PCB硫酸镀锡之雾锡高耐蚀性工艺PM－403
（周生电镀导师）
产品概述：
PM－403是专门针对HDI高密度互连印制电路板镀纯锡工艺研发的单液型添加剂。该工艺具有电流效率高、结晶细致均匀、抗蚀效果好等优点，且能有效地防止二階锡氧化，延长缸液寿命，可长时期使用。该工艺使得独立孔环，线路尖端与微孔中电镀厚度分布有显著的一致性，在复杂布线图的印制板的电镀中不会产生烧焦沉积物。宽广的主盐浓度降低了物料生产中的损耗。致密且抗氧化性强的镀层只需3-4微米厚度即可保证安全生产，无需锡保护剂配合，降低金属锡用量50%以上，可大幅节省成本。而且锡保护剂因为稳定性不佳逐渐被淘汰，致密耐蚀型镀锡光亮剂成为主流。
周生电镀导师之（@q）：（3）（8）（0）（6）（8）（5）（5）（0）（9）
电镀导师之[（微）（Xin）]：（1）（3）（6）（5）（7）（2）（0）（1）（4）（7）（0）
●配方平台不断发展
我们的配方平台包含的成熟量产商业配方，已有AN美特、乐思、罗哈、麦德美、国内知名公司配方。配方平台帮助了很多中小企业提高产品技术水平，也有不少个人因此创业成功，帮助国内企业抢占国外知名企业市场，提升国产占有率是我们长期追求的目标。
●说明
目前市场上有很多类似抄袭或者是买过部分配方后再次转卖的，他们会改动数据，而且不会有后期的改进和升级。他们甚至建立Q群或者微@信群推销配方。我们没有建立任何群。一切建&群的都是假冒。（本*公*告*长*期*有*效）。有些号称配方公开的公司，其实公开的是代号配方，靠高价卖代号原料赚取高额利润，希望买配方的用户不要被此类广*告忽悠。
操作条件：
开缸步骤：
1.在纯洁的槽中加入50%纯水；
2.在连续搅拌下慢慢加入10%V/VC.P.级硫酸；
3.加入需要量的硫酸亚锡至纯水中，加入时不断搅拌；
4.用纯水加至90%的工作液量；
5.冷却溶液至约23℃；
6.溶液冷却后连续搅拌下加入4%添加剂；
7.用纯水加至所需体积。
操作控制与维护：
1.添加剂按安培小时添加。每千安培小时加入100-400毫升PM－403，或可用霍尔槽试验来调整。
2.锡面正常颜色为高低区一致的灰色，霍尔槽片上没有烧焦粉状物。
分析方法：
(一)硫酸亚锡（SnSO4）
1.步驟
1.于250ml錐形瓶﹐加100ml去離子水和5ml濃鹽酸。
2.加2ml Sample.
3.加2.5ml 澱粉(Starch)指示劑。
4.以0.1N 碘(I2)標准液滴定至藍色。
2.計算
SnSO4(g/L)=N of I2*mLs of I2*107.4÷2
例﹕25(g/L)=0.1N of I2*4.6mLs of I2*107.4÷2
(二)硫酸(H2SO4)
1.步驟
(1)取5ml Sample加去離子水稀釋至100ml.
(2)加入50ml 4%草酸銨(Ammonium Oxalate).
