PCB表面OSP处理及化学镍金简介.doc

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1、PCB表面OSP处理及化学镍金简介1引言锡铅长期以来扮演着保护铜面，维持焊性的角色，从熔锡PCB板到喷锡PCB板，数十年光阴至此，碰到几个无法克服的难题，非得用替代制程不可：A.Pitch太细造成架桥(bridging)B.焊接面平坦要求日严C.COB(chiponboard)板大量设计使用D.环境污染本章就两种最常用制程OSP及PCB化学镍金介绍之2OSPOSP是OrganicSolderabilityPreservatives的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之Preflux，本章就以护铜剂称之。2.1种类及流程介

2、绍A.BTA(苯骈三氯唑)：BENZOTRIAZOLEBTA是白色带淡黄无嗅之晶状细粉，在酸碱中都很安定，且不易发生氧化还原反应，能与金属形成安定化合物。ENTHON将之溶于甲醇与水溶液中出售，作铜面抗氧化剂(TARNISHANDOXIDERESIST)，商品名为CU-55及CU-56，经CU-56处理之铜面可产生保护膜，防止裸铜迅速氧化。操作流程如表14.1。B.AI(烷基咪唑)ALKYLIMIDAZOLEPREFLUX是早期以ALKYLIMIDAZOLE作为护铜剂而开始，由日本四国化学公司首先开发之商品，于1985年申请专利，

3、用于蚀刻阻剂(ETCHINGRESIST)，但由于色呈透明检测不易，未大量使用。其后推出GLICOAT等，系由其衍生而来。GLICOAT-SMD(E3)具以下特性：-与助焊剂相容，维持良好焊锡性-可耐高热焊锡流程-防止铜面氧化C.ABI(烷基苯咪唑)ALKYLBENZIMIDZOLE由日本三和公司开发，品名为CUCOATA，为一种耐湿型护铜剂。能与铜原子产生错合物(COMPLEXCOMPOUND)，防止铜面氧化，与各类锡膏皆相容，对焊锡性有正面效果。D.目前市售相关产品有以下几种代表厂家：醋酸调整系统：GLICOAT-SMD(E3

4、)OR(F1)WPF-106A(TAMURA)ENTEK106A(ENTHON)MECCL-5708(MEC)MECCL-5800(MEC)甲酸调整系统：SCHERCOATCUCOATAKESTER大半药液为使成长速率快而升温操作，水因之蒸发快速，PH控制不易，当PH提高时会导致MIDAZOLE不溶而产生结晶，须将PH调回。一般采用醋酸(ACETICACID)或甲酸(FORMICACID)调整。2.2有机保焊膜一般约0.4μm的厚度就可以达到多次熔焊的目的，虽然廉价及操作单纯，但有以下缺点：A.OSP透明不易测量，目视亦难以检查B

5、.膜厚太高不利于低固含量，低活性免洗锡膏作业，有利于焊接之Cu6Sn5IMC也不易形成C.多次组装都必须在含氮环境下操作D.若有局部镀金再作OSP，则可能在其操作槽液中所含的铜会沉积于金上，对某些产品会形成问题E.OSPRework必须特别小心3PCB化学镍金3.1基本步骤脱脂→水洗→中和→水洗→微蚀→水洗→预浸→钯活化→吹气搅拌水洗→无电镍→热水洗→无电金→回收水洗→后处理水洗→干燥3.2无电镍A.一般无电镍分为"置换式"与"自我催化"式其配方极多，但不论何者仍以高温镀层质量较佳B.一般常用的镍盐为氯化镍(NickelChlor

6、ide)C.一般常用的还原剂有次磷酸盐类(Hypophosphite)/甲醛(Formaldehyde)/联氨(Hydrazine)/硼氩化合物(Borohydride)/硼氢化合物(AmineBorane)D.螯合剂以柠檬酸盐(Citrate)最常见。E.槽液酸碱度需调整控制，传统使用氨水(Amonia)，也有配方使用三乙醇氨(TriethanolAmine)，除可调整PH及比氨水在高温下稳定，同时具有与柠檬酸钠结合共为镍金属螯合剂，使镍可顺利有效地沉积于镀件上。F.选用次磷二氢钠除了可降低污染问题，其所含的磷对镀层质量也有极大

7、影率。G.此为化学镍槽的其中一种配方。配方特性分析：a.PH值的影响：PH低于8会有混浊现像发生，PH高于10会有分解发生，对磷含量及沉积速率及磷含量并无明显影响。b.温度的影响：温度影响析出速率很大，低于70°C反应缓慢，高于95°C速率快而无法控制.90°C最佳。c.组成浓度中柠檬酸钠含量高，螯合剂浓度提高，沉积速率随之下降，磷含量则随螯合剂浓度增加而升高，三乙醇氨系统磷含量甚至可高到15.5%上下。d.还原剂次磷酸二氢钠浓度增加沉积速率随之增加，但超过0.37M后槽液有分解现像，因此其浓度不可过高，过高反而有害。磷含量则和还

8、原剂间没有明确关系，因此一般浓度控制在O.1M左右较洽当。e.三乙醇氨浓度会影响镀层的磷含量及沉积速率，其浓度增高磷含量降低沉积也变慢，因此浓度保持约0.15M较佳。他除了可以调整酸碱度也可作金属螯合剂之用f.由探讨得知柠檬酸钠浓度作通当调整可有效