无铅焊接之表面处理
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
技術支援課 曾德銘
前言
鉛的危害 鉛化物易滲入地下水，成為飲用水的潛在危機。 歐盟之積極禁鉛 WEEE – 2006.7 全面禁鉛 RoHS – 規定各會員國於2004.8.13以前完成立法，並在 2006.7.1開始執法，禁止下列物質： 鉛、汞、鎘、六價鉻、溴耐燃劑(PBB,PBDE) 。 特殊例外另有規定。 歐盟電子電機設備中危害物質禁用指令(RoHS)
HASL(Hot Air soder Level) SWOT分析 傳統 HASL
優勢(Strenngth) 優勢(Strenngth) 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%) 劣勢(Weakness) 劣勢(Weakness) 錫面平整性不佳 無法用於較小的 BGA Pitch (CISCO:1.27mm) 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
機會(Opportunity) 機會(Opportunity) 目前已有 FOR 無鉛製程的 OSP 上 市
ENIG(Electroless NicKle Immersion Gold) SWOT分析 ENIG
優勢(Strenngth) 優勢(Strenngth) 可 Wire Bonding. 表面平整 fine pitch(<1.0mm) 保存壽命長(六個月) 可用於手機上 key pad,目前無其 他表面處理可取代 劣勢(Weakness) 劣勢(Weakness) 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 Solderbility 不佳
水洗
浸稀硫酸
水洗 水洗
預活化
鈀活化
純水洗
化學鎳
水洗
稀酸活化
浸鍍金
純水洗
金回收
快速水洗
I-Ag流程
廠內製造流程: 成型 電測 壓烤 FQC 化銀 隔無硫紙 FQC OQC 包裝 出貨 化銀流程（麥特）: 清潔 微蝕 預浸 化銀 純水洗 烘乾
I-Ag環境測試 廠內環境測試:
麥特 置放點 測試時間 噴錫線旁 2天 3天 成型外面走道 2天 3天 7天 OQC 14天 變黃 14天 正常 結果 正常 變黃 正常 變黃 正常 麥特+抗氧化 測試時間 2天 5天 2天 5天 7天 結果 正常 正常 正常 正常 正常
機會(Opportunity) 機會(Opportunity)
威脅(Threat) 威脅(Threat) 黑墊問題,微小焊墊焊點強度差 攻擊綠漆
I-Ag(Immersion Silver) SWOT分析 Ag
優勢(Strenngth) 優勢(Strenngth) 製造成本低 製程簡單.產速快 可重工 IMC:Cu6Sn5 焊點強度佳 保存壽命長(六個月) 表面平整 Fine pitch 機會(Opportunity) 機會(Opportunity) 因應無鉛製程..化銀市佔率有上 升趨勢(2001 2002 上升 8%) IC substrate ;BGA 產品應用↑ 劣勢(Weakness) 劣勢(Weakness) 製造環境要求(無硫.氯) 化銀表面易刮傷，需隔無硫紙 Wire bonding (Au)尚無 水質導電度要求(<20us)
PWB之表面處理方式 1. 有機保焊劑（OSP） 2. 化鎳浸金（ENIG） 3. 浸鍍銀（Immertion Silver） 4. 浸鍍錫（Immertion Tin） 5. 浸鍍Bi（Immertion Bismush） 6. 噴錫（HASL 99.3 Sn/0.7 Cu） 7. 電鍍鎳金（Nickel and Gold Electroplating）
< 0.1 wt% Pb
美國 JEDEC
< 0.2 wt% Pb
日本 JEIDA
< 0.1 wt% Pb
無鉛的範圍 表面貼焊或重工熔焊所使用的錫膏（Solder paste）。 電路板面的可焊處理層（Solderable coating）。 零件腳或焊墊之處理（BGA球腳亦需整體無鉛）。 波焊（Wave Soldering）的焊料。 元件內部各種互連點（F.C.用的C4凸塊則例外）。
威脅(Threat) 威脅(Threat)
OSP流程
廠內製造流程: 成型 電測 壓烤 FQC ENTEK FQC OQC 包裝 出貨
OSP流程 : 酸性清潔脫脂 微蝕 酸洗 ENTEK 烘乾 冷風吹乾 純水洗
ENIG流程
廠內製造流程: 防焊 化金 文字 成型 電測 FQC OQC 包裝 出貨
化金流程 : 熱浸脫脂 微蝕
變動製費
529429
