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Multi-layer Board Manufacturing Process
HASL - 喷锡
助焊剂的选择 助焊剂要考虑的是它的粘度与酸度（活性），其适用范 围和产品的种类，制程以及设备有很大的关连。 譬如，水平喷锡的助焊剂粘度的选择，就必须较垂直喷 锡低很多。因水平喷锡之浸锡时间短，所以助焊剂须以 较快速度接触板面与孔内。
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B、流程 、 不管是垂直喷锡或水平喷锡，正确的制造流程一样如下：
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G、整平 、
当板子完全覆盖锡铅后，接着经高压热风段将表面孔内多余的锡铅吹 除，并且整平附着于PAD及孔壁的锡铅。 此热气的产生由空压机产生的高压空气，经加温后，再通过风刀吹出 。 其温度一般维持在220~265℃。（垂直220~245 ℃ ，水平245~265 220~265 220~245 245~265 ℃） 温度太低，会让仍是液状的锡铅表面白雾化及粗糙。 温度太高则浪费电能、损坏板材及绿油。 空气压力的范围，一般在12~30psi之间，视下列几个条件来找出最佳 压力： 1.设备种类 设备种类
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F、上锡铅 、 此段程序，是将板子完全浸入熔融态的锡炉中，液态 Sn/Pb表面则覆盖乙二醇类（glycol)的抗氧化油，此油须 与助焊剂相容。 此步骤重要的是停留时间，以及因在高温锡炉中，如何 克服板弯问题的产生。 板子和锡接触的瞬间，铜表面即产生一薄层IMC Cu6Sn5 ，有助后续零件焊接。此IMC层在一般储存环境下，厚度 的成长有限，但若高温下，则厚度增长快速，反而会造 成吃锡不良。
课堂守则
• 请将通讯工具调到震动状态。 请将通讯工具调到震动状态。 震动状态 • 请勿在上课期间，随意进出，以免影响其他同事。 请勿在上课期间，随意进出，以免影响其他同事。 • 请勿交头接耳、大声喧哗。 请勿交头接耳、大声喧哗。 • 如有特殊事情，在征得培训导师的同意的情况下， 如有特殊事情，在征得培训导师的同意的情况下， 方可离场。 方可离场。
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导师： 导师：宋国平 Guoping.Song@
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一、喷锡 HASL(Hot Air Solder Leveling) 喷锡 A、历史 、 • 1970年代中期HASL就已发展出来。 • 早期制程，即所谓“滚锡”(Roll tinning)，板子 输送进表面沾有熔融态锡铅之滚轮，而将一层薄 的锡铅转移至板子铜表面。 目前仍有低层次单面硬板，或单面软板使用此种 制程。
以上守则，各位学员共同遵守 以上守则，
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线路板铜面处理工艺 一、上松香 二、OSP（Cu-106A，Cu-106A（x），Cu-56 ） 三、沉锡 四、沉银 五、沉/电金 六、喷锡（37/63铅锡、锡合金）
• 水平喷锡
1)1980年初期，水平喷锡被发展出来. 2)其制程能力，较垂直喷锡好很多，有众多的优点。 • 细线路可做到5~8mil Pitch以下。 • 锡铅厚度均匀也较易控制。 • 减少热冲击，减少铜溶出以及降低IMC层厚度。
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垂直喷锡和水平喷锡的差别 垂直喷锡和水平喷锡极大的不同点，在于垂直喷锡从 进入锡炉瞬间至离开锡炉瞬间的时间约是水平喷锡的 二倍左右。 整个PANEL受热的时间亦不均匀，而且水平喷锡板子 有细小的滚轮压住，让板子维持同一平面。 所以垂直喷锡一直有热冲击板子弯翘的问题存在。虽 有公司特别设计夹具，减少其弯翘的情形，但产能却 也因此减少。
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E、预热 、 以1.6mm厚度而言，其预热条件应维持表面温度在 70~130℃间。 若板子是高层次，以及内层为散热层，则热传效果是非 常重要的。 有些公司的预热放在Coating flux之后，但根据实验显示 如此会将flux中的活性成份破坏，而不利于吃锡。 不管用何种方式，均匀与完全的涂覆是最为主要的。
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成功的后清洁制程的设计必须是板子清洗后：
1、板弯翘维持最小比率； 2、离子污染必须小于最高标准（一般为6.5µg/cm2）； 3、表面绝缘阻抗（SIR）必须达最低要求。（一般标准： MIN7.0×108 、AVE7.0 ×109 ----喷锡水洗后 35 ℃，85%RH ，24小时后） 4、板子表面无污垢、锡粉； 5、板子必需干燥无水；
微蚀→水洗 酸洗 中和） 水洗→热风干 微蚀 水洗→[酸洗（中和）] →水洗 热风干 水洗 酸洗（ 水洗
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微蚀是关键步骤，若能控制微蚀深度在 0.75~2.0µm(30~80µin)以上，则可确保铜面之有机污 染去除干净并起到粗化铜表面的作用。 至于是否须有后酸洗（中和）；则视使用微蚀剂种类， 见下表：
微蚀剂种类 FeCl3 NPS+H2SO4 H2O2+H2SO4
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微蚀的最佳方式，是以水平喷洒的设备为好，维持一定的 微蚀速率，以及控制后面水洗，热风吹干间隔的时间，防 止再氧化的情形出现；并和喷锡速度密切搭配，使生产速 率一致。 属于前制程严重的问题，例如S/M残留，或者显影不净问 题，则再强的微蚀都无法解决这个问题。
0º 6º 90º
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C、贴金手指保护胶 、 目的在保护金手指以免渗锡，其选择很重要，要能耐热、 贴紧、不留残胶。 D、前清洁处理 、 主要的目的是将铜表面有机污染氧化物等去除，一般的 处理方式如下:
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前处理的好坏，有以下几个因素的影响： • 化学剂的种类 • 活性剂的浓度（如氧化剂，酸） • 温度 • 作用时间 • 喷射压力 槽液寿命，视铜浓度而定，所以为维持etch rate的稳定 ，可以分析铜浓度来控制添加新鲜的药液。 一般要求Cu2+浓度小于40g/l。
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• •
2.板厚 板厚
3.孔纵横比 孔纵横比
4.风刀 风刀
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下列几个变数，会影响整个锡铅层厚度，平整度，甚至后续焊锡性 的良否。 1.风刀口至板子的距离 风刀口至板子的距离 2.风刀角度 风刀角度 3.空气压力大小 空气压力大小 4.板子通过风刀的速度 板子通过风刀的速度 5.风刀的结构 风刀的结构 6.外层线路密度及结构 外层线路密度及结构 其中，前四项都是可调整到最佳状况，但是第五、六项则和制程设 备的选择及客户设计有很大关系，例如垂直喷锡，在PAD下缘，或 孔下半部会有锡垂造成厚度不均及孔径问题。
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除了这些以外，尚有以下的考虑： • 与锡炉的抗氧化油是否相容。 • 为何不易清洁，而有残留物。 所以，为了易于清洁，大部份flux主成分为glycol，可溶 于水。活化剂则使用如HCl或 HBr等酸。 因设备的差异，flux的一些物质可能因使用的过程而有变 化，如粘度以及挥发性成分。 因此须考虑自动添加系统，除补充液之外，亦补充挥发 性成分。