1 前言

　　锡铅长期以来扮演着保护铜面，维持焊性的角色， 从熔锡板到喷锡板，数十年光阴至此，碰到几个无法克服的难题，非得用替代制程不可：

　　a. pitch 太细造成架桥(bridging)

　　b. 焊接面平坦要求日严

　　c. cob(chip on board)板大量设计使用

　　d. 环境污染本章就两种最常用制程osp及化学镍金介绍之

　　2 osp

　　osp是organic solderability preservatives 的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之preflux，本章就以护铜剂称之。

　　2.1 种类及流程介绍

　　a. bta(苯骈三氯唑)：benzotriazole

　　bta是白色带淡黄无嗅之晶状细粉，在酸碱中都很安定，且不易发生氧化还原反应，能与金属形成安定化合物。enthon将之溶于甲醇与水溶液中出售，作铜面抗氧化剂(tarnish and oxide resist)，商品名为cu-55及cu-56，经cu-56处理之铜面可产生保护膜，防止裸铜迅速氧化。操作流程如表14.1。

　　b. ai(烷基咪唑) alkylimidazole preflux是早期以alkylimidazole作为护铜剂而开始，由日本四国化学公司首先开发之商品，于1985年申请专利，用于蚀刻阻剂(etching resist)，但由于色呈透明检测不易，未大量使用。其后推出glicoat等，系由其衍生而来。

　　glicoat-smd(e3)具以下特性：

　　－与助焊剂兼容，维持良好焊锡性

　　－可耐高热焊锡流程

　　－防止铜面氧化

　　操作流程如表14.2。 c. abi (烷基苯咪唑) alkylbenzimidzole

　　由日本三和公司开发，品名为cucoat a ，为一种耐湿型护铜剂。能与铜原子产生错合物 (complex compound)，防止铜面氧化，与各类锡膏皆兼容，对焊锡性有正面效果。操作流程如表14.3。

　　d.目前市售相关产品有以下几种代表厂家：

　　醋酸调整系统：

　　glicoat-smd (e3) or (f1)

　　wpf-106a (tamura)

　　entek 106a (enthon)

　　mec cl-5708 (mec)

　　mec cl-5800(mec)

　　甲酸调整系统：

　　schercoat cucoat a

　　kester

　　大半药液为使成长速率快而升温操作，水因之蒸发快速，ph控制不易，当ph提高时会导致midazole不溶而产生结晶，须将ph调回。一般采用醋酸(acetic acid)或甲酸 (formic acid)调整。

　　2.2 有机保焊膜一般约0.4μm的厚度就可以达到多次熔焊的目的，虽然廉价及操作单纯，但有以下缺点：

　　a. osp透明不易测量，目视亦难以检查

　　b. 膜厚太高不利于低固含量，低活性免洗锡膏作业，有利于焊接之cu6sn5 imc也不易形成

　　c. 多次组装都必须在含氮环境下操作

　　d. 若有局部镀金再作osp，则可能在其操作槽液中所含的铜会沉积于金上，对某些产品会形成问题

　　e. osp rework必须特别小心

　　3 化学镍金

　　3.1基本步骤

　　脱脂→水洗→中和→水洗→微蚀→水洗→预浸→钯活化→吹气搅拌水洗→无电镍→热水洗→ 无电金→回收水洗→后处理水洗→干燥

　　3.2无电镍

　　a. 一般无电镍分为"置换式"与"自我催化"式其配方极多，但不论何者仍以高温镀层品质较佳

　　b. 一般常用的镍盐为氯化镍(nickel chloride)

　　c. 一般常用的还原剂有次磷酸盐类(hypophosphite)/甲醛(formaldehyde)/联氨 (hydrazine)/硼氩化合物(borohydride)/硼氢化合物(amine borane)

　　d. 螯合剂以柠檬酸盐(citrate)最常见。

　　e. 槽液酸碱度需调整控制，传统使用氨水(amonia)，也有配方使用三乙醇氨(triethanol amine)，除可调整ph及比氨水在高温下稳定，同时具有与柠檬酸钠结合共为镍金属螯合剂，使镍可顺利有效地沉积于镀件上。

　　f. 选用次磷二氢钠除了可降低污染问题，其所含的磷对镀层品质也有极大影率。

　　g. 此为化学镍槽的其中一种配方。

　　配方特性分析：

　　a. ph值的影响：ph低于8会有混浊现像发生，ph高于10会有分解发生，对磷含量及沉 积速率及磷含量并无明显影响。

　　b.温度的影响：温度影响析出速率很大，低于70°c反应缓慢，高于95°c速率快而无法控制.90°c最佳。

　　c.组成浓度中柠檬酸钠含量高，螯合剂浓度提高，沉积速率随之下降，磷含量则随螯合 剂浓度增加而升高，三乙醇氨系统磷含量甚至可高到15.5%上下。

　　d.还原剂次磷酸二氢钠浓度增加沉积速率随之增加，但超过0.37m后槽液有分解现像， 因此其浓度不可过高，过高反而有害。磷含量则和还原剂间没有明确关系，因此一般 浓度控制在o.1m左右较洽当。

　　e.三乙醇氨浓度会影响镀层的磷含量及沉积速率，其浓度增高磷含量降低沉积也变慢， 因此浓度保持约0.15m较佳。他除了可以调整酸碱度也可作金属螯