824124.5
4003783 300000 (85%滿載 產能) 13.35
*
*
*
*
*
產能(SF) 產能 變動單位成本 (變動製費 產 變動製費/產 變動製費 能) 總單位成本 (總成本 產能 總成本/產能 總成本 產能)
176117
164704.5
3.01
5.00
6.56
7.08
噴錫 8-9月平均
ENTEK 8-9月平均
化銀-麥特 Ag:6-25u"
外包化銀(東匯) 外包化銀(通勝) 外包化銀(頎晶) 外包化金(東匯) 外包化金(東匯) Ag:4-12u" Ag:6-20u" Ag:10-15u" Au:3u" Au:5u"
日本的禁鉛 JEIDA – 2003年起，所有新產品都要使用無鉛焊料，2005年 含鉛焊料只能用於特例。 目前已知業者如Sony、Matsushita、Hitachi、NEC 等，均已全面禁鉛。 中國的禁鉛 全面接受RoHS的規定，不允許特例出現。 2006.1.1 開始執法。
無鉛的定義
歐盟 EUELVD
化銀(無抗氧化) 廠內要求: 1.化銀板需隔無硫紙，目的:1.防止化銀變色.2.防止化銀刮傷 2.拿取化銀板需帶乾淨手套(無硫.無氯手套). 3.化銀板烘烤(150℃/80min)無變色問題. 4.PCB經化銀表面處理後，建議於12小時內真空包裝完畢. 5.I-Ag Thickness 6 μ” ~ 20 μ” 組裝廠要求: 1.真空包裝後建議置放於溫度30℃以下、75%RH以下環境中儲放. 儲放時間(Shelf Time):六個月 2.真空包裝拆封後，化銀板需置放於溫度30℃以下、75%RH以下、無硫、 無氯環境中(一般空調環境即可)，且須一週內組裝完畢. 3.需Double-IR Reflow則需在Reflow一次後，3天內進行第2次Refolw. 4.化銀Reflow次數限制:5次
機會(Opportunity) 機會(Opportunity)
威脅(Threat) 威脅(Threat) 1998 歐盟 WEEE 法案 2004 年 1 月家電禁鉛
OSP(Organic Solderability Presevative) SWOT分析 OSP
優勢(Strenngth) 優勢(Strenngth) 製造成本最便宜 可重工 IMC:Cu6Sn5 焊點強度佳 製程簡單.產速快 劣勢(Weakness) 劣勢(Weakness) 保存壽命短(三個月) 無法做電性測試 無法 Wire Bonding Flux 限制 膜厚不好量測 威脅(Threat) 威脅(Threat) Reflow 次數較少(1-2 次) (normal OSP)
NOTE: 1.化銀板需置放在無硫.無氯的環境中.廠內具有空調之環境即可達到此 要求. 2.如上測試:化銀板置於空調環境(OQC)下可達7天，化銀不會變黃. 化銀+抗氧化板可達14天，化銀不會變黃.
OSP 之環境/製程要求
廠內要求: OSP Thickness 10μ” ~ 16 μ” 組裝廠要求: 1.真空包裝後建議置放於溫度30℃以下、75%RH以下環境中儲放。 儲放時間(Shelf Time):3個月 2.真空包裝拆封後，須2天內組裝完畢，若一面過完Reflow，另一面須於 24 Hr 內上件完畢。 3.OSP Reflow次數限制:3次
14.74
32.52
32.52
42.74
43.20
66.43
Final Finish成本比較
(NTD) 70 60 50 40
3 2 .5 2 3 2 .5 2 42.74 43.20
表面處理成本比較
總單位成本
6 6 .4 3 (總成本/產能)
30 20
1 4 .7 4
10 0
6 .5 6
7.08
ENIG 之環境/製程要求
廠內要求: Nickel Thickness 150 μ” ，Gold Thickness 3 μ” 組裝廠要求: 1.真空包裝後建議置放於溫度30℃以下、75%RH以下環境中儲放。 儲放時間(Shelf Time):六個月 2.真空包裝拆封後，須2-3天內組裝完畢。
百度文库
I-Ag 之環境/製程要求
焊錫性與信賴性 OSP IMC:Cu6Sn5 焊點強度佳 ENIG IMC:Ni3Sn4 焊點強度較差 ENIG具有優秀的耐污及耐老化性。 I-Ag IMC:Cu6Sn5 焊點強度佳 Ag不耐老化，空氣中極易變質。
Final Finish成本比較
噴錫 項目 8-9月 平均 直接人工 固定製費 308282 317225 8-9月平 均 197749 144800.5 Ag: 6-25u" 197749 219221 ENTEK 化銀 外包 化銀 (東匯) Ag: 412u" 外包 化銀 (通勝) Ag: 620u" 外包 化銀 (頎晶) Ag: 1015u" 外包 化金 (東匯) Au: 3u" 外包 化金 (東匯) Au: 5u"
