PCB沉锡工艺技巧

 
一、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
1
1
除油
2-4min
3min
30-40℃
2
2、3
两级水洗
1-2min
2min
室温
 
3
4
微蚀
60-90sec
60sec
室温
4
5、6
两级水洗
1-2min
2min
室温
 
5
7
浸酸
60-90sec
60sec
室温
 
6
8、9
DI水洗
60-90sec
60sec
室温
 
7
10
预浸
1-3min
2min
室温
8
11
沉锡
10-12min
12min
50-60℃
9
12
热DI水洗
1-3min
2min
50-55℃
 
10
13、14
二级DI水洗
1-3min
2min
室温
 
11
15、16
热DI水洗
1-3min
2min
50-55℃
 
 
二、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0.8-1.5μm,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。
  三、Final Surface Cleaner表面除油:
  1.开缸成分:
  M401酸性除油剂……100ml/L
  浓H2SO4……50ml/L
  DI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
  铜 含 量      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:20μ滤芯连续过滤,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尺。
  四、Microetch微蚀:
  1.开缸成分:
  Na2S2O4……120g/L
  H2SO4……40ml/L
  DI水……其余
  程序:①向缸中注入85%的DI水;
  ②加入计算好的化学纯H2SO4,待冷却至室温;
  ③加入计算好的Na2S2O4,搅拌至全溶解;
  ④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    30-50μ,       最佳值:40μ
  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,
  幷补充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:20μ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:10μ滤芯连续过滤;
  通  风:建议15MPM通风量;
  加热器: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:
  ①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;
  ②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90-110g/L之间;
  ③按分析值补充有机磺酸的含量,使其保持在90-110ml/L之间;
  ④蒸发损失可用去离子水补充液位。
  5. 影响沉锡速率的因素:
  1)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;
  2)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;
  3)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;
  4)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;
  5)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1.5μm(60微英寸)足够厚的锡层。
 
  6. 成份分析:
  1)锡的分析:
  ①试剂:0.1N碘溶液、30%硫酸溶液、淀粉溶液
  ②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(Ⅱ)(g/L)=2.69V;
  2)有机磺酸的分析:
  ① 试剂:
  a)10%Mg 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。
  ② 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)=9.61V
  3)硫脲的分析:
  ① 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
 
 

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