沉锡培训教材

沉锡工艺培训一厂工程部工艺组杨海永2023/2/51前言

基本原理介绍

工艺控制要点

异常问题处理

2023/2/52

由于欧盟RoHS与WEEE条例已经于2006年7月份起实施，因此现时在热风整平(HASL)中使用的铅锡合金(Sn/Pbsolder)将会被陶汰，所以，其它的表面处理工艺如化学浸锡(ImmersionTin)，化学浸银(ImmersionSilver)，有机保护膜(OSP)和沉镍金(ENIG)将会逐渐瓜分60%

的喷锡板市场，由此可见将来印制板对热风整平替代品的需求有极庞大的发展。

1.前言2023/2/53

化学浸锡作为喷锡代替品的优点：可直接取代喷锡在组装时的应用无铅的表面处理适用于细线及插装技术工作温度比喷锡较低，对线路板的热冲击较少表面的平整度高锡厚在不同大小的焊盘及连接面上的分布较平均1.前言2023/2/54

1.前言2023/2/55

沉锡反应：在化学置换反应中正常情况下电位高的为正极，得到电子起还原反应，电位低的为负极失去电子起氧化反应，但在这里由于强酸硫尿及其它添加剂作用使反应向需要的方向进行2Cu+Sn2+→2Cu++Sn2.基本原理

2.1反应原理2023/2/56沉锡副反应：

Cu++TU→[Cu(TU)2]+MSA–→[Cu(TU)2]MSA*1.5H2OSn2++½O2+H2O→

Sn4++2OH-

Sn4++4H2O→

Sn(OH)4+4H+

→

SnO2+2H2O2.基本原理

2.1反应原理2023/2/57

2.基本原理

2.2化学浸锡四步化学浸钖工艺包括四个化学步骤:1.酸性除油⇒除油剂SF/除油剂H2.微蚀⇒微蚀剂SF/微蚀剂H3.预浸⇒Stannadip2000V/Stannadip2000H4.浸锡⇒Stannatech2000V/Stannatech2000H2023/2/58

除油：酸性除油除油剂SF/除油剂H这是线路板在无电沉积或金属自换反应时必先进行的第一个步骤。除油剂SF或除油剂H是应用在垂直或水平方式上一种具极强清洁能力的除油剂，它能有效地清除氧化物及防焊油墨于应用或固化程序时不能被褪膜过程掉而遗留的残渣。2.基本原理

2.3流程简介2023/2/59

微蚀：微蚀剂SF/微蚀剂H这是一个高浓度硫酸基的微蚀剂，它能把铜面作适量平均的微蚀，并能有效地提供洁净的铜面以助浸锡反应的进行。公司已经改为YT-33系列2.基本原理

2.3流程简介2023/2/510

2.基本原理

2.3流程简介2023/2/511

预浸：Stannadip2000H预浸的作用是把微蚀后出来的铜面作调节，其较低的工作温度可减慢最初的锡沉积速度，有助锡层结晶的逐渐成长，以避免因锡沉积太快而造成外观不平均，铜锡合金层内因沉积速度过快而形成的空间更助长铜锡迁移，影响其后焊锡的表现。2.基本原理

2.3流程简介2023/2/512

化学浸锡：Stannatech2000H新一代的化学浸锡工艺，它能沉积出一层拥有幼细、密度高的纯锡层。药水成份不含卤素令其锡表层的离子污染程度极低。加上其稳定的沉积速度、特长的药水寿命与及不受溶解后的铜离子影响，对其浸锡反应的质量控制方面大有帮助。2.基本原理

2.3流程简介2023/2/513

碱洗：Stannatech2000H新一代的化学浸锡工艺，它能沉积出一层拥有幼细、密度高的纯锡层。药水成份不含卤素令其锡表层的离子污染程度极低。加上其稳定的沉积速度、特长的药水寿命与及不受溶解后的铜离子影响，对其浸锡反应的质量控制方面大有帮助。2.基本原理

2.3流程简介2023/2/5142.基本原理

2.4使用药水产品中文名称产品英文名称包装规格酸性除油剂SFProSelectSFConc.25公斤/桶微蚀剂SFMicroEtchSFConc.50公斤/桶(浸锡)基本剂2000Stannatech2000Conc.25公斤/桶(浸锡)基本剂LPStannatechLPConc.25公斤/桶SF锡溶液CSFTinSolutionC25公斤/桶(浸锡)添加剂StannatechAdditive25公斤/桶后清洁剂IonixSF25公斤/桶(浸锡)校正剂SNStannatechSNCorrectiveSolution30公斤/桶2023/2/5153.控制要点

3.1锡厚控制温度影响浓度影响停留时间2023/2/5163.控制要点

3.2碱洗缸控制及维护1.碱性水洗缸的PH控制范围为：9-11。2.

