Cynowe, lutowne powłoki ochronne w technologii płytek drukowanych

• Autorzy: Bieliński J. , Araźna A. , Kozioł G. , Bielińska A.

Warianty tytułu

EN

Solderable protective tin coatings in printed circuit board technology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono główne zagadnienia rozwoju technologii wytwarzania warstw immersyjnej cyny, stosowanych jako jedne z powłok zastępujących Sn-Pb w produkcji płytek drukowanych. Na bazie obszernej analizy literaturowej przedstawiono rozwój procesów bezprądowego cynowania od laboratoryjnych eksperymentów z roztworami chlorkowotiomocznikowymi po współczesne roztwory z zastosowaniem soli kwasu metanosulfonowego. Zestawiono szczegółowe warianty kolejnych ogniw linii technologicznych - oczyszczania płytek, trawienia, procesów poprzedzających cynowanie i cynowania, z podkreśleniem istotnej roli procesów płukania międzyoperacyjnego. Omówiono najważniejsze przyczyny występowania złej lutowności powłok Sn. Wykonana analiza literaturowa wykazała, że najnowsze warianty światowych technologii cyny immersyjnej są w dużym stopniu pozbawione występujących wcześniej wad.

EN

In this paper we described the main development problems of the immersion tin technology. The coatings of immersion tin are one of the few, substituted the SnPb coatings in printed circuit boards technology. In the result of the wide analysis of literature sources, the development of the electroless tinning processes beginning the laboratory experiments with thiourea - chloride baths up to contemporary baths with salts of methanesulphonic acid were described. The particular variants of the main processes sequence in technological lines were compared and named - cleaning, etching, pre-dip and tin deposition, with underlying the important role of rinsing between the processes. The most often reasons for the unsatisfied soldering was discussed. The performed literature review showed out that the newest variants of immersion tin technology in the world allow to produce producing the coatings free of the main defects mentioned earlier.

Słowa kluczowe

PL

powłoki ochronne; płytki drukowane; cyna immersyjna; lutowność

EN

protective coating; printed circuit boards; immersion tin

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 49, nr 7-8
• Strony: 78--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 47 poz., tab.

Twórcy

autor

Bieliński J.

autor

Araźna A.

autor

Kozioł G.

