化学沉锡产品说明书.doc

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1、 CANADA BAIKAL CHEMICAL INC.CATALOGUE化学沉锡产品说明书CHEMICAL TIN VERTICAL PROCESSREV：2005.06 CANADA BAIKAL CHEMICAL INC.Table of ContentsProcess Characters工艺特点.2Operating Guide操作指导一、Process Sequence流程顺序.3二、Final Surface Cleaner表面除油4三、Microetch微蚀.5四、Predip预浸.6五、Chemical Tin沉锡.7六、Post treatment后处理.10Process

2、 Procedures开缸程序一、Cleaning Process开缸前清洗.11二、Start-Up Procedures起动程序12三、Determination of Etch Rate微蚀率测定.13四、Simple Solderability Test可焊性简单测试14Operating Parameters操作参数一、Analysis Frequency分析频率.15二、Operating Conditions操作条件.16三、Replenishment药水补充.17Chemical Analysis化学分析一、Final Surface Cleaner除油18二、Microetc

3、h微蚀.19三、Predip预浸.20四、Chemical Tin化学锡.21Solderability Test可焊性测试.22Result结论.23Process Characters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. 沈锡层光滑、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0.8-1.5m，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. 沈锡成本远低于沈镍金，与热风整平相当；7.

4、 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。Operating Guide操作指导一、Process Sequence流程顺序：流程序号缸号流程时间范围最佳时间温度过滤11除油2-4min3min40-5022、3两级水洗1-2min2min室温34微蚀60-90sec60sec室温45、6两级水洗1-2min2min室温57浸酸60-90sec60sec室温68、9DI水洗60-90sec60sec室温710预浸1-3min2min室温811

5、沉锡10-12min12min70-75912热DI水洗1-3min2min50-551013、14二级DI水洗1-3min2min室温1215、16热DI水洗1-3min2min50-55二、Final Surface Cleaner表面除油：1.开缸成分：M401酸性除油剂.100ml/L浓H2SO450ml/LDI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：40-50 最佳值：45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：

6、M401 增加1含量需补充10ml/L过 滤：20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呎。三、Microetch微蚀：1.开缸成分：Na2S2O4.120g/LH2SO440ml/LDI水.其余程序：向缸中注入85的DI水；加入计算好的化学纯H2SO4，待冷却至室温；加入计算好的Na2S2O4，搅拌至全溶解；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30-50， 最佳值：40补 充：Na2S2O4 每补加10g/L， 增加1%的含量H2SO4

7、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H2SO4四、Predip 预浸：1.开缸：50% MP01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：20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。五、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

8、 动：PCB架在缸内摆动，避免气体搅拌；过 滤：10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： 10-15g/L 最佳：12g/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： 每加入50ml/L沉锡

9、液（含Sn20g/L）可提高1g/L的锡浓度，使锡浓度保持在18-22g/L之间； 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； 按分析值补充有机磺酸的含量，使其保持在90-110ml/L之间； 蒸发损失可用去离子水补充液位。5.成份分析：1)锡的分析：试剂：0.1N碘溶液、30硫酸溶液、淀粉溶液分析步骤：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()(g/L)2.69V；2)有机

10、磺酸的分析： 试剂：a）10Mg 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。 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)9.61V3)硫脲的分析： 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

11、，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6.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50m

12、l/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70下20分钟后厚度趋于稳定，因此生产上选择在70下沉锡10-12分钟，可以得到1.5m(60微英寸)足够厚的锡层。7.废水处理：建议客户把废液装进贝加尔公司的桶里交回贝加尔化学公司专业处理，否则参考国家对废水排放的要求处理达标后排放；Process Procedues开缸程序一、Cleaning Process开缸前清洗：1、除油缸：1）用10%

13、 H2SO4浸泡2-3小时；2）排干净后用水洗缸三次；3）用DI水再洗一次，排净2、微蚀缸：1）用10% H2SO4浸泡2-3小时；2）排干净后用水洗缸三次；3）用DI水再洗一次，排净3、预浸缸：1）用10% H2SO4浸泡2-3小时2）排干净后用水洗三次；3）用DI水洗一次后用1%甲酸洗缸一次4）把缸和过滤系统排干净4、沉锡缸：1）用10% H2SO4浸泡2-3小时2）排干净后用水洗三次；3）用DI水洗一次后用1%甲酸洗缸一次4）把缸和过滤系统排干净二、Start-Up Procedures起动程序：1.检查所有缸的状况，确保达到可操作状态；2.打开加热器和循环泵，确保溶液处于流动状态；3.

