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剥锡技术的发展与应用 1. 前言 印制线路板常以锡或锡铅镀层作为蚀刻阻层，在完成蚀铜，定义线路后，则依据产品区别，进行 剥锡或融锡流程。由于喷锡板（SMOBC ）的防焊阻剂（Solder mask ）的附著力远较融锡板为优，因 而剥锡成为制程主流，亦因而日益重要。 2. 剥锡液的功能与演进 2.1 基本功能需求：理论上，完美的剥锡铅液应具有：不攻击底材，彻底剥除锡铅及铜锡合金，而 又不侵蚀底材铜；反应速度快而且放热少；废液易于再生回收使用；表面张力低，不惧小孔板制作；使 用安全，无毒性；且不沉淀，维护容易等特性。然而实际上，由于铜锡合金的氧化电位较铜为高 ，要剥 除可焊锡性（solderability ）极差的锡铜合金时 ，必定同时具有蚀铜性，由锡铅形成氧化锡/氧化铅的放 热量固定，无法改变 ，腐蚀性与抗沉淀性难以两全等问题 ，使得剥锡铅液在对底材铜的侵蚀、放热量和 再生回收上，仍未能达到理想。 2.2 目前市场上商品化剥锡铅液产品，依操作性可区分为单液性（single stage ）与双液型 （two-stage ）；依主成份可区分为氟氢化铵/双氧水系统 ，硝酸 ，盐酸及其他有机酸等系统。 1. 氟氢化铵/双氧水系统 ：虽然因形成 CuF2 ，对铜面侵蚀极低，但由于会攻击玻璃织维/环氧树脂 底材，造成板面白斑 ，而又产生大量沉淀及含氟废水 ，现已被市场淘汰。 2. 盐酸系统 ：虽然成本较低，不会攻击玻璃织维/环氧树脂底材，且不产生沉淀，废水处理容易； 但由于仅能处理纯锡，故使用者少。 3. 硝酸系统 ：为近年产品主流，具有速度快且稳定，抗沉淀性高 ，不堵塞喷嘴 ，铜面光泽性好 ， 处理量大等优点，但仍有对铜面，设备侵蚀较高，单位时间放热量较大等缺点。 4. 其他有机酸系统：具有不会攻击玻璃织维/环氧树脂底材，且不产生沉淀，对铜面，设备侵蚀较 低，单位时间放热量较小等优点；但由于成本高，速度慢，故使用者较少。 关于单液型与双液型剥锡铅液的区别，我们留在剥锡液的反应机理与组成再行讨论。 3. 剥锡液的反应机理与组成 3.1 反应机理 3.1.1 线路板表面金属结构 板面金属结构可区分为三层；最表一层为锡或锡铅层。最底层为线路板底铜层，而中间则为铜锡合 金层，其中铜锡合金层又可区分为 Cu6Sn5 与 Cu3Sn 。 （如下图） 3.1.2 反应机理 由于铜锡合金之可焊锡性极差，必须彻底剥除，而剥除锡或锡铅层的氧化能力须求与剥除铜锡合金 层不同 ，故剥锡反应可区分为两个阶段 ： （1 ） 锡或锡铅层的剥除。 （2 ） 铜锡合金层的剥除。 反应式可分别表示如下： 这两个阶段，也就是双液式剥锡铅液的反应设计阶段 : 在第一段药液中，以较快的速度去除占绝大 部分的锡或锡铅层，而不伤害底层铜；第二阶段药液中，残留的锡铜合金层，厚度远较锡或锡铅合金层 为小，且均匀（锡铜合金层厚度仅与界面温度及接触压力，时间有关），虽然可能伤及铜层（铜锡合金 的氧化电位较铜为高，当药液具有足够的氧化能力，去除铜锡合金时，亦必然具有足够侵蚀铜层的氧化 能力），但影响已降至最低。这是双液式剥锡铅液的最大好处，因而极适合于手动操作。在处理喷 锡(Hot Air Levelling)重工板时，因不受锡/铅合金厚度不均影响，最能显示优势。 目前较常见的双液式剥锡铅液，大多是盐酸系统或有机酸系统 （第二段药液），与硝酸系统 （第一 段药液）的搭配 ，或全硝酸系统 （第一、二段药液）。 3.2 药液组成 3.2.1 双液式剥锡铅液 1) A 液：氧化剂 ：用以将 Sn/Pb 氧化成 SnO/PbO 基础酸：用以稳定氧化剂或提供适合氧化反应的环境 抗沉剂：将 SnO/PbO 转成可溶性结构 抑制剂：抑制氧化剂与铜/铜锡合金反应 2) B 液：氧化剂：用以咬蚀铜锡合金 基础酸：用以稳定氧化剂或提供适合氧化反应的环境 抗沉剂：防止金属氧化物沉淀 护铜剂：减缓封底材铜侵蚀 有时添加其他添加剂：如消泡剂等。 3.2.2 单液式剥锡铅液：单液式剥锡铅液组成略同于双液式剥锡铅液，唯较须著重各组成分间平衡 及各组分间的相互影响。 氧化剂：用以咬蚀铜锡合金 基础酸：用以稳定氧化剂