碱洗副槽（添加槽）配置10-20%（w/w）的化学纯级NaOH，通过自动添加系统来维护碱性水洗缸的PH值。3.

连续生产时，碱性水洗缸过滤泵的棉芯（10um）要求每班更换一次，碱洗缸内水洗水每班更换一次和机械清洁槽体。4.碱洗缸内水的PH值需每天测试一次，以保证PH控制器上读出的PH值能与实际测出值一致，否则应即时对PH控制器进行校正。2023/2/5173.控制要点

3.2碱洗缸控制及维护5.

连续生产时，每周两次对碱洗缸进行5%硫酸泡洗保养，以除去缸壁上附着的黑色沉淀物。具体做法是：将碱洗缸排干，取出碱洗缸内的PH探头，用DI水清洗干净；取出缸内的循环泵内的棉芯。放入大半缸水，加入5%硫酸（w/w）开启打气循环并保持30分钟以上后排掉酸液，用DI水充分洗净缸体后再将PH探头、循环泵内棉芯装入。6.

碱洗缸的进水量应保持在14L/平方米板或5-6倍缸体积L/Hr以上，以保证良好的清洗能力。2023/2/5183.

控制要点

3.3微蚀及水洗YT-33微蚀剂，控制微蚀量在0.8-1.5um之间，微蚀时间1-2分钟微蚀后3级水洗2023/2/5193.

控制要点

3.2药水添加

预浸及锡缸加药顺序及方法：首先添加基本剂LP，然后添加基本剂2000，循环10min后添加锡溶液C，循环10min后才能添加添加剂。液位不足，按如下比例补加药水：基本剂2000：基本剂LP：锡溶液SF-C：添加剂=4.6：4.2：0.8：0.42023/2/5203.

控制要点

3.2锡缸打气

预浸及锡缸打气规定：生产中停产2-6h，需打气2h才能生产；生产中停产6-24h，需打气4h才能生产；停机1天以上，重新升温后需打气8h才可试板；总加药量少于5L，需打气15min；总加药量5-10L，需打气20min；总加药量超过10L，需打气30min；总加药量超过20L，需打气45min。打气时间需按规定控制，避免打气过长产生沉淀。生产时禁止打气！2023/2/5213.

控制要点

3.4Fe离子影响预浸缸和浸锡缸要特别提防含铁的物质进入，以免造成药水的报废；当药水中铜离子浓度较高时，须用铜离子处理器进行过滤，除掉铜离子，以免造成品质问题及药水报废；更换锡缸棉芯时由于气体未排尽使药水变得浑浊时，须及时将过滤桶中的气体排走，以免造成药水报废；如循环开得太大，而使药水浑浊时，须立刻调小，并将过滤桶中的气体排走，以免造成药水报废。2023/2/5224.问题处理

4.1板面露铜原因：铜面上有残留的綠油、铅锡、手指印或胶渍等。对策:改善綠油工序及浸锡前加强处理铜面改善显影工序，防止显影不凈于浸钖工序前，使用#800及#1,000号磨刷磨板及水平微蚀处理铜面。2023/2/5234.问题处理

4.2孔内露铜原因：导通孔内有气泡。应急对策:对策：检查震荡是否开动，如有必要，应加强震动效能。2023/2/5244.问题处理

4.3孔边发黑成因:微孔或塞孔内有残留药水，难以清洗，腐蚀锡面对策:提高塞孔饱满率。检查碱性水洗缸的pH值及控制在pH8-10的范围降低添加剂浓度至控制范围减低泵浦的循环量2023/2/5254.问题处理

4.4大铜面孔边拖尾原因:浸锡前铜面不良浸钖工序中的前处理槽液不良。浸锡药水内分解出來的硫化污染物含量过高或新配槽液未进行”打气”处理。浸锡药水成份失调浸锡药水温度偏低2023/2/5264.问题处理

4.4大铜面孔边拖尾对策:改善电铜效果，浸锡前的工序如褪锡、磨板等。改善前处理如除油、微蚀以及其后的水洗效能。打气处理后试产。确保锡槽温度于控制范围内。2023/2/5274.问题处理

4.5离子污染超标原因:綠油与浸锡药水的相互作用。浸锡后的水洗不足。浸锡后板子受污染。对策：