專利名稱：一種印制電路板耐腐蝕可焊涂層處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體及電子裝備領(lǐng)域，尤其涉及一種印制電路板耐腐蝕可焊涂層處
理方法。
背景技術(shù)：
在電子產(chǎn)品所用PCB板保護及可焊性涂層工藝(ENIG Ni/Au、Im-Sn、Im-Ag和OSP)中，化學鍍Sn(簡稱Im-Sn)工藝在無鉛電子組裝中愈來愈受到重視，例如在歐洲Im-Sn已作為無鉛電子產(chǎn)品用PCB板的首選涂層工藝。 Sn原子外層為4個電子，因此其化學性質(zhì)很穩(wěn)定，所以它經(jīng)常保持銀閃閃的光澤。然而，鍍Sn層是多針孔性的，由于針孔的存在使基體Cu表面與空氣之間產(chǎn)生了通道，大氣中的氧通過該針孔通道與底層金屬Cu表面接觸，使底層金屬Cu氧化而喪失可焊性，并且由于Sn的標準電極電位比Cu負，當潮汽通過鍍Sn層中的針孔與底層金屬Cu表面接觸時便形成一個微電池，鍍層金屬Sn被腐蝕而失去對底層Cu的保護。所以，雖然現(xiàn)有的這種鍍層新板的可焊性好，但在存貯一段時間后，其可焊性和耐環(huán)境的侵蝕能力下降快，后端應用工藝性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種印制電路板耐腐蝕可焊涂層處理方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于鍍錫層為多針孔性涂層而導致的鍍銅PCB板在存貯一段時間后可焊性和耐環(huán)境的侵蝕能力下降快，后端應用工藝性較差的問題。 具體的，本發(fā)明提供的一種印制電路板耐腐蝕可焊涂層處理方法，包括在印制電
路板PCB裸Cu箔表面上進行化學鍍錫處理，其特征在于，還包括 對化學鍍錫處理后的PCB進行熱處理，所述熱處理的溫度為232°C 245°C 。 本發(fā)明提供的方法進一步具有以下特點 本發(fā)明所述方法中，熱處理時間范圍為30s 60s。 本發(fā)明所述方法通過再流焊接爐對化學鍍錫的PCB進行連續(xù)流動式過爐熱處理過程，所述再流焊接爐的再流區(qū)峰值溫度為232°C 245°C。 其中，所述化學鍍錫的PCB放置于所述再流焊接爐的傳送帶上經(jīng)過所述再流焊接爐的再流區(qū)進行連續(xù)流動式過爐熱處理。 需要說明的是，當本發(fā)明采用熱處理時間范圍為30s 60s時，所述再流焊接爐傳送帶的傳送速度為確保PCB制件在再流區(qū)經(jīng)歷的時間為30s 60s的某一值上。
本發(fā)明所述方法中，所述鍍錫層厚度為1 1. 5微米。 本發(fā)明所提供的方法，在對化學鍍錫處理后的PCB進行熱處理后還對所述PCB進行真空封裝處理。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果 本發(fā)明提供的耐腐蝕可焊涂層處理方法，將化學鍍錫的PCB進行熱處理，由于熱
3處理的溫度超過了錫的熔點，所以鍍錫層在熱處理過程中發(fā)生了重熔，使原Im-Sn表面組織由無定形狀改質(zhì)為粗大結(jié)晶狀，抗老化能力增強；并且重熔后，原Im-Sn表面組織結(jié)構(gòu)變得致密，針孔全被封住，從而有效地保護了底層金屬Cu不被氧化，可焊性能有很大的提高；再者，經(jīng)過重熔后的Im-Sn層和底層金屬Cu之間在溫度的作用下發(fā)生了冶金反應，生成了一層薄的金屬間化合物(Cu6Sn5)，這種金屬間化合物增強了鍍Sn層與底層金屬Cu間的結(jié)合力。所以，本發(fā)明提供的方法提高了 PCB基體的抗惡劣環(huán)境侵蝕能力和可焊性，并且具有在庫存和車間組裝過程中保持可焊性不受操作環(huán)境影B向，制造簡便的新的PCB表面涂層工藝方法，極大的提高了PCBA焊點的優(yōu)良率，抑制虛焊，提高焊點的可靠性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明提供的一種印制電路板耐腐蝕可焊涂層處理方法流程 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種印制電路板耐腐蝕可焊涂層處理方法流程 圖3為本發(fā)明中熱處理前和熱處理后的Im-Sn鍍層表面，放大200倍的微組織對比圖； 圖4為本發(fā)明中熱處理前和熱處理后的Im-Sn鍍層斷面切片，放大250倍的金相微結(jié)構(gòu)對比圖； 圖5為本發(fā)明中熱處理前和熱處理后Im-Sn鍍層斷面切片電鏡掃描微結(jié)構(gòu)對比圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。 