有机保焊剂与金面污染.DOC

有機保焊劑與金面污染 OSP and Gold Surface Tarnish 　 　 作者：白蓉生　先生 一、前言 　 　　業界俗稱的 Entek 是指美商 Enthone 公司近年來所提供一種“有機護銅劑”之濕製程技術,目前正式的商品名稱是 Entek Plus CU-106A。事實上這就是“有機保焊劑”(Organic Solderability Preservatives;OSP)各類商品的一種(其餘如歐洲流行的 Shercoat，以及日本流行的 Cucoat 等)，是綠漆後裸銅待焊面上經塗佈處理，所長成的一層有機銅錯化物的棕色皮膜，電路板製程分類法將其歸之為表面終飾 Final Finish。 　 　 　　此等 OSP 製程的反應原理，是“苯基三連唑”BTA(Benzo-Tri-Azo)之類的化學品，在清潔的銅表面上,形成一層錯合物式具保護性的有機物銅皮膜(均 0.35μm或 14μin)。一則可保護銅面不再受到外界的影響而生鏽；二則其皮膜在焊接前又可被稀酸或助焊劑所迅速除去，而令裸銅面瞬間仍能展現良好的焊錫性；故正式學名稱之為“有機保焊劑”即著眼於後者之功能。 　　 　 　　目前 OSP 各種商品均已經過多次改進,實用上均可耐得住數次高溫高濕環境的考驗，得以維持不錯的焊錫性。故而某些講究焊墊平坦性的主機板，與面積較大的附加卡(Add-on card)等板類，其等焊墊處理已逐漸選用 OSP 製程，其目的當然是針對 SMT 錫膏印刷與引腳放置平穩性的考量。實際上其操作成本並不比噴錫便宜(原液 100 公升成本即達台幣 10 萬元)，不過在整體環保上似較有利。 　　 　 　　不幸當板面已有金手指或其他局部金面時，則經過 OSP(Entek)流程後,該等鍍金表面上也會生長出一層薄淺棕色的異常皮膜，雖然在插接或壓迫接觸過程(Press-Fit)中，尚不致造成接觸電阻太大的煩惱,然而一般比較挑剔外觀的用戶則很難放心允收。此等局部性金表面應如何預防其異常皮膜的生長，或長成皮膜後又如何在不損及金表面外觀下而設法予以清除，均成為生產線上十分惱人的問題。 　 二、Entek 流程簡介 Entek 是目前在台灣最流行的有機保焊劑製程，其中原因當然要拜大部份美國訂單之愛國所賜,現將其水平自動連線之各流程站簡介如後(至於各流程站間之水洗則未予列入)： 　 　1.酸性清潔脫脂 MAcid Cleaner(以純水配槽) 　 須採用 Enthone 公司原裝的 SC-1010DE 之銅面活化與清潔劑，不同於其他化學品可能會使金面上造成 Entek 皮膜增厚的麻煩。且本槽液不含螯合劑(Che-lator)故很容易清洗，使後續離子污染問題大為降低。根據經驗一旦此酸性清洗槽中含有螯合劑時,處理後的金手指上除了 Entek 皮膜外還會出現化學銅的異常沉積，進而產生較嚴重的變色情形。 ? 作業參數 方式 項目 水平輸送噴灑式 垂直浸泡式 濃度 10-20%體積比 20-30%體積比 溫度 38%-43℃ 43-49℃ 時間 30-60秒 3-5分 　 ? 2.微蝕 MMicroetch(以純水配槽) 可採 Enthone 專密性微蝕劑 ME-1020，比硫酸雙氧水或過硫酸銨(APS)等一般性微蝕液效果更好，可產生均勻光亮的微粗銅面，將使後來所長出的 106A 皮膜更為細緻均勻。但要注意此槽中之銅含量不宜超過 2000 ppm,以防金面上出現極薄的化學銅層附著。 ? ? 作業參數 方式 項目 水平輸送噴灑式 垂直浸泡式 濃度 60-90 g/l 90-120 g/l 溫度 21-32℃ 21-32℃? 時間 30-60秒 1-2分 蝕銅厚度 超過25μin即可 超過25μin即可 　 ? 3.酸洗 Acid Dip(以純水配槽) 採 5-10% 體積比之濃硫酸配槽，板子在室溫下處理約 1-3 分鐘即可，注意此槽液中的銅含量不可超過 500 ppm，以防在金面上產生銅膜的附著，且離槽的板子也應儘量吸乾，以無水狀態進入後站 106A 槽。 　 4.有機保焊劑處理 Entek Plus CU-106A 　 本槽液完全使用原液不加任何水份，分析後若發現濃度不夠時，可採用 10 倍濃度之補充液去添加補足(每公升應另搭配 37ml 之銨水)。操作時須進行過濾循環(每小時須翻槽 3-4 次)，但不可吹氣攪拌以防其中蟻酸(Formic Acid)逸出而充塞環境有害工安。其作業情況如下： ? ? 作業參數 管理 項目 標準點 控制範圍 濃度 原液100% 90-110%（以純水或補充液調整） 溫度 43℃ 40-46℃ 時間 60秒 30-90秒 總酸（TA） 100% 90-120%（以原液中的