电路板无铅化制程应用

　　由于无铅化绿色趋势，近几年各种取而代之表面处理方式迅速发展。现行无铅可焊性表面处理技术概分为金属涂层及有机涂层两大类。金属涂层主要包含化镍金、化学银、化学锡等；而有机涂层则主要为有机保焊剂。此四种无铅表面焊接技术为现阶段较为成熟者。
    关于有机保焊膜表面处理技术，利用Banzotriazo（BTA）材料对裸铜面进行一透明膜之护铜处理，而达到铜面保护与可焊双重目，可代替喷锡做细线薄板可焊处理层，又称为预焊剂。以Aryl Phonylimidazole类材料，达到更佳之耐热性，裂解温度可达355°C，大幅增加其对铜垫片抗氧化能耐；此外，日本业者亦开发出水溶性OSP，在焊垫平坦性、与flux锡膏兼容性、成本、及环境负荷度四方面效益上有更进一步提升。新兴化学锡技术也是一种置换反应，其原理与浸镀金相同，利用Sn 2置换Cu，以Sn0沈积在铜面上；但在铜基材上置换锡则需加入错合剂才能反应，常用错合剂为硫尿，之后，当铜离子不再溶入镀液中，此一置换反应即自行停止。不过浸镀锡过程易造成绿漆变色或侧蚀问题，焊接后机版垫片与焊点间快速成长之脆性介金属层，将使得焊接性受到影响；此外，纯锡电镀层表面易产生锡须问题，也是浸镀锡技术一大隐忧。
　　化镍金包含无电镀镍及浸镀金两种制程。无电镀镍是一个自我催化反应，利用氧化还原方式将镍金属沈积于铜上，其还原剂大致可分为次磷酸二氢钠及硼氢化钠两大系列，后者因价格昂贵，故商业制程多以次磷酸二氢钠镀液为主；浸镀金为一种置换反应，利用各金属标准电极电位不同，标准电极电位较低金属会将标准电极电位较高金属还原并沈积出来，也就是说任何在溶液中拥有较高电动势金属离子，会取代并沈积在较低电动势金属基材上，而基材上金属则溶解至镀液中，而此置换反应随着金完全布满镍基材后立即停止。化学银同浸镀金一样，是另一种置换反应无铅表面处理制程，利用铜基材与银离子之间转换，以银置换铜而沈积于铜面上，当铜面被银完全覆盖后，反应即自行停止。化银制造流程相对较为简单，主要包含铜表面预清洗、微蚀、表面前处理、以及浸镀等步骤，为避免有机银产生迁移现象，浸镀液中还需添加表面润湿剂与缓冲剂等。
    PCB最终焊垫之表面处理Finish制程目，是将原本在PCB上铜焊环、通孔焊垫、零件脚处经金属化或涂布有机保护膜方式，使焊接处有沾锡性及焊锡性。如果是未处理铜面，由于铜易氧化而生出氧化皮膜，届时这层氧化表面就如同不沾锅一样，融熔状焊料根本就沾不上，而无法焊接组装电子组件。

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