(3)加入5滴甲基橙(Methyl Orange)指示劑。
(4)以1N NaOH標准液滴定至黃色。
2.計算
H2SO4(%)=N of NaOH * mLs of NaOH * 0.532 例﹕10(%)=1N of NaOH *18.8 mLs of NaOH * 0.532
PCB沉锡工艺研究 PCB沉锡工艺是为有利于SMT与芯片封装而特别设计的在铜面上以化学方式沉积锡金属镀层，是取代Pb-Sn合金镀层制程的一种绿色环保新工艺，已广泛使用与电子产品（如线路板、电子器件）与五金件、装饰品等表面处理。 一、沉锡工艺特点 1.在155℃下烘烤4小时（即相当于存放一年），或经8天的高温高湿试验（45℃、相对湿度93％），或经三次回流焊后仍具有优良的可焊性； 2.沉锡层光滑、平整、致密，比电镀锡难形成铜锡金属互化物，无锡须； 3.沉锡层厚度可达0.8-1.5μm，可耐多次无铅焊冲击； 4.溶液稳定，工艺简单，可通过分析补充而连续使用，无需换缸； 5.既适于垂直工艺也适用于水平工艺； 6.沉锡成本远低于沉镍金，与热风整平相当； 7.对于喷锡易短路的高密度板有明显的技术优势，适用于细线高密度IC封装的硬板和柔性板； 8.适用于表面贴装（SMT）或压合（Press-fit）安装工艺； 9.无铅无氟，对环境无污染，免费回收废液。 二、沉锡工艺流程顺序： 三、Final Surface Cleaner表面除油： 1.开缸成分： M401酸性除油剂……….100ml/L 浓H2SO4…………………50ml/L DI水……………………..其余 作用：除去电路板表面油污，氧化层和手指印。此除油剂与目前市面上常见的所有阻焊油墨都兼容。 2.操作参数： 温度：30-40℃，最佳值：35℃ 分析频率：除油剂，每天一次 控制：除油剂80-120ml/L，最佳值：100ml/L 铜含量：小于1.5g/L
补充：M401，增加1％含量需补充10ml/L 过滤：20μ滤芯连续过滤，换缸时换滤芯。 寿命：铜含量超过1.5g/L或每升处理量达到500呎。 四、Microetch微蚀： 1.开缸成分： Na2S2O4……………….120g/L H2SO4…………………40ml/L DI水………………….其余 程序：①向缸中注入85％的DI水； ②加入计算好的化学纯H2SO4，待冷却至室温； ③加入计算好的Na2S2O4，搅拌至全溶解； ④补DI水至标准位置。 2.操作参数： 温度：室温即可 分析频率：H2S04，每班一次 铜含量，每天一次 微蚀率，每天一次 控制：铜含量少于50g/L 微蚀率：30-50μ，最佳值：40μ 补充：Na2S2O4，每补加10g/L，增加1%的含量 H2SO4，每补加4ml/L，增加1%的含量 寿命：铜含量超过50g/L时稀释至15g/L，并补充Na2S2O4 和H2SO4 五、Predip预浸： 1.开缸：10% M901预浸液；其余：DI水 用途：在沉锡前湿润微蚀出的铜面，此预浸液对任何阻焊油墨都没有攻击性； 2.操作参数： 温度：室温 分析频率：酸当量，每天一次 铜含量：每周一次 补充：酸当量，每添加100ml/LM901，增加0.1当量 液位：以DI水补充 过滤：20μ滤芯连续过滤 寿命：与沉锡缸同时更换 3.废水处理：与后处理废液中和后过滤出固体物质。 六、Chemical Tin沉锡： 1.设备：预浸和化学锡缸均适用； 缸体： PP或PVC缸均可； 摆动：PCB架在缸内摆动，避免气体搅拌； 过滤：10μ滤芯连续过滤； 通风：建议15MPM通风量； 加热器：钛氟龙或石英加热器； 注意：不能有钢铁材料在缸内 2.开缸：100% Sn9O2 沉锡液开缸，此沉锡液对任何阻焊油墨都没有攻击性； 3.操作参数：
喷锡与沉锡异同点及化学沉锡常见问题分析 PCB沉锡工艺是为有利于SMT与芯片封装而特别设计的在铜面上以化学方式沉积锡金属镀层，是取代Pb-Sn合金镀层制程的一种绿色环保新工艺，已广泛应用于电子产品、五金件、装饰品等。印刷线路板有两个较为常用的工艺：喷锡和沉锡。喷锡，主要是将PCB板直接侵入到熔融状态的锡浆里面，在经过热风整平后，在PCB铜面会形成一层致密的锡层，厚度一般为1um-40um。沉锡，主要是利用置换反应在PCB板面形成一层极薄的锡层，锡层厚度大约在在0.8um-1.2um之间，沉锡工艺更普遍应用在线路板表面处理工艺当中。 化学沉锡常见技术问题分析 化学沉锡是PCB沉锡工艺的一种，应用较为普遍，其工作原理是通过改变铜离子的化学电位使镀液中的亚锡离子发生化学置换反应，其实质是电化学反应。