PCB-Hannstar(华硕内部培训讲义)

HannStarBoardCorporation&DSupervisorHannStarBoardCorporation://www.hannstarboard.com3Agenda1.Whatissurfacefinishtreatment?2.Categoryofsurfacefinish.3.Processintroduction4.SelectedGoldtechnology(SIT).5.Whatistheidealsurfacefinish?6.Comparewithdifferentsurfacefinishtreatment.6.Q&AHannStarBoardCorporation?HannStarBoardCorporation。4.其他考量：打線、插件、接觸導通HannStarBoardCorporation://www.hannstarboard.com7HASL:HotairsurfacelevelingENIG:ElectrolessNickelandImmersionGoldImAg:ImmersionSilverImmersionTinOSP:OrganicSolderabilityPreservativeHannStarBoardCorporation:鉛屬於重金屬會沉積在人體內，血液中超過25mg/dl就出現中毒現象，影響到神經、生殖系統，鉛會溶於酸性水中，在土壤中會擴散難以回收。禁鉛法令:歐盟WEEE1.2002/96/ECWEEE(Wasteelectricalandelectronicequipment):強調回收、再利用與再生.2.2002/95/ECRoHS(therestrictionoftheuseofharzardoussubstancesinelectricalandelectronicequipment):自2006年7月禁止在電子電器設備中使用鉛、鎘、汞、六價鉻、PBB、PBDE.HannStarBoardCorporation://www.hannstarboard.com10HASLHannStarBoardCorporation，以防止銅面氧化、污化，並保持裝配時零件與電路板良好的焊錫性。HannStarBoardCorporation：錫槽中含錫/鉛比為63/37共融組成的銲錫合金，高溫中板面承墊內的銅份會融入鉛與錫中，也就是銅原子會擴散進入熔融的銲料內，使熔融的銲錫與底銅之間，迅速產生如樹根般的一薄層“界面合金共化物”（IntermetallicCompoundCu6Sn5)，是一種藉錫鉛保護待焊銅面不致氧化的表面處理法。HannStarBoardCorporation酸洗助焊(flux)噴錫熱水洗水洗烘乾HannStarBoardCorporation：以5~10%H2SO4，將附著的有機污染物連根拔起，使真正潔淨的銅面能與融錫接觸，微蝕後將電路板吸乾、吹乾、烘乾。酸洗：去除微蝕後的銅面氧化物。HannStarBoardCorporation：助焊劑是利用一些具活性的化學品，如含氯與溴之化合物混入松香中製成，可將待焊金屬表面進行化學清潔，降低表面活化能，增進可焊性。噴錫：手動噴錫，錫爐溫度為230℃～260℃，將板子置入錫爐中3秒後拉起，以熱風刀將孔中及表面多餘的錫吹除HannStarBoardCorporation：直接冷水洗可能導致錫層表面收縮龜裂、故水溫都保持60℃。水洗：洗去板子多餘雜質及殘餘藥液，並烘乾出料。HannStarBoardCorporation●製造成本便宜●可重工●IMC:Cu6Sn5焊點強度佳●目前最普遍的表面處理(2002年:47%)●銲錫相容性佳優點HannStarBoardCorporation●表面平整性不佳，無法用於小Pitch零件●無法用於較薄的板子●表面離子污染度高●對PCB熱衝擊大,有撓曲問題●含鉛●板子所受熱量不均勻，容易造成板翹板扭。●焊錫面受到熱風刀向下的吹力，容易形成錫面垂流而影響零件的粘著。缺點HannStarBoardCorporation://www.hannstarboard.com23製程特徵1.在綠漆之後施行鍍鎳/金，採掛籃式作業，無須通電。2.單一表面處理即可滿足多種組裝須求：---可焊接、接觸導通、打線、散熱等功能.3.板面平整、SMD焊墊平坦，適合於密距窄墊的鍚膏熔焊。HannStarBoardCorporation://www.hannstarboard.com25流程簡介脫脂作用(1)去除銅面輕微氧化物及污物(2)降低液體表面張力，將吸附於銅面之空氣及物排開,使藥液在其表面擴張，達潤溼效果反應CuO+2H+→Cu+H2O2Cu+4H++O2→2Cu2++2H2ORCOOH’+H2O→RCOOH+R’OHHannStarBoardCorporation(1)去除銅面氧化物(2)銅面微粗化,使與化學鎳層有良好的密著性反應NaS2O8+H2O→Na2SO4+H2SO5H2SO5+H2O→H2SO4+H2O2H2O2+Cu→CuO+H2OCuO+H2SO4→CuSO4+H2O流程簡介HannStarBoardCorporation+H2SO4→CuSO4+H2O流程簡介HannStarBoardCorporation(1)維持活化槽中的酸度(2)使銅面在新鮮狀態(無氧化物)下,進入活化槽反應CuO+H2SO4→CuSO4+H2O流程簡介HannStarBoardCorporation(1)在銅面置換(離子化趨勢CuPd)上一層鈀,以作為化學鎳反應之觸媒反應陽極反應Cu→Cu2++2e-(E0=-0.34V)陰極反應Pd2++2e-→Pd(E0=0.98V)全反應Cu+Pd2+→Cu2++Pd流程簡介HannStarBoardCorporation:在活化後的銅面鍍上一層Ni/P合金,作為阻絕金與銅之間的遷移（Migration）或擴散（Diffusion）的障蔽層.流程簡介HannStarBoardCorporation－＋H2O→HPO32－＋2H+＋2e－次磷酸根氧化釋放電子(陽極反應)Ni2＋＋2e－→Ni鎳離子得到電子還原成金屬鎳(陰極反應)2H+＋2e－→H2↑氫離子得到電子還原成氫氣(陰極反應)H2PO2－＋e－→P＋2OH－次磷酸根得到電子析出磷(陰極反應)總反應式:Ni2＋＋H2PO2－＋H2O→H2PO3－＋2H+＋Ni電化學理論HannStarBoardCorporation+CuCuCu2+1.活化2.Ni/P沉積3.Ni/P持續生長Ni-PHannStarBoardCorporation(1)提供Au(CN)2—錯離子來源,.在鎳面置換(離子化趨勢NiAu)沉積出金層(2)防止鎳表面產生鈍態並與溶出的Ni2+結合成錯離子.(3)抑制金屬污染物(減少游離態的Ni2+,Cu2+等).反應陽極反應Ni→Ni2++2e-(E0=0.25V)陰極反應Au(CN)2-+e-→Au+2CN-(E0=0.6V)Ni+Au(CN)2-→Ni2++Au+2CN-流程簡介HannStarBoardCorporation→Ni2++2e－E0=0.25VAu(CN)2－+e－→Au+2CN－E0=0.6VNi2++錯合劑→Ni錯離子Ni/PHannStarBoardCorporation●可WireBonding.●表面平整●finepitch(1.0mm)●保存壽命長(1年)●可用於手機上keypad優點HannStarBoardCorporation●製造成本貴●ENIG不可重工●IMC:Ni3Sn4焊點強度較差●製程複雜.控管不易●黑墊缺點HannStarBoardCorporation://www.hannstarboard.com38在銅面上形成具有保護性的有機錯合物皮膜WhatisOSP?HannStarBoardCorporation://www.hannstarboard.com40OSPFilmafterIRReflow×3HannStarBoardCorporation易溶於水，廢水處理容易之綠色環保產品以醋酸/蟻酸（弱酸）為溶劑系統較低的處理成本（與其他焊墊處理製程比較）較低的離子污染（與其他焊墊處理製程比較）製程浸泡噴灑均適用重工