化学沉锡 – Immersion TIN

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化学镀锡是PCB表面处理工艺中、元件贴装前的最后一道完成工序。该工艺在PCB基材铜面上覆盖一层厚度为0.5µm至1.2µm的锡层。此方法是一种无铅PCB的解决方案,可形成平整、均匀、可焊性优良且具有成本优势的表面。锡层的外观通常呈白色,因此该表面处理有时也被称为“白锡”,并通过无电化学槽液方式沉积于铜面上。该锡表面处理层能够在整个PCB的预期使用寿命内有效保护下方铜层避免氧化。

化学镀锡处理工艺流程:

1. 除油工序

这是对产品表面上的有机杂质、油污、指纹以及氧化铜进行清洁的步骤。

2. 水洗

采用三级水洗(连续3个清洗槽),以彻底去除残留的除油化学品。

3. 微蚀刻

采用H2SO4/H2O2体系并配合表面处理添加剂的溶液是推荐选项,因为能够获得更优的镀覆性能。

也可使用以SPS(过硫酸钠,Na₂S₂O₈)为基础的溶液,但建议随后增加一步酸洗,以去除可能残留的化学沉积物。

应保持至少1.5微米的铜蚀刻量,以确保良好的镀覆能力。

4. 水洗

采用三级水洗,并使用充足的清水以彻底清除从微蚀刻槽中带出的化学药液(drag-out)。

5. 酸洗

无需使用特殊化学品。例如:5%硫酸溶液即可去除采用SPS微蚀后残留的杂质。

如果前一道工序已使用过氧化氢体系溶液,则此酸洗步骤可视情况省略。

6. 水洗

继续进行三级水洗,并确保充足的清水供应,以防止前序药液污染OSP主槽。

建议监控最后一道水洗槽的pH值,以评估前序工序的化学药液带入情况(drag-in)。

7. 风切刀

将产品表面残留的水分彻底吹干,尤其是贯通孔(through-hole)内部,以避免污染化学镀锡溶液。

无需使用热风,仅需使用高压干燥空气即可。

8. TIN Predip

在随后的增厚工序之前,先于产品表面形成一层薄锡层。

9. 化学沉锡

加速化学沉锡反应。

操作温度:65~70°C

锡层厚度可根据浸泡时间获得 0.5~1.2µm。

10. 水洗

采用三级水洗,并确保充足的清水供给。

建议使用DI水(去离子水),以避免离子污染镀层表面。

水洗压力应足够大,以排出贯通孔内残留的药液,尤其是小孔。

11. POST DIP

防止锡表面氧化的化学药剂可有效延长锡层的保护寿命。

12. 水洗

继续进行三级水洗,并确保充足的清水供给,以彻底去除表面及贯通孔内残留的药液。

13. 风切刀

吹除表面及孔内的残留水分。

建议使用大于 5 kPa 的气压,以有效排出小孔中的水分。

14. 烘干

产品通过温度为 80~90°C 的烘干段,停留 60~90 秒,以彻底干燥所有贯通孔,避免孔内残留水汽在后续使用过程中引发锡表面氧化。

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