被还原的锡金属沉积在铜基材的表面上形成锡镀层，且其浸锡镀层上吸附的金属络合物对锡离子还原为金属锡起催化作用，以使锡离子继续还原成锡，其化学反应方程式为2Cu+4TU+Sn2→2Cu+（TU）2+Sn。 化学沉锡层的厚度大约在在1um-40um之间，表面结构较为致密，硬度较大，不容易刮花；喷锡在生产过程中只有纯锡，所以表面容易清洗，正常温度下可以保存一年，并且在焊接的过程中不易出现表面变色的问题；沉锡，锡厚大约在在0.8um-1.2um之间，表面结构较为松散，硬度小，容易造成表面刮伤；沉锡是经过复杂的化学反应，药剂较多，所以不容易清洗，表面容易残留药水，导致在焊接中易出现异色问题，保存时间较短，正常温度下可以保存三个月，如果时间久会出现变色。 化学沉锡板的主要缺陷表现为锡面发暗、锡面污染导致的可焊性不良问题，经过大量数据分析及现场调查，基本确定造成原因主要由以下几个方面，首先，生产过程药液拖带消耗：因锡槽药水具有粘度较大特性，致使生产带出量较大，从而导致锡槽药液消耗量大。同时，由于锡槽槽液大量带入硫脲洗槽，造成硫脲洗槽铜含量上升快，影响生产板清洗效果，易
汕头超声印制板公司工作指示 CHINA CIRCUIT TECHNOlOGY (SHANTOU) CORPORATION WORK INSTRUCTION 标题：沉锡工艺工作与问题处理 TITlE：WORK INSTRUCTION FOR TECHNICS WORK TASK AND PROMBLEM TREATMENT 文件编号：WI-Y1-ME-A 版本：0 D O C U M E N T N O.：VERSION NO.： 生效日期：页数：E F F E C T I V E D A T E： PAGES： 编写：日期： DRAFTED BY：DATE： 审核：日期： AUDITED BY：DATE： 批准：日期：APPROVED BY：DATE：
工作指示修改表
1.目的 使新工艺人员了解沉锡的工艺工作要点及问题的处理 2.适用范围 沉锡工艺人员 3. 注意内容 3.1. 工艺控制注意事项: 1.锡缸加药顺序及方法：首先添加基本剂LP，然后添加基本剂2000，循环20min后添加锡溶液C，循环10min后才能添加添加剂。 2.锡缸要特别提防含铁的物质进入，以免造成药水的报废； 3.当药水中铜离子浓度较高时，用铜离子处理器进行冷却过滤，除掉铜离子，以免造成品质问题及药水报废； 4.更换锡缸棉芯时由于气体未排尽使药水变得浑浊时，须及时将过滤桶中的气体排走，以免造成药水报废；
3.3沉锡添加药水配制发红的调查和完善 甲磺酸与Sn2+可以络合，有稳定Sn2+的作用； 硫脲与Ag+有强的络合能力； 当SF-C加入没有混合均匀即加入添加剂，即Sn2+和Ag+ 都没有被充分的络合情况下（ Sn2+为还原剂和Ag+为氧化 剂），导致局部发生如下反应： 2Ag++Sn2+=2Ag↓+Sn4+ 生成单质银沉淀。 采取的完善措施 延长加药间隔时间。 安排专人配药，全部白天配制 培训员工树立正确操作意识，增强节约观念
电镀系列配方之雾锡配方的改进与应用 周生电镀导师 雾锡即半光亮镀锡，通常用于电子产品和线路板电镀，属于功能性电镀，不需要装饰性效果，强调走位和焊接性能。雾锡有单组分和双组份的配方设计，一般单组分的比较常见。以下是知名公司的雾锡配方：（文尾处有系列配方内容） LE思雾锡SOLDEREX 248,单组份设计 SOLDEREX 248 1 LT 10 WATER, DEIONIZED 纯水941.227 克 20 TRITON X-100 OP-10 23.473 克 30 MONATERIC LF-NA-50 23.473 克 40 PLURONIC (baomi) 11.742 克 50 SULPHURIC ACID 96% CP 硫酸 2.312 克 60 HYDRO QUINONE 对苯二酚 1.905 克
此方案可以满足一般的电子产品镀锡需要，但是用户反映稳定性不够，外观也与现在的市场要求不符，因此需要改进。 对改配方的改进主要集中在载体也就是表面活性剂的选择，重新选择分子量更大的载体，还有细化结晶的中间体，通过一系列试验，最终的改进配方获得了满意的效果，而且抗蚀性提高。本文结尾处有清单。单剂248配方的说明书如下： 说明书 设备 槽 衬聚乙烯、聚丙烯、PVC或耐酸性玻璃纤维的钢槽. 加热/冷却 保持镀液温度在最佳范围内.冷却可用特氟隆、铅或钛（保证铅、钛绝缘） 过滤 挂镀尤其需要过滤.用10微米PP或Dynel的滤芯，不能用纤维或纸过滤. 搅拌 阴极移动搅拌，每分钟至少5-10英尺. 整流器 建议电压为6V，最大波纹系数为5%.
