業(yè)界俗稱的 Entek 是指美商 Enthone 公司近年來(lái)所提供一種“有機(jī)護(hù)銅劑”之濕制程技術(shù),目前正式的商品名稱是 Entek Plus CU-106A。事實(shí)上這就是“有機(jī)保焊劑”(Organic Solderability Preservatives;OSP)各類商品的一種(其余如歐洲流行的 Shercoat，以及日本流行的 Cucoat 等)，是綠漆后裸銅待焊面上經(jīng)涂布處理，所長(zhǎng)成的一層有機(jī)銅錯(cuò)化物的棕色皮膜，電路板制程分類法將其歸之為表面終飾 Final Finish。 　

此等 OSP 制程的反應(yīng)原理，是“苯基三連唑”BTA(Benzo-Tri-Azo)之類的化學(xué)品，在清潔的銅表面上,形成一層錯(cuò)合物式具保護(hù)性的有機(jī)物銅皮膜(均 0.35μm或 14μin)。一則可保護(hù)銅面不再受到外界的影響而生銹；二則其皮膜在焊接前又可被稀酸或助焊劑所迅速除去，而令裸銅面瞬間仍能展現(xiàn)良好的焊錫性；故正式學(xué)名稱之為“有機(jī)保焊劑”即著眼于后者之功能。 　　
　
目前 OSP 各種商品均已經(jīng)過多次改進(jìn),實(shí)用上均可耐得住數(shù)次高溫高濕環(huán)境的考驗(yàn)，得以維持不錯(cuò)的焊錫性。故而某些講究焊墊平坦性的主機(jī)板，與面積較大的附加卡(Add-on card)等板類，其等焊墊處理已逐漸選用 OSP 制程，其目的當(dāng)然是針對(duì) SMT 錫膏印刷與引腳放置平穩(wěn)性的考量。實(shí)際上其操作成本并不比噴錫便宜(原液 100 公升成本即達(dá)臺(tái)幣 10 萬(wàn)元)，不過在整體環(huán)保上似較有利。 　　
　
不幸當(dāng)板面已有金手指或其它局部金面時(shí)，則經(jīng)過 OSP(Entek)流程后,該等鍍金表面上也會(huì)生長(zhǎng)出一層薄淺棕色的異常皮膜，雖然在插接或壓迫接觸過程(Press-Fit)中，尚不致造成接觸電阻太大的煩惱,然而一般比較挑剔外觀的用戶則很難放心允收。此等局部性金表面應(yīng)如何預(yù)防其異常皮膜的生長(zhǎng)，或長(zhǎng)成皮膜后又如何在不損及金表面外觀下而設(shè)法予以清除，均成為生產(chǎn)線上十分惱人的問題。

一、Entek 流程簡(jiǎn)介

Entek 是目前在臺(tái)灣最流行的有機(jī)保焊劑制程，其中原因當(dāng)然要拜大部份美國(guó)訂單之愛國(guó)所賜,現(xiàn)將其水平自動(dòng)聯(lián)機(jī)之各流程站簡(jiǎn)介如后(至于各流程站間之水洗則未予列入)： 　

1.酸性清潔脫脂 MAcid Cleaner(以純水配槽) 　

須采用 Enthone 公司原裝的 SC-1010DE 之銅面活化與清潔劑，不同于其它化學(xué)品可能會(huì)使金面上造成 Entek 皮膜增厚的麻煩。且本槽液不含螯合劑(Che-lator)故很容易清洗，使后續(xù)離子污染問題大為降低。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一旦此酸性清洗槽中含有螯合劑時(shí),處理后的金手指上除了 Entek 皮膜外還會(huì)出現(xiàn)化學(xué)銅的異常沉積，進(jìn)而產(chǎn)生較嚴(yán)重的變色情形。

2.微蝕 MMicroetch(以純水配槽)

可采 Enthone 專密性微蝕劑 ME-1020，比硫酸雙氧水或過硫酸銨(APS)等一般性微蝕液效果更好，可產(chǎn)生均勻光亮的微粗銅面，將使后來(lái)所長(zhǎng)出的 106A 皮膜更為細(xì)致均勻。但要注意此槽中之銅含量不宜超過 2000 ppm,以防金面上出現(xiàn)極薄的化學(xué)銅層附著。

3.酸洗 Acid Dip(以純水配槽)

采 5-10% 體積比之濃硫酸配槽，板子在室溫下處理約 1-3 分鐘即可，注意此槽液中的銅含量不可超過 500 ppm，以防在金面上產(chǎn)生銅膜的附著，且離槽的板子也應(yīng)盡量吸干，以無(wú)水狀態(tài)進(jìn)入后站 106A 槽。