autor

Bielińska A.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny

Bibliografia

• [1] Żak T. i in.: Poradnik galwanotechnika. wyd. 1, WNT, Warszawa 1973; Żak T., Kolanko Z., wyd. 2, WNT, 1985; Olszewski J., wyd. 3, WNT, Warszawa 2002.
• [2] Lowenheim F.: Modern Electroplating. John Wiley & Sons, New York 1974.
• [3] Lajnier V.: Zaszczitnyje pokrytija mietallov. Metallurgija, Moskva 1974.
• [4] Kovac Z., Tu K.: Immersion tin: its chemistry, metallurgy, and application in electronic packaging technology. IBM J. Res. Develop., 28(6), 1984, pp. 726.
• [5] Michalski J.: Technologia i montaż płytek drukowanych. WNT, Warszawa 1992.
• [6] Bieliński J., Bielińska A., Kozioł G.: Bezprądowa metalizacja w elektronice. Elektronika, 42(10), 2001, s. 22.
• [7] Kozioł G.: Płytki drukowane z wysokolutowną powłoką cynową przeznaczone do lutowania bezołowiowego. Elektronika, 46(9), 2005, s. 27.
• [8] Kisiel R.: Podstawy technologii dla elektroników. Wyd. BTC, Warszawa 2005.
• [9] Bieliński J., Arażna A., Kozioł G., Bielińska A.: Zalety i wady bezołowiowych powłok ochronnych płytek drukowanych. Elektronika 49(3), 2008, s. 83.
• [10] Bieliński J., Bielińska A.: Inżynieria Powierzchni, Bezprądowe osadzanie metali - aktualny stan teorii i praktyki. 10(4), 2005, s. 10.
• [11] Molenaar A., Coumans J.: Surface Technology. Autocatalytic tin deposition, 16, 1982, pp. 265.
• [12] Huttunen-Saarivirta E., Tiainen T.: Autocatalytic tin plating in the fabrication of tin-coated copper tube. J. Mater. Processing Technol., 170, 2005, pp. 211.
• [13] Koyano H., Koto M., Uchida M.: Electroless tin plating through disproportionation, Plating Surface Finishing, 78(7), 1991, pp. 68.
• [14] Rozovskij G., Petretyte L., Gavrilov G., Karagiozova Z.: Copper Behawior During Immersion Deposition of Tin, Plating Surf. Finish., 77(4), 1990, pp. 60.
• [15] Dobreva E., Petrova M., Petrov Ch.: Stromlose Zinnabscheidung aus sauren Elektrolyten. Oberflaechen Polysurfaces, 44(5), 2003, pp. 18; 44(6), 2003, pp. 25.
• [16] Bieliński J., Araźna A., Rzepka A.: Bezprądowe cynowanie miedzi w procesie wymiany. Inżynieria Powierzchni 11(4), 2006, s. 32.
• [17] Bieliński J., Araźna A., Brzozowski M., Bielińska A.: Bezprądowe osadzanie cyny na miedzi z roztworów tiomocznikowych. Ochrona przed Korozją, 48(11A), 2005, s. 143.
• [18] Meeh P.: Chemisch Zinn eine bewaehrte Leiterplatten-Endoberflaeche. Prod. Leiterplat. u. Systemen, 4(7), 2003, pp. 1030, 4(9), 2003, pp. 1346.
• [19] Wessling B.: Use of Organic Metal to enhance the operating window and solderability of immersion tin. Circuit World, 25(4), 1999, pp. 8.
• [20] Ormerod D. H.: Immersion tin as a high performance solderable finish for fine pitch PWBs. Circuit World, 26(3), 2000, pp. 11.
• [21] Meeh P.: lmmersion tin: a proven final finish for printed circuit boards providing reliable solderability and marginal formation of tin-whiskers. Circuit World, 31(1), 2004, pp. 28.
• [22] Schroeder S.: Superior, whisker-reduced immersion tin technology. Circuit World, 31(4), 2005, pp. 42.
• [23] Jordan M.: The Electrodeposition of Tin and its Alloys. Eugen G. Leutze Verlag, Saulgau 1995.
• [24] Johal K., Schreier H. J.: Nowel lmmersion Tin Finish for Multiple Soldering of Surface Mount Packages. IPC 2000 Conf., Paper S03-02-1/9, San Diego 2000;
• [25] Carano M.: Tin Plating. Plating Surf. Finish., 91(8), 2004, pp. 35.
• [26] Ormerod D.: Production Application of Flat Solderable Tin Finishes: Some Practical Considerations. Products Finishing on Line, July 2001; www.phonline.com/articles/070102.html
• [27] Koester F., Meisriemel O.: Finish-Oberflaechen. Weiterentwickelte Chemisch-Nickel/Gold und Chemisch-Zinn Verfahren. Metalloberflaeche, 53(11), 1999, pp. 17.
• [28] LG Electronics In., Patent US Nr 7 255 802 (2007).
• [29] Walz D., Immersion Tin ”Stannatech”; Mat. konf. Międzyzdroje 2004, www.eldos.com.pl/Cyna%20chemiczna%20Stannatech%202000H.pdf
• [30] Chan C., Tong K., Kwok R.: Intermetallic compound formation and solderability for immersion tin. Circuit World, 32(4), 2006, pp. 3.
• [31] Chen Y., Wang Y., Wan C.: Micro-structural characteristics of immersion tin coatings on copper circuitries in circuit boards. Surf. Coat. Technol., 202, 2007, pp. 417.
• [32] Schetty R., Sepp B.: Implementation of Lead Free Component Finishes in Mass Production. Metal Finish., 54(10), 2006, pp. 50.
• [33] Red., Prod.Leiterplat.u.Systemen, Inboard favorisiert Unicron als Oberflaeche, 2(12), 2000, pp. 1888.
• [34] Red., Dodustan Chemisch Zinn - neue Perspektiven fuer die Leiterplattentechnik, Galvanotechnik, 93(4), 2002, pp. 1014.
• [35] Enthone Immersion Tin Seminar., Stannostar GEM Plus Mechanism; 2000, www.p2sel.com/download/Seminar.pdf
• [36] Schloetter Galvanotechnik - Immersion Tin SN 30-1 (2006); www.schloetter.com
• [37] Wessling B., Thun M., Arribas-Sanchez C., Glesson S., Posdorfer J., Rischka M., Zeysing B., Arendt N.: Innovative Endoberflachen mit dem Organischen Metali. Prod.Leiterplat.u.Systemen, 9(10), 2007, pp. 1876.
• [38] Wessling B., Nanotechnologie fur Leiterplatten Endoberflachen, Prod.Leiterplat.u.Systemen, 9(11), 2007, pp. 2124.
• [39] Wessling B., Schroeder S.: Lead-free surface finishes - a comparison of various alternatives with HASL. New developments in organic metal based Immersion Tin, Elektronika, 42(10), 2001, s. 46.
• [40] Marcinkowska Z., Biegański R.: Alterantywne dla stopu Sn-Pb technologie powłok ochronnych na polach lutowniczych obwodów drukowanych. Elektronika 42(10), 2001, s. 50.
• [41] Red., APL setzt auf Chemisch-Zinn-Schichten als HAL-Alternative, Galwanotechnik, 84(10), 1993, pp. 3495
• [42] Edgar R.: Immersion White Tin. Print.Circuit Fabr., 21(12), 1998, pp. 38
• [43] Arendt N., Benz V., Letterer M., Merkle H., Schroeder S., Wessling B.: Zinnabscheidung durch Organisches Metali und neuem Sandwich-Schichtaufbau, Prod. Leiterplat. u. Systemen, 6(12), 2004, pp. 2045.
• [44] IPC-4554 Final Draft II, Specification for Immersion Tin Plating for Printed Circuit Boarads, January 2006.
• [45] Lamprecht S.: An investigation of the recommended immersion tin thickness for lead-free soldering. Circuit World, 31(2), 2005, pp. 15.
• [46] Red., Producenci obwodów drukowanych w Polsce. Elektronik, 5, 2001, s, 26.
• [47] Kozioł G.: Bezołowiowe powłoki ochronne płytek drukowanych w procesach lutowania bezołowiowego - doświadczenia z projektu GreenRoSE. Elektronika, 47(8), 2006, s. 30.