阳极 至少99.99%纯锡.阳极钩应覆以Monel或钛；阴极应装入PP或Dynel袋中. 通风 需要 三．操作条件 标准 范围 硫酸亚锡 g/L 30 25—35 硫酸（CP级） v/v 10% 9—11% SOLDEREX 248 mL/L 7.5mL/L 5—10mL/L 温度 ℃ 21 16-27 阴极电流密度 挂镀 ASD 2 0.5—4 滚镀 ASD 1 0.5—3 阳极电流密度 ASD 1 1—3 过滤 建议 搅拌 溶液或阴极移动 阳极 至少99.99%纯锡 四．开缸1．在洁净的槽中加一半纯水；2．边搅拌边加入10%（v/v）硫酸（CP级）；3．加所需要的硫酸亚锡至纯水中.用240g/L硫酸亚锡混合液，加入时需搅拌；4．用纯水加至
端子线基本认知 通常我们所成品线材大致可分为内线（机器设备内用线）与外线（机器设备外用线）两大类。也就是WIRE HARNESS 及CABLE ASSEMBLY 一.我们通常所说的AWG：( American Wire Gauge)即美国电线标准 AWG为导体截面积大小的单位，如32AWG 30AWG 28AWG 26AWG数值越大表示截面积越小，相反数值越小截面积越大。 二.我们通常所说UL：（Underwriter's Laboratories inc）1984年，经美国保险商实验所之援助，而设立的非营利 性的组织，是一个用于认证及制定标准的组织。UL规格以电线及电器为首，为了防止由于燃烧器具，防火装置等品质上不完全而发生的火种，以确保品质的一种规格； 不同的UL规格即代表不同的要求。如 UL1007 额定温度：80度额定电压:300V 执行标准为UL758 UL1581 外被绝缘为PVC（聚氯乙烯）外被绝缘厚度0.41mm（单边）可通过VW-1垂直耐燃标准用于电子电器设备内部连线 UL10185额定温度：200度额定电压:10KV 执行标准为UL758 UL1581 外被绝缘为乙烯四氟乙烯共聚物外被绝缘厚度0.38-0.4mm（单边）可通过VW-1垂直耐燃标准用于电子点火装置或类似用途 三．线材外部绝缘材质区分: 1. PVC价格最便宜柔软绝缘性好耐燃添加化学添加试剂可耐寒耐高温耐非移可塑性良好一般情况都 会选用此种胶料 2. PE一般用于信号传输线绝缘使用其特殊的介电系数产生特性阻抗来达到稳定高速的数据传输 3.TPE一般无卤线材外被材质，手感好，不耐燃。成本较高。. 四．端子（TERMINAL）基础了解 1.端子材质： 1.1 黄铜：价格便宜易取材材质硬 1.2 磷铜：价格是黄铜的3-4倍弹性良好 2.镀层处理 2.1 镀金：导电性排第2，耐磨损，抗氧化，可保存3年 2.2 镀银：导电性排第1，可保存1年 2.3 镀镍：导电性差，耐磨损，抗酸碱 2.4 镀锡：增加摩擦力，加强可上锡性。可分为镀亮锡与雾锡，亮锡保存时间为3个月，雾锡则为6个月 3.端子铆压 3.1一般两段式端子
电镀 中文名称：电镀 英文名称：electroplating 电镀(Electroplating)就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀，提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。 电镀的概念 电镀切片 电镀时，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。 电镀的作用 利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。电镀层比热浸层均匀，一般都较薄，从几个微米到几十微米不等。通过电镀，可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层，还可以修复磨损和加工失误的工件。 此外，依各种电镀需求还有不同的作用。举例如下：
1.镀铜：打底用，增进电镀层附着能力，及抗蚀能力。 2.镀镍：打底用或做外观，增进抗蚀能力及耐磨能力，(其中化学镍为现代工艺中耐磨能力超过镀铬)。 3.镀金：改善导电接触阻抗，增进信号传输。 4.镀钯镍：改善导电接触阻抗，增进信号传输，耐磨性高于金。 5.镀锡铅：增进焊接能力，快被其他替物取代(因含铅现大部分改为镀亮锡及雾锡)。 电镀的材料要求 镀层大多是单一金属或合金，如钛靶、锌、镉、金或黄铜、青铜等；也有弥散层，如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等；还有覆合层，如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。电镀的基体材料除铁基的铸铁、钢和不锈钢外，还有非铁金属，如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料，但塑料电镀前，必须经过特殊的活化和敏化处理。 