前言
鉛的危害 鉛化物易滲入地下水，成為飲用水的潛在危機。 歐盟之積極禁鉛 WEEE – 2006.7 全面禁鉛 RoHS – 規定各會員國於2004.8.13以前完成立法，並在 2006.7.1開始執法，禁止下列物質： 鉛、汞、鎘、六價鉻、溴耐燃劑(PBB,PBDE) 。 特殊例外另有規定。 歐盟電子電機設備中危害物質禁用指令(RoHS)
HASL(Hot Air soder Level) SWOT分析 傳統 HASL
優勢(Strenngth) 優勢(Strenngth) 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%) 劣勢(Weakness) 劣勢(Weakness) 錫面平整性不佳 無法用於較小的 BGA Pitch (CISCO:1.27mm) 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
機會(Opportunity) 機會(Opportunity) 目前已有 FOR 無鉛製程的 OSP 上 市
ENIG(Electroless NicKle Immersion Gold) SWOT分析 ENIG
優勢(Strenngth) 優勢(Strenngth) 可 Wire Bonding. 表面平整 fine pitch(<1.0mm) 保存壽命長(六個月) 可用於手機上 key pad,目前無其 他表面處理可取代 劣勢(Weakness) 劣勢(Weakness) 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 Solderbility 不佳
水洗
浸稀硫酸
水洗 水洗
預活化
鈀活化
純水洗
化學鎳
水洗
稀酸活化
浸鍍金
純水洗
金回收
快速水洗
I-Ag流程
廠內製造流程: 成型 電測 壓烤 FQC 化銀 隔無硫紙 FQC OQC 包裝 出貨 化銀流程（麥特）: 清潔 微蝕 預浸 化銀 純水洗 烘乾
I-Ag環境測試 廠內環境測試:
麥特 置放點 測試時間 噴錫線旁 2天 3天 成型外面走道 2天 3天 7天 OQC 14天 變黃 14天 正常 結果 正常 變黃 正常 變黃 正常 麥特+抗氧化 測試時間 2天 5天 2天 5天 7天 結果 正常 正常 正常 正常 正常
機會(Opportunity) 機會(Opportunity)
威脅(Threat) 威脅(Threat) 黑墊問題,微小焊墊焊點強度差 攻擊綠漆
I-Ag(Immersion Silver) SWOT分析 Ag
優勢(Strenngth) 優勢(Strenngth) 製造成本低 製程簡單.產速快 可重工 IMC:Cu6Sn5 焊點強度佳 保存壽命長(六個月) 表面平整 Fine pitch 機會(Opportunity) 機會(Opportunity) 因應無鉛製程..化銀市佔率有上 升趨勢(2001 2002 上升 8%) IC substrate ;BGA 產品應用↑ 劣勢(Weakness) 劣勢(Weakness) 製造環境要求(無硫.氯) 化銀表面易刮傷，需隔無硫紙 Wire bonding (Au)尚無 水質導電度要求(<20us)
PWB之表面處理方式 1. 有機保焊劑（OSP） 2. 化鎳浸金（ENIG） 3. 浸鍍銀（Immertion Silver） 4. 浸鍍錫（Immertion Tin） 5. 浸鍍Bi（Immertion Bismush） 6. 噴錫（HASL 99.3 Sn/0.7 Cu） 7. 電鍍鎳金（Nickel and Gold Electroplating）
< 0.1 wt% Pb
美國 JEDEC
< 0.2 wt% Pb
日本 JEIDA
< 0.1 wt% Pb
無鉛的範圍 表面貼焊或重工熔焊所使用的錫膏（Solder paste）。 電路板面的可焊處理層（Solderable coating）。 零件腳或焊墊之處理（BGA球腳亦需整體無鉛）。 波焊（Wave Soldering）的焊料。 元件內部各種互連點（F.C.用的C4凸塊則例外）。
威脅(Threat) 威脅(Threat)
OSP流程
廠內製造流程: 成型 電測 壓烤 FQC ENTEK FQC OQC 包裝 出貨
OSP流程 : 酸性清潔脫脂 微蝕 酸洗 ENTEK 烘乾 冷風吹乾 純水洗
ENIG流程
廠內製造流程: 防焊 化金 文字 成型 電測 FQC OQC 包裝 出貨
化金流程 : 熱浸脫脂 微蝕
變動製費
529429
824124.5
4003783 300000 (85%滿載 產能) 13.35
