表面处理培训资料

一.PCB表面处理简介

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什么是PCB的表面处理？ 这里的“表面”指的是PCB上为电子元器件或其他系统到PCB的电路之间 提供电气连接的连接点，具体如：焊盘或接触式连接的连接点 、电子元 器件的插件孔等。这些表面为什么做处理？ 表面处理的目的？ 裸铜本身的可焊性能很好，但曝露在空气中倾向于以氧化物的形式存在 ，不大可能长期保持为原铜，因此需要对铜面进行其他处理。表面处理 最基本的目的是保证良好的可焊性或电性能。 表面处理都有那些？ 常见的表面处理：喷锡、沉金、OSP、全板镀金、电硬金、电金手指、 沉锡、沉银、镍钯金等
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甩金
金面颜色不良
◆为防止非金属化孔上金，在沉金前必须做毒化处理，我司主要用硫脲 浸泡除钯
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入职工艺知识培训讲义 3.电镀镍金工序
3.1.电镀镍金工序原理、设备; 3.2.电镀镍金工序工艺流程； 3.3.电镀镍金工序控制要点； 3.4.电镀镍金工序安全生产要求、维护和保养； 3.5.电镀镍金工序常见质量缺陷、原因和对策；
工艺知识入职培训
培训工序：PCB表面处理
讲 日
师： 陈黎阳 期：2010 年 08 月 16 日
入职工艺知识培训讲义 目 录
一、PCB表面处理简介 二、常见表面处理工序介绍 1.喷锡工序 2.沉金工序 3. 电镀镍金工序 三、其他表面处理 四、交流问答
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选择性沉金的板，必须使用W250干膜，以防止渗金问题
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2.5.沉金工序常见质量缺陷、原因和对策;
缺陷 甩镍 原因 1)前处理不良 除油浸泡时间不足 除油温度过低 微蚀浓度不够 微蚀温度过低 2)活化后水洗过长 3)活化液中铜含量过高 4 阻焊及前工序残渣 1) 镀镍后空气中放置过久 2) 金缸 PH 值过高 3) 浴温太低 4) 金缸铜污染过高 1) 金后水洗不良 2) PH 值过高 3) 温度太低 4) 铜污染过高 5) 镀层太薄 6) 镀液有不溶性,颗粒物混入 对策 延长浸泡时间 温度在 37C-43C 补充至标准浓度 温度在 27-33C 缩短时间 重新开缸 前处理难去除 酸活化 调至标准范围 维持 80~90C 维持 5PPM 以下 加强水洗 标准范围 维持 80-90C 加强循环
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2.1.沉金工序原理; 2.1.1沉镍的原理
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2.1.沉金工序原理; 2.1.1沉金的原理
作用：通过置换反应在活性镍上面沉积一层金.
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反应：当PCB板子在镀镍完后，放入金缸即受到槽液攻击而溶出Ni2+，释放 出2个电子被氰金离子捕获而沉积出Au 反应式：2 Au(CN)2- +Ni Ni2+ + 2Au +2CN-
1.调整Cu含量到控制范围 2.调整镍含量在控制范围 3.控制出炉后凉板时间
5
掉油
1.降低锡炉温度 2.喷锡前烘板
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入职工艺知识培训讲义 2.沉金工序
2.1.沉金工序原理; 2.2.沉金工序工艺流程； 2.3.沉金工序控制要点； 2.4.沉金工序安全生产要求、维护和保养； 2.5.沉金工序常见质量缺陷、原因和对策；
工序 物料 无铅锡条SN100CL 无铅喷锡 无铅锡条SN101CLE 无铅锡条SN102CLN3 有铅喷锡 铅锡条 纯锡条 主要成分 Sn99.3%,Ni0.05%, Cu0.7%,其他 Sn99.9%，Ni0.05% Cu0%，其他 Sn99.9%，Ni0.05%，Cu0%，其他 Sn/Pb63±3%/37±3% 99.9%Sn 作用 开缸使用 根据情况补加 补加液位 开缸使用，平时补加 根据Cu含量调整补加
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3.1. 电镀镍金工序原理、设备;