电镀的原理 电镀原理图 在盛有电镀液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的负极和正极联接。电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后，电镀液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入电镀液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。在有些情况下，如镀铬，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，
无铅锡须——化学沉锡板锡须生长机理及特性研究 2020/9/26整理资料 摘要：锡须是化学沉锡表面处理应用推广遇到的最大阻碍，锡须的存在严重影响了产品的可靠性。文章重点对锡须的生长机理进行了分析，通过实验设计对机理进一步验证。探究了化学沉锡PCB不同区域锡须生长差异特性，得到了锡须的持续性生长规律，为化学沉锡板锡须改善提供参考依据。 关键词：锡须；沉锡；生长特性； 前言 随着目前全球推行环保，含铅焊料被禁止使用，产品开始转用无铅焊料完成PCB与元器件之间的焊接，如目前常用焊料Sn、Ag、Cu合金体系。传统的有铅喷锡，逐渐被种类繁多的无铅化表面处理所替代，如：沉金、沉银、沉锡、无铅喷锡、OSP等，其中化学沉锡工艺，相较其他表面处理拥有更加优良润湿性能而成为目前流行的表面处理，如图1为不同表面处理与SAC305的润湿性能对比，化学沉锡对焊料具有最大的润湿力。而且近年来微波高频板市场发展旺盛，化学沉锡PCB低损耗特、成本低廉的特性，获得了大量微波高频客户的青睐，化学沉锡表面处理的订单比例不断攀高。 然而目前随着PCB化学沉锡表面处理的推行，发现化学沉锡层自发生长锡须，为电子产品的可靠性埋下了致命风险。锡须是从纯锡或锡合金镀层表面自发生长出来的一种细长形状的纯锡的结晶，锡须的直径通常为1~3μm；长度通常为1μm到1mm，最长可达到9mm。锡须的形状多样，一般呈针状居多，如图2所示。
锡须的存在不仅使电路存在短路风险，还可能影响信号的完整性传输，对产品整机的可靠性及性能带来不利影响。因此面对化学沉锡板的锡须生长危害，迫切需要对锡须的机理、生长特性展开研究，从机理认识角度规避锡须生长风险。 1.机理分析 目前关于锡须的形成机理存在较多的模型,其中较为普遍的是压应力生长机理模型[1]。Cu/Sn界面处由于“晶界扩散”模式生长出不规则IMC，对Sn层产生压应力，由于Sn面氧化膜的包裹下，应力产生积累，而从氧化膜的薄弱点“破土”萌生，在IMC的持续形成下，引发锡须自发生长的现象。 2.晶界扩散机理 晶界处原子偏离平衡位置，具有较高的动能，并且晶界处存在较多的缺陷(如空穴、位错等)，所以原子在晶界处的扩散比在晶内快得多。因此，在固态相变过程中，晶界处的能量较高且原子活动能力较大，新相易于在晶界处优先形核。界面IMC的形成是金属间互扩散的结果。在Cu与Sn的互扩散中，一般晶界扩散占主导，Cu原子易于向Sn晶界处扩散，从而集中在晶界处形成大量的Cu6Sn5，因此界面IMC呈现出晶界生长的特征，如图3。
沉锡(Immersion Tin) 技术
目录 I Ormecon International –公司简介 II产品、部门和全球范围 III沉锡技术（Immersion Tin） a. 无铅工艺 b. 优势 c. 常见工艺 IV Immersion Tin –一般流程 V Immersion Tin -Ormecon International 产品 a. UNICRON b. ORMECON CSN VI降低锡须的沉锡技术
Ormecon 简介
成立于1996年,Ormecon建立在以下的基础上: ?技术,产品,专利 –开发了革命性的有机金属ORMECON TM –提供了PCB表面处理的市场领先产品 –拥有超过200项的专利 ?人,机构 –在全球有40个专业的技术和商业队伍 –Ormecon International在德国、美国、日本设有分支机构?客户,销售网络,合作伙伴 –服务全球超过120个客户 –协同合作伙伴提供整套的解决方案 (化学+设备)
为了在沉锡技术上获得更强优势及建立一个强大全球的销售市场，Ormecon 在2003年作出以下决策: ?收购Unicron Surface Technology GmbH,Germany →从Cimatec chemistry business收购,包括UNICRON TM沉锡技术和市场(在欧洲和中国南部有强大的市场) ?成立Ormecon CirTech,USA →和Florida CirTech合作成立,她们拥有OMIKRON TM沉锡市场(在美国和亚洲的部分地区有强大的市场) 以上的这些组成了 Ormecon International Group