② 微蚀。溶液组成:SPS 100~150g/L,H2SO4 1~2%(V/V);20~30℃;1~2min;蚀铜量:0.5~1μm;溶液需空气搅拌。
③ 活化。活化液为离子钯型活化液,有两种:盐酸型和硫酸型,使用浓度:1×10-5~×10-4;25~30℃;2~5min。
(2) 化学镀镍
化学镀镍在PCB工艺中,它的溶液必须是酸性溶液
镀液主要以NiSO4•2H2O为主盐,并以NaH2PO2•H2O作为络合剂,稳定剂焦亚硫酸钾或硫代硫酸盐,氟化钠作为加速剂,缓冲剂为醋酸钠、硼酸或氟化钠。
1.3 化学镀锡
化学镀锡的本质是一个置换反应的过程,在反应过程中,PCB表面的金属铜不断的将镀液中的络合锡(化学镀锡时使用络合锡,而不是Sn2+,这是因为φ0Sn2+/Sn=-0.316V,φ0Cu+/Cu=0.51V,φ0Cu+/Cu>φ0Sn2+/Sn,所以Sn2+不可能被铜给置换出来)置换出来,置换出来的锡就会覆盖在PCB的表面,当印制的表面完全被锡所覆盖时,反应就会停止。
由于Sn2+不稳定,会转化为Sn4+,所以工艺过程中,镀液中不能含有氯、溴等物质。溶液主要添加锡以及不同的化学锡液,实验操作时,由于配方的不同,温度、时间均有差异。方景礼介绍了一种新型NCI-8888 置换镀锡工艺[15],能满足无锡须、无铅的要求。化学镀锡工作流程如下:
1.4 化学镀银
化学镀银的本质是一个置换反应[16],因为φ0Cu+/Cu=0.51V,φ0Ag+/Ag=0.799V,所以在反应过程中,PCB表面的金属铜不断的将镀液中的银离子置换出来,置换出来的银就会覆盖在PCB的表面,当PCB的表面被银完全覆盖时,反应就会停止。反应过程如下:
化学镀银的工艺过程如下:
浸银过程中,银的含量0.5~0.6g/L,并控制pH值为6.5~7,在43~53℃条件下浸渍3min,杂质Cu2+控制在0.5g/L以内。
1.5 OSP
OSP是指唑类化合物在一定的实验条件下,以溶液中微量的二价铜离子促发而在裸铜的表面形成的络合物,该络合物薄层可以有效的防止裸铜表面被空气、湿气腐蚀氧化,此外在焊接过程能够承受一定的高温烘烤以及高温下的多次冲击[17]。此外,OSP有良好的水溶性,与焊膏、助焊剂有着很好的兼容性且成本不高,工艺便捷。值得一提的是,OSP区别于其他工艺的最大的特性,也是它得到推崇的一个原因便是在整个工艺流程中的无铅化,正因为如此,OSP工艺才会如此迅猛、快速的发展。我们知道铅成分有助于承受高温焊接的过程,然而OSP技术在不含有铅的前提下,依然可以承受焊接过程中的高温冲击和多次的焊接。所以,OSP取代了HASL,逐步成为PCB制造过程中广泛应用的技术。但是,OSP也有它自身不足的地方,例如成膜厚度不易把握,薄膜容易被刮坏等。
1.6 表面终饰方法的比较
上述几种表面处理方式中,从理论、实践、成本以及环保等方面来看,最有发展空间的是有机保焊剂OSP,其次是化学镀银。这几种表面终饰的主要特性列于表1和2。
表1 表面处理方法的主要特征
项目 热风整平 化学镀Ni/Au 化学镀锡 化学镀银 OSP
制造成本 中高 高 中 中 低
处理温度 ≥240℃ ≥80℃ ≥60℃ 50℃ 常温至40℃
处理时间 1~3s 40min 6~10min 60~120s 30~90s
表面状态 表面张力大 易黑斑、脆裂 锡须、黑/灰 变色 稳定、防划伤 PCB表面铜的抗氧化处理国内外研究现状(2):http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_22821.html