*
*
*
*
*
產能(SF) 產能 變動單位成本 (變動製費 產 變動製費/產 變動製費 能) 總單位成本 (總成本 產能 總成本/產能 總成本 產能)
176117
164704.5
3.01
5.00
6.56
7.08
噴錫 8-9月平均
ENTEK 8-9月平均
化銀-麥特 Ag:6-25u"
外包化銀(東匯) 外包化銀(通勝) 外包化銀(頎晶) 外包化金(東匯) 外包化金(東匯) Ag:4-12u" Ag:6-20u" Ag:10-15u" Au:3u" Au:5u"
日本的禁鉛 JEIDA – 2003年起，所有新產品都要使用無鉛焊料，2005年 含鉛焊料只能用於特例。 目前已知業者如Sony、Matsushita、Hitachi、NEC 等，均已全面禁鉛。 中國的禁鉛 全面接受RoHS的規定，不允許特例出現。 2006.1.1 開始執法。
無鉛的定義
歐盟 EUELVD
化銀(無抗氧化) 廠內要求: 1.化銀板需隔無硫紙，目的:1.防止化銀變色.2.防止化銀刮傷 2.拿取化銀板需帶乾淨手套(無硫.無氯手套). 3.化銀板烘烤(150℃/80min)無變色問題. 4.PCB經化銀表面處理後，建議於12小時內真空包裝完畢. 5.I-Ag Thickness 6 μ” ~ 20 μ” 組裝廠要求: 1.真空包裝後建議置放於溫度30℃以下、75%RH以下環境中儲放. 儲放時間(Shelf Time):六個月 2.真空包裝拆封後，化銀板需置放於溫度30℃以下、75%RH以下、無硫、 無氯環境中(一般空調環境即可)，且須一週內組裝完畢. 3.需Double-IR Reflow則需在Reflow一次後，3天內進行第2次Refolw. 4.化銀Reflow次數限制:5次
機會(Opportunity) 機會(Opportunity)
威脅(Threat) 威脅(Threat) 1998 歐盟 WEEE 法案 2004 年 1 月家電禁鉛
OSP(Organic Solderability Presevative) SWOT分析 OSP
優勢(Strenngth) 優勢(Strenngth) 製造成本最便宜 可重工 IMC:Cu6Sn5 焊點強度佳 製程簡單.產速快 劣勢(Weakness) 劣勢(Weakness) 保存壽命短(三個月) 無法做電性測試 無法 Wire Bonding Flux 限制 膜厚不好量測 威脅(Threat) 威脅(Threat) Reflow 次數較少(1-2 次) (normal OSP)
NOTE: 1.化銀板需置放在無硫.無氯的環境中.廠內具有空調之環境即可達到此 要求. 2.如上測試:化銀板置於空調環境(OQC)下可達7天，化銀不會變黃. 化銀+抗氧化板可達14天，化銀不會變黃.
OSP 之環境/製程要求
廠內要求: OSP Thickness 10μ” ~ 16 μ” 組裝廠要求: 1.真空包裝後建議置放於溫度30℃以下、75%RH以下環境中儲放。 儲放時間(Shelf Time):3個月 2.真空包裝拆封後，須2天內組裝完畢，若一面過完Reflow，另一面須於 24 Hr 內上件完畢。 3.OSP Reflow次數限制:3次
14.74
32.52
32.52
42.74
43.20
66.43
Final Finish成本比較
(NTD) 70 60 50 40
3 2 .5 2 3 2 .5 2 42.74 43.20
表面處理成本比較
總單位成本
6 6 .4 3 (總成本/產能)
30 20
1 4 .7 4
10 0
6 .5 6
7.08
ENIG 之環境/製程要求
廠內要求: Nickel Thickness 150 μ” ，Gold Thickness 3 μ” 組裝廠要求: 1.真空包裝後建議置放於溫度30℃以下、75%RH以下環境中儲放。 儲放時間(Shelf Time):六個月 2.真空包裝拆封後，須2-3天內組裝完畢。
百度文库
I-Ag 之環境/製程要求
焊錫性與信賴性 OSP IMC:Cu6Sn5 焊點強度佳 ENIG IMC:Ni3Sn4 焊點強度較差 ENIG具有優秀的耐污及耐老化性。 I-Ag IMC:Cu6Sn5 焊點強度佳 Ag不耐老化，空氣中極易變質。
Final Finish成本比較
噴錫 項目 8-9月 平均 直接人工 固定製費 308282 317225 8-9月平 均 197749 144800.5 Ag: 6-25u" 197749 219221 ENTEK 化銀 外包 化銀 (東匯) Ag: 412u" 外包 化銀 (通勝) Ag: 620u" 外包 化銀 (頎晶) Ag: 1015u" 外包 化金 (東匯) Au: 3u" 外包 化金 (東匯) Au: 5u"