| 印制线路板在图形制作完成后，由于在其上安装分立元件并进行焊接的需要，对线路要进行可焊性镀层的镀覆，但是由于线路之间并不是全部完全导通的，用电镀法不可能在线路板上全部镀出镀层，这时只能采用浸镀(化学镀)的方法，而已经制成的线路板尤其是安装有分立元件的线路板不可能再在化学液中浸泡，这时就得采用热浸锡的方法。 热风整平焊料涂覆工艺简称热风整平。就是把印制板浸入熔融的锡焊料中，然后通过两个风刀(高压热空气)之间，用热的压缩空气将板面上和金属化孑L内多余的焊料吹掉，得到平滑、光亮、厚度均匀的焊料涂覆层。实际上是把浸焊和热风整平二者结合起来，在印制板金属化孔内和印制板导线上涂覆低共熔金属焊料的工艺。 由于热风整平对于薄形板或微型板有容易造成变形等缺点，且资源和能耗也较大，现在有采用其他化学镀的方法来取代热风整平的趋势。 自20世纪60年代以来，热风整平作为PCB的表面处理技术已经获得了广泛的应用，至今仍是PCB后处理的主流，但是它的缺点也是显而易见的。要想保持持久的可焊性，就要在熔融的锡中加入有毒的铅。这不仅使生产环境恶化，能源和原料的浪费也很大，而且不适合于对微细孔板进行加工。随着电子产品越来越小型化，作为微细线路和微电子器件载体的印制线路板也日趋小型化，其线径和线间距也越来越小，采用热风整平在这类小型化的线路板上热镀锡铅是不行的。 有统计显示，现在的印制线路板中，60%还在采用热风整平工艺，但是它不仅已经不能适应新一代印制线路板制造的需要，也不能达到环境保护的要求，面临着工艺更新换代的挑战。考虑到大量的印制线路板仍将对焊接性能有严格的要求，同时还有降低成本方面的需要，化学镀锡或者锡合金将是一个很有工业价值的替代热风整平的工艺。虽然已经有商业的用于印制线路板的化学镀锡产品问世，但要在广泛的范围推广和使用化学镀锡工艺，还需要进一步提高这一工艺技术对各种加工需要的适应性和本身的技术性能。 目前可以用来取代热风整平的有化学防氧化技术、化学镀镍/金技术、化学镀锡技术、电镀锡技术等。分述如下。 (1)化学防氧化技术 化学防氧化技术是在铜层表面形成均匀的隔绝氧化介质而又有助于焊接性的有机膜。这一技术的优点是简便易行，但可靠性不够理想。对要求高的精密PCB产品不合适。 对于一些消费性电子产品的印制线路板，成本低是其最主要的要求，并且在装配后就不再有多次焊接的需要，这时，对制成的线路板镀覆锡镀层等显然是不合算的。作为一种替代工艺，可以采用对印刷线路进行化学防氧化处理，以防止铜线路在存放过程中氧化而不易焊接。 商品化的这类产品是防铜变色剂，也有叫抗氧化剂的。一般含有金属钝化剂、成膜物质和表面活性剂。经过它的处理后，铜线路表面有了一层均匀的抗氧化膜，在以后的装配焊接中容易与焊锡保持良好的结合力。在进行化学防氧化处理以前，要对印制线路板进行认真的除油、活化等处理，以使待处理的线路表面处于活性状态，获得合格的抗氧化膜层。 另一种工艺是采用有机保护膜层。考虑到所要求的焊接性能，这种膜同时具有助焊性，简称0SP技术(organic solderability preservative)。这种膜的成分中通常含有BTA、咪唑等缓蚀剂，成膜剂和稳定剂。 进行化学处理的线路板在图形制作完成后，经表面去油、微蚀、充分清洗方可进入涂膜工序。 典型的工艺流程如下：酸性除油一水洗一微蚀一水洗一活化(5%H2S04)一水洗一纯水洗一助焊保护膜一纯水洗一干燥(60～80℃)。 目前这种工艺由于稳定性差(pH值的变化、镀液的污染等)，且不能保证多次反复焊接的可靠性，还不能在要求高的印制线路板上采用，但如果开发出新的高效、高性能化学处理工艺，还是很有潜力的。 (2)化学镀镍金 由于高密度线路板和多层、盲孔等结构的出现，使热风整平在新型线路板上根本就无用武之地，同时芯片引线材料的轻金属和贵金属化对线路板的最后镀覆要求进一步提高。适应这种变化的是化学镀镍金技术的出现。