PCB制造流程及说明(外观检查,防焊,金手指喷锡,表面处理等)
| 更新日期: 2007-6-11 15:32:03 |
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14.3.3无电金 A.无电金分为"置换式镀金"与"无电金"前者就是所谓的"浸镀金"(lmmersion Gold plating) 镀层薄且底面镀满即停止。后者接受还原剂供应电子故可使镀层继续增厚无电镍。 B.还原反应示性式为: 还原半反应: Au+ + e- + Au0 氧化半反应式: Reda Ox + e- 全反应式: Au+ + Red aAu0 + Ox. C.化学镀金配方除提供黄金来源的错合物及促成还原的还原剂,还必须并用螯合剂、安定剂、 缓冲剂及膨润剂等才能发挥效用 D.化学金配方组成及功用: E.部份研究报告显示化学金效率及品质的改善,还原剂的选用是关键,早期的甲醛到近期的 硼氢化合物,其中以硼氢化钾最普遍效果也佳,若与他种还原剂并用效果更理想。代表反应式如后: 还原半反应: Au(CN)-2 + e-a Au0 + 2CN-: 氧化半反应式: BH4- + H2O a BH3OH- + H2 BH3OH- + 30H- a BO2- + 3/2H2 + 2H20 +3e- 全反应式: BH3OH"+3AU(CN)z"+30H` -, BOz吐 + /2Hz+2H,0 +3Auo 6CN- F.镀层之沉积速率随氢氧化钾及还原剂浓度和槽温提高而提升,但随氰化钾浓度增加而降低 G.已商业化的制程操作温度多为9O℃左右,对材料安定性是一大考验 H.细线路底材上若发生横向成长可能产生短路的危险 I.薄金易有疏孔易形成Galvanic Cell Corrosion K.薄金层疏孔问题可经由含磷后处理钝化方式解决 14.3.4制程重点: A.碱性脱脂: 为防止钯沉积时向横向扩散,初期使用柠檬酸系清洁剂。后因绿漆有疏水性,且碱性清洁 剂效果又较佳,同时为防止酸性清洁剂可能造成的铜面钝化,故采磷酸盐系直炼非离子性 清洁剂,以容易清洗为诉求。 B.微蚀: 其目的在去除氧化获得新鲜铜面,同时达到绝对粗度约0.5-1.0μm之铜面,使得镀镍金后 仍能获得相当粗度,此结果有助打线时之拉力。配槽以SPS 150g/l加少量盐酸,以保持氯 离子约2OOppm 为原则,以提高蚀刻效率。 C.铜面活化处理 钯约3ppm,操作约40℃, 一分钟,由于氯化钯对铜面钝化比硫化钯为快,为得较好的镍结 合力自然是硫化钯较适当。由于钯作用同时会有少量Cu+会产生,它可能还原成Cu也可能 氧化成Cu++,若成为铜原子则沉积会影响钯还原。为使钯还原顺利须有吹气搅拌,风量约 为0./~O.15M3/M2*min以上,促使亚铜离子氧化并释出电子以还原钯,完成无电镍沉积的动作。 D.活化后水洗: 为防止镍层扩散,清除线路间之残钯至为重要,除强烈水洗也有人用稀盐酸浸渍以转化死角 的硫化钯防止镍扩散。为促进镍还原,热水预浸将有助于成长及均匀性,其想法在提高活 性使大小面积及高低电压差皆因提高活性而使差异变小以达到均一的目的。 E.无电镍: 操作温度85±5℃ ,PH4.5~4.8,镍浓度约为4.9~5.1 g/l间,槽中应保持镍浓度低于5.5 ,否则有氢氧化沉淀的可能,若低于4.5g/l则镀速会减慢,正常析出应以15μm/Hr,Bath loading则应保持约0.5~1.5)dM2/l,镀液以5 g/l为标准镍量经过5个Turn即必须更槽 否则析出镍品质会变差。