无铅喷锡Sn-CU-Ti除铜制程说明

无铅喷锡Sn-Tu-Ti除铜制程说明
一、前言
众所周知，欧盟、日本及美国的环保禁令关于无铅PCB以及下游的制程中的产品，铅、镉、汞、六价铬的含量指标有了明确的规定，时间从2006年7月1日起开始执行（详细的见欧盟的ROHS指令内容）。

为了达到ROHS指令的内容要求，在PCB制程中的表面处理部份也在进行了无铅化，其中无铅喷锡处理表面制程为无铅表面处理的一个重要的形式，而其中的无铅喷锡中的除铜制程工艺尤为关键。

二、无铅喷锡除铜说明
1.除铜的原因
在有铅及目前的无铅喷锡制程中，除铜工艺是必须的，在无铅锡的合金中，铜在一定的比例含量中铜的含量为0.7%（wt%），在锡-银合金中铜的含量为0.5%（wt%）最为合适。

如果铜的含量在合金中增加，也相应增加了无铅喷锡操作难度，但在喷锡的制板过程中，铜的含量随着制板量的增加而增加，在增加到一定的铜含量以后，就必须进行除铜降低的铜在锡槽中的含量，才能有效地进行生产得到合格的产品。

2.除铜的原理
一般地，目前无铅喷锡的除铜方法有物理除铜和化学除铜两种。

考虑到化学除铜的不稳定因素影响，因此我们采取物理除铜的方式进行。

物理除铜对于有铅喷锡和无铅喷锡制程来说本质是一样的，
但方式截然不同，因为形成铜晶的锡铜合金分析出为高铜含量的晶体，铜晶密度为7.3g/cm3，有铅锡（63/37）的密度7.6g/ cm3，无铅锡的密度为7.2g/ cm3。

因此在有铅锡中的铜晶是浮在表面，可以用漏匙即可捞出；相比之下，无铅锡中的铜晶的密度比母液的密度稍大，因此，铜晶是下沉或稍微悬浮在槽的下方，造成除铜的不方便。

在Sn-Tu-Ti合金体系中，我司针对铜晶的物理特性，通过对铜晶析出增加相应的催化剂，使铜晶的“聚合力”增加，静止状态下析出增加，使除铜的效率增加。

3.除铜的工艺要求
无铅喷锡的物理除铜工艺中，由于无铅喷锡自身的工艺时间不长，也只有三年多时间，在工艺上、操作上、执行上有待完善的地方，特别是除铜工艺，有待更好的研究及摸索。

一般地，在无铅锡槽中，Cu含量大于1.2%需做除铜处理。

在目前我司专业为Sn-Tu-Ti开发配套使用的除铜槽，是理想的除铜工具，以下详细地介绍除铜槽的规格及使用方法。

除铜槽操作说明
a.产品规格及外形
1）电源：AC 380V 50Hz 24KW
2）外形尺寸：（L）1170mm×（W）750mm×（H）500mm
3）材质：除铜槽用料：T＝12mm 360L不锈钢板
4）加热器：采用台湾进口加热器
b. 操作注意事项：
1)操作前要准备好高温防护用品（如高温鞋、高温手套、
防护面罩等）和消防器材。

2)除铜操作过程中要注意高温，穿戴好防护用品，以免烫
伤，做好防火措施。

3)除铜前锡液做铜离子含量化验。

（Cu2+含量大于 1.2％需
做除铜处理）
4)除铜频率：做板约3000FT2需做除铜处理。

c.操作步骤：
1) 铜槽移到通风地方，升起脚臂固定好除铜槽，接通电源。

2)把需要除铜处理的锡板（条）放入除铜槽里，再把除铜
槽上下加热器开关打开，然后再将除铜槽上下温控表的设
定温度调到300℃，待除铜槽里锡板（条）完全熔化。

（约
2.5小时左右）
3)当锡液温度达到300℃时，用漏勺将锡液来回搅拌均匀
再将除铜缸上下温控器设定温度调到235±5℃，让其降至设定温度。

注：除铜方法采用高低温物理除铜法。

先升温，后降温。

在降温过程中不得搅拌锡液，让锡液中铜离子形成铜针慢慢往下沉。

4) 除铜槽里锡液温度降至235±5℃时开始捞铜，捞铜顺序
将除铜槽分上下两层进行，第一次是锡液上半层，第二次是
锡液下半层；捞铜方法用漏勺从右到左（或从左到右）在一
定水平线上均匀捞过将铜针捞出。

5) 根据含铜量不同除铜工序可按上面②、③、④步骤进行
第二次或第三次。

6) 铜完成后将锡液分装好反复使用，关掉除铜槽总电源。

d.维护保养：
1) 运输、搬运过程中小心轻放，避免外物撞击。

2) 除铜槽使用后清理干净。

三、备注说明
目前无铅喷锡业界尚无一个接受标准，无铅喷锡如初生之物，尚待不断地完善。

无铅的工艺（如除铜）也需业界各种力量来影响及完善，对于客户的意见及要求，我司会尽心尽责，争取早日完善无铅喷锡工艺及流程。

四、附除铜槽图。