锡铅电镀的演进介绍

文章摘要：但此种传统“熔锡板”却有下述难以避免的缺点，因此必须改用更好的SMOBC法，以因应下游焊锡性的要求。2.熔锡板的缺点a.由于“锡铅镀层”中已共镀上不少有机物，严重时会在熔合(220℃)之时出现缩锡(Dewatting)、产生气泡口(Outgassing)，甚至无法熔合(Non-Wetting)等现象，对下游零件组装的焊锡性大有影响。因而必须经常对镀液进行活性炭处理才能暂保平安，相当费事。b.熔锡后还要加印绿漆才能出货，而到了组装在线进行焊接步骤时，因为绿漆下的“熔锡层”，在受热到达熔点时(183℃)会发生流动，造成绿漆的破损，无法继续保护板子本身，甚至藏污纳垢遗留祸害。3.喷锡板的兴起上述两项

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但此种传统“熔锡板”却有下述难以避免的缺点，因此必须改用更好的SMOBC法，以因应下游焊锡性的要求。

2.熔锡板的缺点
a.由于“锡铅镀层”中已共镀上不少有机物，严重时会在熔合(220℃)之时出现缩锡(Dewatting)、产生气泡口(Outgassing)，甚至无法熔合(Non-Wetting)等现象，对下游零件组装的焊锡性大有影响。因而必须经常对镀液进行活性炭处理才能暂保平安，相当费事。
b.熔锡后还要加印绿漆才能出货，而到了组装在线进行焊接步骤时，因为绿漆下的“熔锡层”，在受热到达熔点时(183℃)会发生流动，造成绿漆的破损，无法继续保护板子本身，甚至藏污纳垢遗留祸害。

3.喷锡板的兴起
上述两项先天性的缺点，已使得“熔锡板”存在的负面效果过大，因而不得不改采新式SMOBC的裸铜喷锡板做为因应。这种“喷锡板”的优缺点又是如何，将分析于后:

A.优点——
铅锡镀层在完成耐蚀刻的阻剂角色后即行剥除，使得绿漆可以直接加印在裸铜线路上，称之为Solder Mask Over Bare Copper(SMOBC)。由于组装焊(230℃)距离铜的熔点(1083℃)尚远，在数度焊接中其绿漆层仍然紧附于铜面上，丝毫不受影响，完全达到让板的功能。且所镀之锡铅层若只做阻剂用途时即无需熔合，厚度也不必达到0.3mil以上(溶锡板需达到0.3mil以上)，其电镀时间自可减半，流程也得以加速。当焊锡性不再讲究时，镀液也无需再小心呵护，大可省却处理的麻烦。

所谓喷锡板(大陆术语为热风整平，系直译自Hot Air Level ling)，是先将镀锡铅之阻剂层剥掉，再完成绿漆，并将孔环孔壁及垫铜面做好清洁处理后，使板子浸于熔融焊锡池内，在沾满焊锡并吹掉多余者而得到的板子，谓之喷锡板。

B.缺点——
仅只当成阻剂的锡铅层，在完成蚀刻后还要设法予以剥掉，不但要只增“剥除液”的制程及费用，其扣续的环保处理更是缺少不得。且绿漆后的板子还需要做喷锡(大陆术语为热风整平，系直译自Hot Air Level ling)才能完工。如此多加流程倍增开销，成本难免会上升。加之喷锡的温度常高于熔锡，厚度均匀性也不如熔锡。且因IMC劣化较快，焊锡性的维护反不如熔锡板。

从上述的分析比较，单就PCB本身立场看来，喷锡板实在是得不偿失;但若站在下游用户的观点，则喷锡板又势在必行。幸好近年“预焊剂”(Pereflux)进步很快，令喷锡板有了代用制程，现说明于后。

4.预焊剂的裸铜板

a.所为预焊剂就是在“松香基”(Rosin Base)助焊中添加若干“护铜剂”(如Imidazole类)，使涂布在绿漆后已剥锡的裸铜导体上(焊垫或孔环孔壁)，而能与波或锡膏中的焊锡配合，完成焊接的使命，这才是真正的裸铜板。

b.由于松香基预焊剂怛属溶剂型，在板面会呈现粘遢遢不清爽的现象，又不耐温不耐湿，是一种讨人厌的涂层，而且也不利电性测试的进行。近年来虽有改进，但仍只在日系业界中流行而已。

c.水溶性纯做护铜作用的皮膜层，最早是Glicoat(Alky-Imidazole)制程，在裸铜单面板中已使用多年，称“整面处理”(整理铜面)。然而耐温耐湿性质仍达不到多次焊接，及长期存放的可靠焊锡性，故鲜见于双面或多层板。
此类水溶性护铜剂亦会出现这一种Entek Cu-56处理，这就是IBM系统所奉为上方宝剑的“苯骈三氮唑”(Benxotriazole，简称BTA)，这可能量所有“裸铜板”化学品中唯一的美式产品，为了保持面子也经常在蓝图上指定使用。因其所处理的皮膜甚薄，根本不耐湿也不耐温，只能短时间护铜而已。

d.最新水溶性Preflux应属获有专利的Alky-Benzi-Imidazole(上村公司之商品为Cu-Coat A)，在耐湿耐温上已有大幅的改进。常温中放置半年后其PCB仍可耐得住锡膏正反面，及波焊等三次高温焊接作业。这种Cu-Coat A无论是在流程、设备、环保及操作成本上，与喷锡相比都有过之而无不及。板子不但焊垫表面非常平坦有利于SMT，且因全未接触高温未遭热应力，对于板子的平坦度(Flatness)及“尺度安定性”也都大有帮助，假以时日将大有取代喷锡之势。

五、以纯锡层为耐蚀刻阻剂
上述喷锡板或真正的裸铜板，需将辛苦镀上的“锡铅层”又再的剥掉，为的只是抵抗“碱性含氨蚀刻液”那短短1-2分钟的攻击而已。而纯锡层照样耐得住这种喷蚀。在无需继续兼顾下游的焊接起见，其中恶名昭彰的“铅”大可弃之不顾，这就是近年来业界已渐改用“镀纯锡”的方式，以代替锡铅的合金镀层了。

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