chǎn)；生產(chǎn)中停產(chǎn)6-24h，需打氣4h才能生產(chǎn)；停機1天以上，重新升溫后需打氣8h才可試板；總加藥量少于5L，需打氣15min；總加藥量5-10L，需打氣20min；總加藥量超過10L，需打氣30min；總加藥量超過20L，需打氣45min。打氣時間需按規(guī)定控制，避免打氣過長產(chǎn)生沉淀。生產(chǎn)時禁止打氣！2023/2/5213.

控制要點

3.4Fe離子影響預(yù)浸缸和浸錫缸要特別提防含鐵的物質(zhì)進入，以免造成藥水的報廢；當(dāng)藥水中銅離子濃度較高時，須用銅離子處理器進行過濾，除掉銅離子，以免造成品質(zhì)問題及藥水報廢；更換錫缸棉芯時由于氣體未排盡使藥水變得渾濁時，須及時將過濾桶中的氣體排走，以免造成藥水報廢；如循環(huán)開得太大，而使藥水渾濁時，須立刻調(diào)小，并將過濾桶中的氣體排走，以免造成藥水報廢。2023/2/5224.問題處理

4.1板面露銅原因：銅面上有殘留的綠油、鉛錫、手指印或膠漬等。對策:改善綠油工序及浸錫前加強處理銅面改善顯影工序，防止顯影不凈于浸钖工序前，使用#800及#1,000號磨刷磨板及水平微蝕處理銅面。2023/2/5234.問題處理

4.2孔內(nèi)露銅原因：導(dǎo)通孔內(nèi)有氣泡。應(yīng)急對策:對策：檢查震蕩是否開動，如有必要，應(yīng)加強震動效能。2023/2/5244.問題處理

4.3孔邊發(fā)黑成因:微孔或塞孔內(nèi)有殘留藥水，難以清洗，腐蝕錫面對策:提高塞孔飽滿率。檢查堿性水洗缸的pH值及控制在pH8-10的范圍降低添加劑濃度至控制范圍減低泵浦的循環(huán)量2023/2/5254.問題處理

4.4大銅面孔邊拖尾原因:浸錫前銅面不良浸钖工序中的前處理槽液不良。浸錫藥水內(nèi)分解出來的硫化污染物含量過高或新配槽液未進行”打氣”處理。浸錫藥水成份失調(diào)浸錫藥水溫度偏低2023/2/5264.問題處理

4.4大銅面孔邊拖尾對策:改善電銅效果，浸錫前的工序如褪錫、磨板等。改善前處理如除油、微蝕以及其后的水洗效能。打氣處理后試產(chǎn)。確保錫槽溫度于控制范圍內(nèi)。2023/2/5274.問題處理

4.5離子污染超標(biāo)原因:綠油與浸錫藥水的相互作用。浸錫后的水洗不足。浸錫后板子受污染。對策：