PCB制程化金ENTEK.docVIP

十四 其他焊墊表面處理(OSP,化學鎳金,) 14.1 前言 　　錫鉛長期以來扮演著保護銅面,維持焊性的角色, 從熔錫板到噴錫板,數十年光陰至此,碰到 幾個無法克服的難題,非得用替代製程不可: 　A. Pitch 太細造成架橋(bridging) 　B. 焊接面平坦要求日嚴 　C. COB(chip on board)板大量設計使用 　D. 環境污染 本章就兩種最常用製程OSP及化學鎳金介紹之 14.2 OSP 　　 OSP是Organic Solderability Preservatives 的簡稱,中譯為有機保焊膜,又稱護銅劑,英文亦稱之Preflux,本章就以護銅劑稱之. 14.2.1 　 種類及流程介紹 　A. BTA(苯駢三氯唑)：BENZOTRIAZOLE 　　BTA是白色帶淡黃無嗅之晶狀細粉，在酸鹼中都很安定，且不易發生氧化還原反應，能 與金屬形成安定化合物。ENTHON將之溶於甲醇與水溶液中出售，作銅面抗氧化劑(TARNISH AND OXIDE RESIST)，商品名為CU-55及CU-56，經CU-56處理之銅面可產生保護膜，防止裸銅迅速氧化。 　　操作流程如表。 　B. AI(烷基咪唑) ALKYLIMIDAZOLE PREFLUX是早期以ALKYLIMIDAZOLE作為護銅劑而開始，由日本四國化學公司首先 開發之商品，於1985年申請專利，用於蝕刻阻劑(ETCHING RESIST)，但由於色呈透明檢 測不易，未大量使用。其後推出GLICOAT等，係由其衍生而來。 　　GLICOAT-SMD(E3)具以下特性： 　　－與助焊劑相容，維持良好焊錫性 　　－可耐高熱銲錫流程 　　－防止銅面氧化 　　 操作流程如表。 　　C. ABI (烷基苯咪唑) ALKYLBENZIMIDZOLE 　　由日本三和公司開發，品名為CUCOAT A ，為一種耐濕型護銅劑。 能與銅原子產生錯合物 (COMPLEX COMPOUND)，防止銅面氧化，與各類錫膏皆相容，對焊錫性有正面效果。 　　操作流程如表。 　　D. 目前市售相關產品有以下幾種代表廠家： 　　　 　　　醋酸調整系統： 　　　　 　　　　GLICOAT-SMD (E3) OR (F1) 　　　　WPF-106A (TAMURA) 　　　　ENTEK 106A (ENTHON) 　　　　MEC CL-5708 (MEC) 　　　　MEC CL-5800(MEC) 　　　甲酸調整系統： 　　　　SCHERCOAT CUCOAT A 　　　　KESTER 　　大半藥液為使成長速率快而升溫操作，水因之蒸發快速，PH控制不易，當PH提高時會導致MIDAZOLE不溶而產生結晶，須將PH調回。一般採用醋酸(ACETIC ACID)或甲酸 (FORMIC ACID)調整。 14.2.2 　　有機保焊膜一般約0.4μm的厚度就可以達到多次熔焊的目的，雖然廉價及操作單純，但有以下缺點： 　A. OSP透明不易測量，目視亦難以檢查 　B. 膜厚太高不利於低固含量,低活性免洗錫膏作業，有利於焊接之Cu6Sn5 IMC也不易形成 　C. 多次組裝都必須在含氮環境下操作 　D. 若有局部鍍金再作OSP，則可能在其操作槽液中所含的銅會沉積於金上，對某些產品會形成問題 　E. OSP Rework必須特別小心 14.3 化學鎳金 14.3.1基本步驟 　　脫脂→水洗→中和→水洗→微蝕→水洗→預浸→鈀活化→吹氣攪拌水洗→無電鎳→熱水洗→ 無電金→回收水洗→後處理水洗→乾燥. 14.3.2無電鎳 　A. 一般無電鎳分為置換式與自我催化式其配方極多，但不論何者仍以高溫鍍層品質較佳 　B.一般常用的鎳鹽為氯化鎳(Nickel Chloride) 　C.一般常用的還原劑有次磷酸鹽類(Hypophosphite)/甲醛(Formaldehyde)/聯氨 (Hydrazine)/硼氬化合物(Borohydride)/硼氫化合物(Amine Borane) 　D.螯合劑以檸檬酸鹽(Citrate)最常見 E.槽液酸鹼度需調整控制，傳統使用氨水(Amonia)，也有配方使用三乙醇氨(Triethanol Amine)，除可調整PH及比氨水在高溫下穩定，同時具有與檸檬酸鈉結合共為鎳金屬螯合劑，使鎳可順利有效地沉積於鍍件上 　F.選用次磷二氫鈉除了可降低污染問題，其所含的磷對鍍層品質也有極大影率 　G.此為化學鎳槽的其中一種配方 　配方特性分析: 　　a.PH值的影響：PH低於8會有混濁現像發生，PH高於10會有分解發生，對磷含量及沉 積速率及磷含量並無明顯影響 　　b.溫度的影響：溫度影響析出速率很大，低於70°C反應緩慢，高於95°C速率快而