PCB科技 - 浸沒鍍銀的無鉛焊接表面處理

印刷電路板製造商, lead-free soldering surface treatment for immersion silver plating

There are many types of lead-free soldering in SMT chip processing. 上文介紹了OSP, 這是另一種常見的浸沒鍍銀方法.
在酸溶液中各種元素的電動勢系列排列中, the potential of silver is +0.80V, and the potential of copper is +0.52V； 在此期間, 銅的活性比銀高0.279V. 因此, 製備溶解銅並沉積銀的浸入式鍍銀液並不困難. 此外, 焊接時, 銀層將迅速溶解到高溫焊點中. 6“當錫和銅瞬間完全接觸時, 快速形成良性IMC CL1.6Sn； 所以浸錫時間很短. 可焊性也很好, 隨後的焊點强度非常可靠. 可以看出，銀層根本不參與焊點的結構, 但只能保護銅表面不生銹.

1. Overview of Organic Silver
The new organic immersion silver plating with silver nitrate formula has about four main processes, 即：銅表面預清洗, 微蝕刻, 條件性治療, 和浸沒鍍銀, 等.； 可採用臥式自動輸送管道進行連續性雙面加工. 現時有許多產品工藝用於綠色塗料後的浸沒鍍銀. 臺灣知名品牌，如MacDermid–s SterlingTM Silver, 考克森α水准, 和Atotech的銀色表面聖, 等., 臺灣 印刷電路板 行業只會在客戶的特殊指定下進行浸入式操作. 鍍銀處理實際上是由於各種無法注意或解决的可焊性問題! 當然，客戶指定的責任不在我身上.
雖然銀也被列為貴金屬, 純銀表面在常溫環境下很容易硫化和氧化, which is a tenacious and poor quality film called Tarnish (staining or discoloration) or Passivation (passivation). . 無清潔助焊劑的無力將立即對可焊性產生不利影響. 因此, 多年來，銀表面的各種防污或防變色處理一直是金屬表面處理行業的目標.
在當前的商業“浸沒鍍銀”鍍液中, certain organic inhibitors (Inhibitor) must be added to co-deposit in the plating layer to help the ribs to prevent the discoloration of the silver surface. 然而, 在實際操作中, 第一次高溫焊接幾乎完美無缺, 但第二次焊接或波焊取決於變色程度. 一旦變成棕色, 即使水溶性焊劑非常活躍, 它仍然對過度變色漠不關心. 因此, 第一次焊接時, 您還必須小心，不要污染它一點，以避免污染和惡化其微妙的焊接效能.

通常地, 浸沒銀的厚度約為0.2-0.3mm，平整度極佳. 從俄歇深度剖面可以看出共沉積在膜中的有機抑制劑. 這些有機物將均勻分佈在0.075m米. 純銀量的分配比, 有機物, 浸沒銀層中的銅含量與膜厚度的深度直接相關. 下圖顯示了3者的比率與其深度之間的關係.
對於α能級引入的浸沒銀, the average thickness is 4-5min (0.125mm). 完成時, a thin (5A) transparent organic protective film will appear on the surface, 與上述銅表面的OSP保護膜相同. 可以說在同一扇門中具有類似的功能. 其想像組成可以從以下橫截面示意圖中理解.

3. The solderability of organic silver
As for the solderability, 許多行業參與者對此進行了研究, 它似乎比OSP更好, 且不劣於焊錫板, even the sample after steam aging (Steam Aging) still shows good solderability . Some people deliberately make it after three times of high-temperature welding (Reflow), 從潤濕平衡測試中發現，其潤濕力幾乎與新樣品無法區分. 此外, 許多公司還證實，浸沒銀在各種可靠性測試中的結果也非常好.
除了焊接, 浸沒銀可以用作電晶體引線鍵合的表面處理. 通常地, 對於直徑為10密耳的超聲波型鋁線，效果相當好. 有時也可用作觸點連接, 但這與厚度直接相關. 當底部銅表面的微蝕刻變得相當粗糙時, 浸沒銀厚度通常達到10mm及以上, 囙此，它可以用於執行連絡人任務.
然而, 這些優异的可焊性和耐老化能力都是為最純淨、最清潔的鍍液和樣品編寫的. 一旦錫槽受到輕微污染或組裝和焊接環境不理想, 浸沒鍍銀的可焊性將大大失真. 微量氨將嚴重影響當前浸沒鍍銀的可焊性, sulfur dioxide (SO2) and nitrogen dioxide (N02) in the water vapor. 浸鍍過程中的水質也極其重要, 少量氯離子污染會帶來不良影響. 此外, 運輸包裝必須使用特殊的“無硫紙”. 這種精緻的紙不僅價格昂貴，而且只能使用一次. 當它到達客戶機時, 紙張必須逐個打開並密封, 必須立即在黑板上標出. “零件”和焊接, 如果現場環境停留時間過長, 可焊性可能會導致問題. 當進行第二次或第3次重新焊接時, 焊接不良的災難場面真的很可怕. 此時, 銷售談話不得不說不出話來.

4. Process management of immersion silver plating
Commercialized immersion silver, 唯一廣為人知的名字是ATO的“Silver Finish ST”，來自德國商業, 來自美國商業事務的英鎊, 和Cockson的α水准.
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