為了解決了現(xiàn)有技術(shù)中PCB表面涂層在存貯一段時間后，在惡劣環(huán)境條件下耐腐蝕性能差、可焊性不良的問題，本發(fā)明提供一種印制電路板耐腐蝕可焊涂層處理方法。通過該方法處理后的PCB，具有抗惡劣環(huán)境侵蝕能力，延長車間壽命，保持可焊性和降低焊接缺陷(如虛假、冷焊)的優(yōu)點。 具體的，本發(fā)明提供的印制電路板耐腐蝕可焊涂層處理方法，如圖1所示，包括以下步驟 步驟S101、在印制電路板PCB裸Cu箔表面上進行化學鍍錫處理。
該步驟中，在PCB板裸Cu箔表面上進行化學鍍Sn過程，可以采用目前各PCB廠家通用的工藝流程，該流程為依次經(jīng)過下述處理程序?qū)CB板裸Cu箔進行酸性除油處理、微蝕處理、預鍍處理、浸Sn處理、熱水清洗以及中和處理。 步驟S102、對化學鍍錫處理后的PCB進行熱處理，該熱處理的溫度范圍為大于等于232。C小于等于245°C。 其中，對PCB進行熱處理的時間范圍優(yōu)選為30s 60s。 并且，該步驟中熱處理過程優(yōu)選地通過再流焊接爐實現(xiàn)，當然，這種方式只是一種
較佳的方式，對于其他可以對PCB進行熱處理的方式都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。 下面以通過再流焊接爐為例來說明本發(fā)明提供的方法的具體實現(xiàn)過程，如圖2所
示，包括以下步驟 步驟S201、在PCB板裸Cu箔表面上進行化學鍍Sn處理，其厚度優(yōu)選為1 1. 5 li m。 步驟S202、接通再流焊接爐電源進行爐子升溫。 步驟S203、調(diào)節(jié)爐溫曲線，要求再流區(qū)峰值溫度為232°C 245。C之間。 步驟S204、調(diào)節(jié)再流爐傳送帶速度，確保PCB制件在再流區(qū)經(jīng)歷的時間為30s
60s的某一值上。 步驟S205、將化學鍍Sn的PCB板放在后級再流焊接爐設(shè)備的傳送帶上，通過再流焊接爐對化學鍍Sn的PCB板進行連續(xù)流動式過爐熱處理。 該步驟中，若化學鍍Sn的PCB板為多個，其放置在傳送帶上的方式可根據(jù)產(chǎn)能的要求，一塊緊挨一塊，也可以是塊間留有間隙，可根據(jù)需要靈活掌握。 步驟S206、將經(jīng)過再流焊接爐熱處理后的PCB制件，按目前通用的抽真空包裝工藝進行包裝處理。 本發(fā)明提供的方法與現(xiàn)有的PCB只進行化學鍍Sn相比，具有以下的優(yōu)勢 —、操作簡便，只需在目前現(xiàn)有的PCB板化學鍍Sn生產(chǎn)線的末端，增加一臺再流焊
接爐，進行一次流動式熱處理工序； 二、原有生產(chǎn)線改造成本低，再流焊接爐可采用目前市場上價廉的5溫區(qū)再流爐即可； 三、改善了鍍層組織結(jié)構(gòu)由于熱處理溫度范圍已超出Sn的熔點(232°C )，鍍Sn層在熱處理過程中發(fā)生了重熔。使原Im-Sn表面組織由無定形狀改質(zhì)為粗大結(jié)晶狀，因而抗老化能力增強； 四、改善了鍍層的可焊性由于原Im-Sn鍍層比較疏松，針孔多，容易導致底層金屬Cu發(fā)生氧化。經(jīng)過重熔后，結(jié)構(gòu)變得致密，針孔全被封住，從而有效地保護了底層金屬Cu不被氧化，可焊性能有很大的提高； 五、原Im-Sn鍍層與基體金屬Cu表面是原子結(jié)合，而經(jīng)過重熔后Im-Sn層和底層金屬Cu之間在溫度的作用下發(fā)生了冶金反應，生成了一層薄的金屬間化合物(Cu6Sn5)，這種金屬間化合物增強了鍍Sn層與底層金屬Cu間的結(jié)合力。 為了更為清楚的表述本發(fā)明帶來的技術(shù)效果，下面通過圖3至圖5來說明進行熱處理的PCB板的具體形貌與未進行熱處理的情況進行比較，進而來說明本發(fā)明帶來的有益效果。 如圖3所示，為Im-Sn鍍層在熱處理前和熱處理后的鍍層表面，放大200倍的微組織。其中，圖3(a)為未經(jīng)熱處理的Im-Sn鍍層表面外觀，由該圖可以看到鍍層疏松且呈暗灰色；而圖3(b)所示的經(jīng)熱處理后的Im-Sn鍍層表面外觀光亮細密，表面組織由無定形狀改質(zhì)為粗大結(jié)晶狀。
