PCB沉锡工艺研究

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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155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（45、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0.8-1.5m，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平工艺；6.沉锡成本远

2、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2-4min3min30-4022、3两级水洗1-2min2min室温34微蚀60-90sec60sec室温45、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811沉锡10-12min12min50-

3、60912热DI水洗1-3min2min50-551013、14二级DI水洗1-3min2min室温1115、16热DI水洗1-3min2min50-55三、Final Surface Cleaner表面除油：1.开缸成分：M401酸性除油剂.100ml/L浓H2SO450ml/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，最佳值：35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补充：M401，增加1含量需补充10ml/L过滤：20滤芯连续过滤

4、，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：Na2S2O4.120g/LH2SO440ml/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，最佳值：40补充：Na2S2O4，每补加10g/L，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

5、，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滤芯连续过滤；通风：建议15MPM通风量；加热器

6、：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9

7、0-110g/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0.1N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()(g/L)2.69V；2)有机磺酸的分析： 试剂：a）10Mg EDTA溶液：加122.76g Na2EDTA 2H2O和39.6g MgSO4到800ml的去离子水中，用1N NaOH溶液

8、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

9、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)128消光值6.影响沉锡速率的因素：1)温度的影响：在40至80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60下20分钟后厚度趋于稳定，因此生产上选择在60下沉锡10-12分钟，可以得到1.5m(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；4)有机磺酸浓度的影响：沉锡的速率随有机磺酸的浓度上升而加快，当有机磺酸的含量超过110g/L后，速率基本不变，但当有机磺酸浓度低于50ml/L时所形成的锡层会呈雾状；5)硫脲浓度的影响：沉锡速率随硫脲浓度的上升而加快，但硫脲浓度超过250g/L时，锡层外观变得粗糙、毛刺多。