14、化验室取样分析所有缸的成份，如与要求不符作必要调整；4.证实缸内温度符合要求；5.证实水洗缸内的水流速率符合要求；6.取一块约0.25平方英尺的板试做一遍7.测试样板的锡厚度；8.若样板锡厚度和外观合格，可正式生产。三、Determination of Etch Rate微蚀率测定：1.切33 的覆铜板（没有钻过孔的板）样板；2.清洗干燥，在40左右的炉内干燥5分钟；3.冷却后精确称量至小数点后四位数W1；4.把样板固定在电镀架上放入微蚀缸；5.正常微蚀条件达到后取出立即干燥；6.在40左右炉内干燥5分钟，冷却后精确称量至小数点后四位数W2 计算：微蚀率（u）=（W1-W2）381四、Simp

15、le Solderability Test可焊性简单测试：1.材料：1）有270个焊盘的双面板（处于裸铜状态）2）松香型助焊剂3）加热到245的锡炉4）秒表2.程序：1）把此电路板通过沉锡流程；2）沉好锡的板在助焊剂中浸10秒；3）让测试板滴干60秒；4）把测试板浸入熔化的锡上10秒；5）取出测试板，通风冷却；6）数没有被锡完全湿润的孔数M计算：可焊性（270M）2.70Operating Parameters操作参数一、Analysis Frequency分析频率缸号流程每班每天每周1除油除油剂铜含量4微蚀铜含量微蚀率10预浸酸当量铜含量11沉锡锡含量酸当量硫脲浓度铜含量二、Operatin

16、g Conditions操作条件缸号流程范围最佳值温度换缸条件1除油M401 8-12H2SO4 50ml/L10%室温Cu2+达到1.5g/L或每升处理量达到500呎4微蚀Na2S2O4 120g/LH2SO4 40ml/L微蚀率 30-50 u40u室温Cu2+达到50g/L时稀释到15g/L10预浸酸当量 0.45-0.55NCu2+ 1.5g/L0.5N室温Cu2+达到1.5g/L时或沉锡换缸时11沉锡Sn2+ 10-15g/L硫脲 90-110g/L酸当量 3.6-4.0NCu2+ 8g/LSn2+ 12 g/L硫脲 100g/L酸当量 3.8N60当Cu2+达到8g/L时三、Rep

17、lenishment药水补充缸号流程化学品补充最佳值1除油M401H2SO4每增加1含量需补充10ml/L每增加1含量需补充5ml/L1054微蚀Na2S2O4H2SO4每增加1含量需补充12g/L每增加1含量需补充4ml/L12410预浸M901每增加0.1当量需补充100ml/L0.5N11沉锡Sn902每加入10ml/LSn902可提高Sn2+0.5g/L酸当量：3.6-4.0N22g/L3.8NChemical Analysis化学分析一、Final Surface Cleaner除油1）Acid CleanerA.试剂： 0.5N NaOH 酚酞指示剂（Phenolphthalein

18、 indicator）B.步骤： 吸取10ml槽液至250ml锥形瓶中 加入50ml D.I.水 加入3滴酚酞指示剂 继以0.5N NaOH滴至粉红色为终点C.计算：Acid CleanerNaOH ml数N NaOH1.12D.维护：维持Acid Cleaner浓度在8-12每添加10ml/L的Acid Cleaner可增加槽液1的浓度。2）铜浓度A.试剂： 0.1N Na2S2O3 碘化钾（KI） 10KSCN 1淀粉溶液B.步骤： 取100ml槽液至250ml锥形瓶中。 加入1-2克碘化钾搅拌溶解。 加入20ml 10KSCN。 加入2-3ml 1淀粉溶液。 以0.1N Na2S2O3滴

19、定至乳白色为终点。C.计算：ppm铜Na2S2O3ml数N Na2S2O3635.4二、Microetch微蚀1.铜含量分析A.试剂： 浓氨水。 PAN指示剂（0.1酒精）。 0.2N (0.1M)EDTA标准液（37.2g/l Na2 EDTA.H2O）。B.步骤： 吸取1ml样本至250ml锥形瓶中。 加入50ml纯水。 加入4ml氨水，溶液转为透明蓝色。 加入3滴PAN指示剂。 以0.2N EDTA滴定至蓝绿色终点。C.计算：H/L金属铜EDTA ml数N EDTA31.82.硫酸分析：A.试剂： 0.1N NaOH 甲基橙指示剂B.步骤： 吸取1ml样本至250ml锥形瓶中。 加入50