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3.1.1电镀镍金工艺简介 电镀镍金与沉金不一样，沉金完全为化学反应来实现，又称之无电镍金。而 以下要介绍电镀镍金均通过电化学方式来实现,板件作为阴极，金属板在镀液 中作为阳极，通电流后，在板件上沉积所需要的镀层。 在PCB业界电镀镍金主要有以下几种：
序号 常见缺陷 图片 可能的原因 1.板材不良 2.过度返工 3.停留过长 4.设计原因
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对应的措施
1
分层
1.更换材料 2.控制返工次数 3.喷锡前做烘板 4.通过铣边等方式来改善
2
锡粗
1.Cu含量过高； 2.Ni含量过高 3.出板后凉板不足 4.锡炉温度低 1.锡炉温度过高 2.浸锡时间过长 3.停放时间过长
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无铅喷锡其熔点普遍要高于有铅喷锡20-30℃
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1.2喷锡工序主要工艺流程;
1.2.1全板喷锡的工艺流程：
入板 前处理 喷锡 后处理 出板 自检
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下工序
1.2.2金手指+喷锡的工艺流程 金手指贴 红胶带 热压胶带
正常喷锡流程
撕红胶带
自检
下工序
1.2.3沉金或镀金+喷锡的工艺流程 金手指贴红胶 带或印蓝胶 热压胶带 或蓝胶烘干
正常喷锡流程
剥红 蓝胶带
自检
下工序
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1.3喷锡工序控制要点;
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序号 1 2 3 4 5
控制要点 丝印固化后停留时间≤8小时，否则重新烘板 非FR4基材、板厚≥2.5mm、基铜≥2OZ 停留时间超出2小时，需要烘板 返工喷锡最多2次，否则需QA确认 返工板只过辘松香段，不过微蚀段 Cu含量控制范围： 无铅喷锡：Cu≤0.9%， 有铅ller Air Knife PCB
垂直喷锡示意图
Air Knife
完成结构示意图
PCB
Solder Tank Solder Tank
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1.1喷锡工序原理、主要设备、物料;
1.1.2喷锡工序主要设备：
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设备名称 烘箱 压胶机 前处理 喷锡机 后处理线


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二.主要表面处理介绍
1.喷锡工序
1.1.喷锡工序原理、设备、物料; 1.2.喷锡工序主要工艺流程； 1.3.喷锡工序控制要点； 1.4.喷锡工序安全生产要求、维护和保养； 1.5.喷锡工序常见质量缺陷、原因和对策；
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b.后处理线流程：空气浮床→热水洗→轻擦洗板→四级水洗→干板组合
前处理线
后处理线
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1.1喷锡工序原理、主要设备、物料;
1.1.3喷锡工序主要物料： 无铅喷锡目前市场主流配方：锡银铜(SAC)、锡铜镍(SN100C) ，我司 目前采用的是SN100C系列

3
镀金手指
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3.1. 电镀镍金工序原理、设备;

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电镀镍机理 2H++2e H2 (副反应) 阴极(镍角)：Ni2++2eNi (主反应) 阳极(板件)：Ni - 2eNi2+ 电镀金机理 阳极发生析氧反应，阴极：金氰络离子在阴极放电 阳极(钛网)：2H2O - 4e →O2↑+4H+ 阴极(板件)：Au(CN)2- +e→Au+2CN-
+
+
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3.1. 电镀镍金工艺流程; 3.2.1全板电金工艺介绍
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镀金分软金及硬金，全板镀金即是软金一种，其纯度达到99.99%，主要 用于焊接或Bonding。全板镀金以铜表面镀上镍及薄金层作为抗蚀层， 其完成切片如下：
预防问题 分层，掉油 分层 分层、孔铜不足 防止锡面被酸氧化 保证可焊性，流动性
有铅喷锡锡厚控制范围：喷锡生产过程中，主要调节控制的参 数：锡缸温度、浸锡时间、风刀角度、风刀距离、搅拌速度
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1.4.喷锡工序安全生产要求、维护和保养
喷锡为高温工作环境，操作需特别注意防护措施
主要反应机理，镍还原的反应式：
（1）次磷酸根水解释放出活性氢原子 H2PO2-+H2O （2）镍离子在钯表面还原成金属镍 Ni2++2H （3）少部分次磷酸根析出磷 H2PO2-+H （4）部分次磷酸根氧化生成H2 H2PO2-+H2O PO32-+2H++2H Ni +2H+ P+OH- +H2O PO32-+2H++H2
序号 1 2 3 4 安全生产，注意事项 喷锡操作中带口罩，手套，防护镜 喷锡操作应戴好橡胶手套、外罩布手套、耳塞、口罩 喷锡过程温度高，要小心防止锡溅在身上，
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喷锡机身各处，刚出炉的板温度很高要小心防止烫伤，发生烫伤严重者需及时送医
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1.5喷锡工序常见质量缺陷、原因和对策
这里为什么不直接在铜上沉金？而是先沉上一层镍？
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2.1.沉金工序原理; 2.1.1沉镍的原理
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沉镀镍的原因是由于金和铜间会相互扩散，而镍层能够阻止金和铜间的扩散，并 且保证可焊性；如果没有镍层，金将会在数小时内扩散到铜中去 ，形成合金 层，甚至铜扩散到表面而被氧化，影响可焊性能。