镍槽可以316不锈钢制作,槽体事先以50%硝酸钝化,并以槽壁 外加电解阳极以防止镍沉积,阴极可接于搅拌叶通以0.2~0.4 A/M2(0.018~0.037 ASF)低 电流,但须注意不能在桨叶区产生气泡否则代表电流太强或镍镀层太厚必须烧槽。建浴操 作应维持在PH=5~4.7间,可用NaOH或H2S04调整,PH低于4.8会出现混浊,槽液老化PH 操作范围也会逐渐提高才能维持正常析出速度。因线路底部为死角,易留置反应后所留的 残碱 ,因此对绿漆可能产生不利影响, 必须以加强搅拌及震动使残碱及气泡去除。 F.无电镍磷含量: 一般无电镍多以"次磷酸二氢钠"为还原剂,故镀层会含有一定量的磷约4~6%,且部份呈结 晶状。苦含量在6~8% 中含量则多数呈非结晶状,当高达12%的以上则几乎全呈非结晶组织。 就打线而言,中磷含量及硬度在500~600HV最佳,焊锡性也以9%最好。一般在添加四回后 析出磷含量就会达到10%应考虑换槽,打线用厚度应在130μ以上。 G.无电金: 以柠檬酸为错合剂的化学金槽,含金 5g/l,槽体以PP为材质。PH=5.1~5.3时可与铜作用,PH=4.5~4.8时可与镍作用实行镀金,PH可以柠檬酸调整之。一般操作温度在85℃,厚度几乎会停止在2.5μ"左右,大约五分钟就可达到此厚度,高的温度固然可加快成长但因结晶粗反而防蚀能力较差。由于大半采置换反应,因此会有不少的镍溶入液中,良好的管理最好不要让镍浓度超过2OOppm ,到40Oppm时金属外观及附着力都变差,药水甚至变绿变黑,此时必须更槽。金槽对铜离子极敏感,2Oppm以上析出就会减缓,同时会导致应力增大。镀镍后也不宜久置,以免因钝化而无法析镀,故镍后水洗完应尽速进入金槽,有时为了特定状况则作10%柠檬酸浸泡再进入金槽也能改善一些结合力。经镀金后的镀面仍难免有部份疏孔,此镀件经水洗后仍应经一道封孔处理,如此可使底层镍经有机磷的处理增加其耐蚀性。 14.4 结语 A. OSP制程成本最低,操作简便,通常终检电测完,包装前作业之.但此制程因须装配厂修改设备 及制程条件且重工性较差因此普及度仍不佳有待双方努力. B. 化镍金制程则因成本极高,会锁定某些领域的板子如COB,IC Substrate等,不会普及化. C. 目前也有其它较低成本而仍有化镍金功能之产品如Pd/Ni,Sn, Organic Silver等,以后陆续会再做探讨. 十五 成型(Outline Contour) 15.1制程目的 为了让板子符合客户所要求的规格尺寸,必须将外围没有用的边框去除之。若此板子是Panel出货(连片),往往须再进行一道程序,也就是所谓的V-cut,让客户在Assembly前或后,可轻易的将Panel 折断成Pieces。又若PCB是有金手指之规定,为使容易插入,connector的槽沟,因此须有切斜边(Beveling)的步骤。 15.2 制造流程 外型成型(Punching or Routing)→V-cutaBeveling ( 倒角 )→清洗 15.2.1外型成型 外型成型的方式从PCB演变大致有以下几个方式: 15.2.1.1 Template模板 最早期以手焊零件,板子的尺寸只要在客户组装之产品可容纳得下的范围即可,对尺寸的容差要求较不严苛,甚至板内孔至成型边尺寸亦不在意,因此很多用裁剪的方式,单片出货。 再往后演变,尺寸要求较严苛,则打样时,将板子套在事先按客户要求尺寸做好的模板(Template)上,再以手动铣床,沿Template外型旋切而得。若是大量,则须委外制作模具(Die)以冲床冲型之。这些都是早期单面或简单双面板通常使用的成型方式。 来源 WWW.PCBTN.COM
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