20、ml纯水。 加入1-2滴甲基橙指示剂。 以0.1N NaOH滴定至黄色为终点。C.计算：硫酸NaOH ml数N NaOH2.86硫酸铜回收当溶液中铜含量接近60g/L时，可以回收硫酸铜。将溶液升温43-49，泵液至第二槽中降至室温（可用冷却管提高冷却效率），硫酸铜结晶后在槽低，溶液再泵回生产槽中，分析补充后再使用。将硫酸调至16冷却后可回收更多的硫酸铜。三、Predip预浸1.预浸液酸当量分析A.试剂： 0.1N NaOH标准溶液 酚酞指示剂B.步骤： 取工作液2ml至250ml锥形瓶中。 加入50ml纯水。 加入4-6滴酚酞指示剂。 以0.1N NaOH标准溶液滴定至粉红色终点。 记录滴定毫

21、升数M。C.计算：酸当量0.05M2.预浸液铜含量分析A.试剂： 0.1N Na2S2O3 碘化钾（KI） 10KSCN 1淀粉溶液B.步骤： 取100ml槽液至250ml锥形瓶中。 加入1-2克碘化钾搅拌溶解。 加入20ml 10KSCN。 加入2-3ml 1淀粉溶液。 以0.1N Na2S2O3滴定至乳白色为终点。C.计算：ppm铜Na2S2O3ml数N Na2S2O3635.4四、Chemical Tin化学锡1.锡的分析：A.试剂：0.1N碘溶液、30硫酸溶液、淀粉溶液B.分析步骤： 准确吸取2ml溶液到250ml烧瓶中； 加入15ml 30硫酸溶液； 加入100ml去离子水； 加入2

22、ml淀粉溶液； 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()(g/L)2.69V；2.有机磺酸的分析：A.试剂： 10Mg 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； 溴酚兰指示剂溶液或0.1乙醇溶液； 0.1N标准NaOH溶液。B.分析步骤： 准确吸取1.0ml沉锡液到250ml烧瓶中，加入100ml去离子水； 加入2ml Mg EDTA溶液及5滴溴酚兰指示剂溶液； 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

23、升数V；计算：有机磺酸(g/L)9.61V3.硫脲的分析：A.分析步骤： 将沉锡槽内取出的样品溶液冷至室温，然后过滤，收取滤液； 准确吸取2ml滤液至200ml容量瓶中，加去离子水至刻度，混匀； 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）； 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Solderability Test可焊性测试焊接性能的测试是在DAGE-BT 2400PC焊球剪切试验机(Solder ball Shear test Machine)上进行，沉锡样品先涂布S

24、parkle Flux WF-6050助焊剂，然后放上0.5mm的焊料(Sn/Pb)球，在回流焊机上熔化一次，焊球即焊接在样品上，再放入焊球剪切试验机上，用移动臂将焊球推离焊接点，同时记录推离焊球所需的力(以克表示)，所需的力越大，表示焊接越牢，可焊性越好。1.在155下烘烤不同时间后的锡球推力(国际标准合格值为800)：烘烤时间BAIKAL沉锡层M公司沉锡层A公司沉锡层喷锡01461145714651489214371435144414504143014281436143761403138614091424结果表明，在155烘烤4小时前后，三种沉锡层的锡球推力值十分接近，而且与喷锡的结果相当

25、，说明1.5m厚度的沉锡层可以取代数倍厚且不平整的喷锡层。2.在Heller回流焊机上回流焊数次后的锡球推力：(Heller Machine， 1800W， 带速：100cm/min，温度区：250，205，198，197，186，180，165，150)回流焊次数BAIKAL沉锡层M公司沉锡层A公司沉锡层喷锡01461145714641489114171427143014502140714051423142331411140414211409结果表明，三种沉锡层经三次回流焊后的可焊性仍然优良，其锡球推力值已远大于工业标准的800g，且与喷锡层的效果相当。3.在相对湿度90，40下经不同时间潮

26、湿试验的锡球推力：潮湿试验时间(天)BAIKAL沉锡层M公司沉锡层A公司沉锡层喷锡014611457146514774144514421451149181426141914331510结果表明，三种沉锡层经8天的潮湿试验，锡球推力仅有微小的下降，远大于800g的工业标准，证明其可焊性优良。Result结论：贝加尔公司沉锡工艺是一种有效的取代热风整平的新工艺，它彻底排除的氟和铅的污染，而且只要1.5m厚的锡层就可以经受155老化四小时(相当于常温下保存一年)，三次回流焊和8天的潮湿试验，其焊接性能也与喷锡和沈镍金接近，但其加工成本和加工周期远低于化学沈镍金，设备成本远低于喷锡，因此它是一种取代喷锡和沈镍金的有效工艺，尤其是在高密度线路板(HDI)和柔性板上有广阔的应用前景。2260-6700，Rumble St. Burnaby BC. V5E 4H7 CanadaTel：001-604-5263668 Fax：001-604-5263688