PCB表面OSP處理分析及化學鎳金簡介

1 引言

　　錫鉛長期以來扮演著保護銅面，維持焊性的角色， 從熔錫板到噴錫板，數十年光陰至此，碰到幾個無法克服的難題，非得用替代制程不可：

　　A. Pitch 太細造成架橋(bridging)

　　B. 焊接面平坦要求日嚴

　　C. COB(chip on board)板大量設計使用

　　D. 環境污染本章就兩種最常用制程OSP及化學鎳金介紹之

　　2 OSP

　　OSP是Organic Solderability Preservatives 的簡稱，中譯為有機保焊膜，又稱護銅劑，英文亦稱之Preflux，本章就以護銅劑稱之。

　　2.1

　　種類及流程介紹

　　A. BTA(苯駢三氯唑)：BENZOTRIAZOLE

　　BTA是白色帶淡黃無嗅之晶狀細粉，在酸堿中都很安定，且不易發生氧化還原反應，能與金屬形成安定化合物。ENTHON將之溶于甲醇與水溶液中出售，作銅面抗氧化劑(TARNISH AND OXIDE RESIST)，商品名為CU-55及CU-56，經CU-56處理之銅面可產生保護膜，防止裸銅迅速氧化。操作流程如表14.1。

　　B. AI(烷基咪唑) ALKYLIMIDAZOLE PREFLUX是早期以ALKYLIMIDAZOLE作為護銅劑而開始，由日本四國化學公司首先開發之商品，于1985年申請專利，用于蝕刻阻劑(ETCHING RESIST)，但由于色呈透明檢測不易，未大量使用。其后推出GLICOAT等，系由其衍生而來。

　　GLICOAT-SMD(E3)具以下特性：

　　-與助焊劑相容，維持良好焊錫性

　　-可耐高熱焊錫流程

　　-防止銅面氧化

　　C. ABI (烷基苯咪唑) ALKYLBENZIMIDZOLE

　　由日本三和公司開發，品名為CUCOAT A ，為一種耐濕型護銅劑。能與銅原子產生錯合物 (COMPLEX COMPOUND)，防止銅面氧化，與各類錫膏皆相容，對焊錫性有正面效果。

　　D.目前市售相關產品有以下幾種代表廠家：

　　醋酸調整系統：

　　GLICOAT-SMD (E3) OR (F1)

　　WPF-106A (TAMURA)

　　ENTEK 106A (ENTHON)

　　MEC CL-5708 (MEC)

　　MEC CL-5800(MEC)

　　甲酸調整系統：

　　SCHERCOAT CUCOAT A

　　KESTER

　　大半藥液為使成長速率快而升溫操作，水因之蒸發快速，PH控制不易，當PH提高時會導致MIDAZOLE不溶而產生結晶，須將PH調回。一般采用醋酸(ACETIC ACID)或甲酸 (FORMIC ACID)調整。

　　2.2

　　有機保焊膜一般約0.4μm的厚度就可以達到多次熔焊的目的，雖然廉價及操作單純，但有以下缺點：

　　A. OSP透明不易測量，目視亦難以檢查

　　B. 膜厚太高不利于低固含量，低活性免洗錫膏作業，有利于焊接之Cu6Sn5 IMC也不易形成

　　C. 多次組裝都必須在含氮環境下操作

　　D. 若有局部鍍金再作OSP，則可能在其操作槽液中所含的銅會沉積于金上，對某些產品會形成問題

　　E. OSP Rework必須特別小心