如圖4所示，為Im-Sn鍍層在熱處理前和熱處理后鍍層斷面，放大250倍后的微結(jié)構(gòu)。圖4(a)為未經(jīng)熱處理的Im-Sn鍍層斷面切片微結(jié)構(gòu)，由該圖可以看到鍍層疏松、多針孔；而圖4(b)所示的經(jīng)熱處理的Im-Sn鍍層斷面切片微結(jié)構(gòu)中鍍層致密，間隙、針孔消失，厚度薄而連續(xù)。 如圖5所示，為Im-Sn鍍層在熱處理前和熱處理后鍍層斷面切片電鏡掃描(SEM)的微結(jié)構(gòu)。圖5(a)為未經(jīng)熱處理的Im-Sn鍍層斷面切片電鏡掃描(SEM)，由該圖可以看到鍍層晶粒粗大、顆粒大小不均、疏松、晶隙多；而圖5(b)所示的經(jīng)熱處理的Im-Sn鍍層斷面切片電鏡掃描(SEM)鍍層晶粒細化、顆粒均勻致密，鍍層厚度均勻連續(xù)。
經(jīng)過各種惡劣環(huán)境的多項可靠性試驗證明，采用本發(fā)明的"印制電路板PCB耐腐蝕可焊涂層處理工藝"生產(chǎn)的印制電路板PCB，抵抗惡劣環(huán)境的侵蝕能力以及可焊性，與現(xiàn)有技術(shù)Im-Sn以及ENIG Ni/Au、 Im-Ag、0SP等相比，均表現(xiàn)了非常明顯的優(yōu)勢能有效地抑制虛焊、冷焊，改善焊點質(zhì)量，提升電子產(chǎn)品工作可靠性；降低PCB貯存和組裝過程中對組裝環(huán)境的要求，延長車間壽命；降低電子產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和使用成本。 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
一種印制電路板耐腐蝕可焊涂層處理方法，包括在印制電路板PCB裸Cu箔表面上進行化學鍍錫處理，其特征在于，還包括對化學鍍錫處理后的PCB進行熱處理，所述熱處理的溫度為232℃～245℃。
2. 如權(quán)利要求1所述的印制電路板耐腐蝕可焊涂層處理方法，所述熱處理時間范圍為30s 60s。
3. 如權(quán)利要求1所述的印制電路板耐腐蝕可焊涂層處理方法，其特征在于，通過再流焊接爐對化學鍍錫的PCB進行連續(xù)流動式過爐熱處理，所述再流焊接爐的再流區(qū)峰值溫度為232 °C 245 °C。
4. 如權(quán)利要求3所述的印制電路板耐腐蝕可焊涂層處理方法，其特征在于，所述化學鍍錫的PCB放置于所述再流焊接爐的傳送帶上經(jīng)過所述再流焊接爐的再流區(qū)進行連續(xù)流動式過爐熱處理。
5. 如權(quán)利要求2所述的印制電路板耐腐蝕可焊涂層處理方法，其特征在于，通過再流焊接爐對化學鍍錫的PCB進行連續(xù)流動式過爐熱處理，所述再流焊接爐的再流區(qū)峰值溫度為232 °C 245 °C。
6. 如權(quán)利要求5所述的印制電路板耐腐蝕可焊涂層處理方法，其特征在于，所述化學鍍錫的PCB放置于所述再流焊接爐的傳送帶上經(jīng)過所述再流焊接爐的再流區(qū)進行連續(xù)流動式過爐熱處理，其中，再流焊接爐傳送帶的傳送速度為確保PCB制件在再流區(qū)經(jīng)歷的時間為30s 60s的某一值上。
7. 如權(quán)利要求1所述的印制電路板耐腐蝕可焊涂層處理方法，其特征在于，所述鍍錫層厚度為1 1.5微米。
8. 如權(quán)利要求1至7任意一項所述的印制電路板耐腐蝕可焊涂層處理方法，其特征在于，還包括對熱處理后的PCB進行真空封裝處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種印制電路板耐腐蝕可焊涂層處理方法，所述方法包括在印制電路板PCB裸Cu箔表面上進行化學鍍錫處理，并對化學鍍錫處理后的PCB進行熱處理，所述熱處理的溫度為大于等于232小于等于245攝氏度。通過本發(fā)明提供的處理方法，提高了PCB制件抗惡劣環(huán)境侵蝕能力和可焊性，并且具有在庫存和車間組裝過程中保持可焊性不受操作環(huán)境影響，制造簡便，提高了PCBA焊點的優(yōu)良率，抑制虛焊，提高焊點的可靠性。
文檔編號H05K3/28GK101784165SQ20101012780
公開日2010年7月21日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者劉哲, 孫磊, 曾福林, 樊融融, 邱華盛 申請人:中興通訊股份有限公司