有机保焊剂与金面污染

一、前言

  业界俗称的entek是指美商enthone公司近年来所提供一种“有机护铜剂”之湿制程技术,目前正式的商品名称是entekpluscu-106a。事实上这就是“有机保焊剂”(organicsolderabilitypreservatives;osp)各类商品的一种(其余如欧洲流行的shercoat,以及日本流行的cucoat等),是绿漆后裸铜待焊面上经涂布处理,所长成的一层有机铜错化物的棕色皮膜,电路板制程分类法将其归之为表面终饰finalfinish。

 

 

  此等osp制程的反应原理,是“苯基三连唑”bta(benzo-tri-azo)之类的化学品,在清洁的铜表面上,形成一层错合物式具保护性的有机物铜皮膜(均0.35μm或14μin)。一则可保护铜面不再受到外界的影响而生锈;二则其皮膜在焊接前又可被稀酸或助焊剂所迅速除去,而令裸铜面瞬间仍能展现良好的焊锡性;故正式学名称之为“有机保焊剂”即着眼于后者之功能。

  

 

  目前osp各种商品均已经过多次改进,实用上均可耐得住数次高温高湿环境的考验,得以维持不错的焊锡性。故而某些讲究焊垫平坦性的主机板,与面积较大的附加卡(add-oncard)等板类,其等焊垫处理已逐渐选用osp制程,其目的当然是针对smt锡膏印刷与引脚放置平稳性的考量。实际上其操作成本并不比喷锡便宜(原液100公升成本即达台币10万元),不过在整体环保上似较有利。

  

 

  不幸当板面已有金手指或其它局部金面时,则经过osp(entek)流程后,该等镀金表面上也会生长出一层薄浅棕色的异常皮膜,虽然在插接或压迫接触过程(press-fit)中,尚不致造成接触电阻太大的烦恼,然而一般比较挑剔外观的用户则很难放心允收。此等局部性金表面应如何预防其异常皮膜的生长,或长成皮膜后又如何在不损及金表面外观下而设法予以清除,均成为生产线上十分恼人的问题。

 

二、entek流程简介

entek是目前在台湾最流行的有机保焊剂制程,其中原因当然要拜大部份美国订单之爱国所赐,现将其水平自动联机之各流程站简介如后(至于各流程站间之水洗则未予列入):

 

 1.酸性清洁脱脂macidcleaner(以纯水配槽)

 

须采用enthone公司原装的sc-1010de之铜面活化与清洁剂,不同于其它化学品可能会使金面上造成entek皮膜增厚的麻烦。且本槽液不含螯合剂(che-lator)故很容易清洗,使后续离子污染问题大为降低。根据经验一旦此酸性清洗槽中含有螯合剂时,处理后的金手指上除了entek皮膜外还会出现化学铜的异常沉积,进而产生较严重的变色情形。

2.微蚀mmicroetch(以纯水配槽)

可采enthone专密性微蚀剂me-1020,比硫酸双氧水或过硫酸铵(aps)等一般性微蚀液效果更好,可产生均匀光亮的微粗铜面,将使后来所长出的106a皮膜更为细致均匀。但要注意此槽中之铜含量不宜超过2000ppm,以防金面上出现极薄的化学铜层附着。

3.酸洗aciddip(以纯水配槽)

采5-10%体积比之浓硫酸配槽,板子在室温下处理约1-3分钟即可,注意此槽液中的铜含量不可超过500ppm,以防在金面上产生铜膜的附着,且离槽的板子也应尽量吸干,以无水状态进入后站106a槽。

 

4.有机保焊剂处理entekpluscu-106a

 

本槽液完全使用原液不加任何水份,分析后若发现浓度不够时,可采用10倍浓度之补充液去添加补足(每公升应另搭配37ml之铵水)。操作时须进行过滤循环(每小时须翻槽3-4次),但不可吹气搅拌以防其中蚁酸(formicacid)逸出而充塞环境有害工安。其作业情况如下:

本槽之处理应严格管控温度于±2℃之内以防厚度发生变化,另ph也会影响厚度,当厚度不足时应以铵水提高其ph,厚度超过时则加蚁酸以降低其ph。且本槽液对浓度的管制也非常重要,所有进入槽区的板子必须要先用冷风吹干,避免带入水份才行。

 

5.吹干(以冷风吹干)

 

至于处理完毕离开槽区的板子,也须立即用冷风吹到不沾手的干燥程度(tackdried),以防板子进入后续清洗站时,其初生之软质皮膜可能受损而使厚度在冲洗中有所损失。故离槽的板子须先用挤水滚轮去排除多余的106a药液,再用冷风继续强力吹掉残余湿气。未干的湿膜径行清洗时,不但会造成皮膜厚度的减薄,而且外观也很不均匀甚至十分难看。注意此种完工的entek皮膜也很容易被稀酸所洗掉,故不宜接触任何酸液。 

6.纯水清洗

 

以纯水清洗完工板约30-60秒,可减少板面的离子污染情形。注意此时尚未足够老化的皮膜,经常会出现轻微溶解的现象,故此finalcleaning所用纯水的酸碱值不可低于ph5,以防溶解速度变快。

 

7.最后吹干

 

最后以强力冷风将已洗净板面彻底吹干,注意不可用手指触及板面,只能戴手套用双手掌以卡紧板边的方式

  • 有机保焊剂与金面污染已关闭评论
    A+
发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计