化学镀镍金是取代热风整平而用于精细印制板的最可靠技术。它是在完成的PCB上先化学镀镍，再化学镀金，从而获得外观和物理性能都好的表面处理层。与电镀镍金相比，化学镀镍金有良好的分散能力，可以在任何部位获得均匀一致的镀层，同时不受图形是否互连的影响，是现代微电子技术中重要的镀覆工艺。 化学镀的明显优点是分散能力好，无论是孔内、孔外还是通孔、盲孔，所有部位都可以获得均匀的镀层，同时镀层平整、光洁。对化学镀镍和化学镀金而言，与铝基导线或金丝导线都可以有良好的焊接，并且抗变色性能好，可以适应多次焊接的要求。 在化学镀镍金工艺中，化学镀镍是作为金与铜基体之间的阻挡层而起作用的，以防止生成金与铜的金属间化合物而导致表面性能变化。化学镀镍的厚度在3～5肛m，含磷6%～l0%，无磁性。化学镀金分为两种，一种是浸金，也叫置换金、薄金，其厚度只有0.1弘m左右。另一种是化学镀金，采用了还原剂，可以沉积出较厚的镀金层，厚度在1肛m左右，但它需要在浸金的基底上施镀。 典型的化学镀镍/金的工艺流程如下：酸性除油一水洗一微蚀一水洗一预浸一活化一水洗一后浸一水洗一化学镍一水洗一纯水洗一浸金一水洗一纯水洗一化学镀厚金一水洗一热纯水洗一干燥。 适合印制线路板的化学镀镍应该是延展性好的，且以酸性镀液为好，镀液的温度在70。C左右为宜。活化是本工艺中的重要工序，否则不能引发自催化过程。现在商业化的活化液中的Pd2+含量只有lOm9/k9。由于自配的化学镀镍液诸多参数不能很好地控制，所以大部分印制线路板制造商都采用商业化学镀镍液，以保证其产品的质量。 化学浸金是利用金和镍的电位差将金从镀液中置换到镍层表面的过程。金的标准电位为l.68V，而镍的标准电位只有一0.25V，二者电位相差很大，初始反应速度很快，当表面镍层全部被覆盖后，反应就会停止。 化学镀厚金虽然称为厚金，其实金层的厚度最多不过2ptm，一般只有0.5～1.opm。所用的还原剂也是以次亚磷酸钠为主。金盐以氰化金钾的方式加入，其浓度在0.5～1.59/L，所需的镀覆时间比化学浸金的时间要长。 影响化学镀镍金完全取代热风整平的原因是成本高和工艺过于复杂，从化学镀镍到化学浸金、化学镀金都要在比较高的工艺温度下进行，并且化学镀镍在铜基体上只有经过钯活化后才能沉积，增加了操作难度和成本。只有那些附加值高的产品才会采用这种工艺。当然这一工艺技术的改进工作仍在进行中，降低其成本是最主要的课题。 (3)化学镀银和化学镀钯 化学镀银是介于化学膜和化学镍金之间的一种替代工艺，其导电性和焊接性能都比化学膜要好，但是抗变色性能差和不能获得厚的镀层是其根本的弱点。新一代印制线路板对连接方面的要求使其可以作为化学镍金的替代镀层而有一定的应用。 化学镀钯在微电子封装中已经得到广泛应用，这主要是因为金属钯具有良好的抗变色性能和化学稳定性，可以较长时间存放而不影响其焊接性能，但是它和化学镍金相似的是工艺过程控制比较麻烦，至于成本，可能也是一个值得考虑的因素，但有人认为其成本比镀金、银还要低。 化学镀银工艺如下。①置换镀氰化银89/L 温度 室温氰化钠 159/L这是在铜上获得极薄银层的置换法。 硝酸银89/L 硫代硫酸钠 1059/L氨水 759/L 温度 室温这是相对氰化物法的无氰化学镀银，是环保型工艺。 ③化学镀 氰化银 1.839/L 氢氧化钠0.759/L氰化钠 1.O9/L 二甲氨基硼烷 29/L ④二液法 A液：硝酸银 3.59/L 氢氧化钠 2.59/100mL氨水 适量 蒸馏水 60mLB液：葡萄糖459 乙醇 l00mL酒石酸 49 蒸馏水 1L在配制A液时要注意：在蒸馏水中溶解硝酸银后，要用滴加法加入氨水，先会产生棕色沉淀，继续滴加氨水直至溶液变透明。在配制B液时，要先将葡萄糖和酒石酸溶于适量水中，煮沸lOmin，冷却后再加入乙醇。使用前将A液和8液按l：1的比例混合，即成为化学镀银液。 |