4.有機(jī)保焊劑處理 Entek Plus CU-106A 　

本槽液完全使用原液不加任何水份，分析后若發(fā)現(xiàn)濃度不夠時(shí)，可采用 10 倍濃度之補(bǔ)充液去添加補(bǔ)足(每公升應(yīng)另搭配 37ml 之銨水)。操作時(shí)須進(jìn)行過濾循環(huán)(每小時(shí)須翻槽 3-4 次)，但不可吹氣攪拌以防其中蟻酸(Formic Acid)逸出而充塞環(huán)境有害工安。其作業(yè)情況如下：

本槽之處理應(yīng)嚴(yán)格管控溫度于±2℃之內(nèi)以防厚度發(fā)生變化,另 pH 也會(huì)影響厚度，當(dāng)厚度不足時(shí)應(yīng)以銨水提高其 pH，厚度超過時(shí)則加蟻酸以降低其 pH。且本槽液對(duì)濃度的管制也非常重要，所有進(jìn)入槽區(qū)的板子必須要先用冷風(fēng)吹干，避免帶入水份才行。

5.吹干(以冷風(fēng)吹干) 　

至于處理完畢離開槽區(qū)的板子，也須立即用冷風(fēng)吹到不沾手的干燥程度 (TackDried)，以防板子進(jìn)入后續(xù)清洗站時(shí)，其初生之軟質(zhì)皮膜可能受損而使厚度在沖洗中有所損失。故離槽的板子須先用擠水滾輪去排除多余的 106A 藥液，再用冷風(fēng)繼續(xù)強(qiáng)力吹掉殘余濕氣。未干的濕膜徑行清洗時(shí)，不但會(huì)造成皮膜厚度的減薄,而且外觀也很不均勻甚至十分難看。注意此種完工的 Entek 皮膜也很容易被稀酸所洗掉，故不宜接觸任何酸液。　

6.純水清洗 　

以純水清洗完工板約 30-60 秒,可減少板面的離子污染情形。注意此時(shí)尚未足夠老化的皮膜，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)輕微溶解的現(xiàn)象，故此 Final Cleaning 所用純水的酸堿值不可低于 pH 5，以防溶解速度變快。

7.最后吹干 　

最后以強(qiáng)力冷風(fēng)將已洗凈板面徹底吹干，注意不可用手指觸及板面，只能戴手套用雙手掌以卡緊板邊的方式持取。

二、反應(yīng)機(jī)構(gòu)

Cu-106A 的皮膜是利用原液中的

衍生性“苯并咪唑”(Substituted Benzimidazole,BID)；
刻意加入的銅離子
有機(jī)酸(即甲酸 Formic Acid 與其它有機(jī)酸類)等；　
　
在清潔的裸銅面上反應(yīng)而產(chǎn)生一層含銅錯(cuò)合物的有機(jī)皮膜，故上述三種化學(xué)品都要保持正確的比例,方能得到厚度合格(0.35μm)外觀均勻與焊錫性良好的皮膜。 　
　
下列之有機(jī)金屬(Organometallic)結(jié)構(gòu)式,即為銅面 CU-106A 皮膜的假想組織，式中胺基(Amine Group-NH-)上的氮原子(N)，會(huì)在清潔銅面上首先產(chǎn)生反應(yīng)，出現(xiàn)錯(cuò)合共價(jià)鏈之單層結(jié)構(gòu)，隨即著落上一層 BID 的分子層。但若銅面不潔時(shí),則該反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行，也就長(zhǎng)不出均勻的皮膜。之后其它的氮原子又陸續(xù)與溶液中的銅離子形成另一層錯(cuò)合物(Complexes)而繼續(xù)使皮膜長(zhǎng)厚。　　

事實(shí)上 Entek 之所以能夠讓銅面抗氧化而不銹，除了皮膜厚度的保護(hù)外,結(jié)構(gòu)式胺環(huán)上的煉狀衍生物“R Group”,也決定了皮膜的保護(hù)能力與防止氧氣滲透的功效。不過但此層皮膜卻與各種助焊劑遭遇時(shí)，卻仍可保持其等應(yīng)有的活性，換句話說此種皮膜仍可被助焊劑所清除，進(jìn)而使清潔的銅面展現(xiàn)其良好的焊錫性。

三、濃度分析與厚度測(cè)定

1.  濃度分析法：

此處之濃度是指 CU-106A 現(xiàn)場(chǎng)槽液，針對(duì)原液濃度比較所得之百分比而言,其做法如下：
1.1先將 UV 分光光度計(jì)(UV Spectrophoto-Meter)溫機(jī) 10 分鐘。
1.2取 4ml CU-106A 槽液移入一公升標(biāo)準(zhǔn)量瓶(Volumetric Flask)中,并以純水稀釋至一公升之記號(hào)處。
1.3將光度計(jì)之波長(zhǎng)調(diào)到 270.0nm,另在 1cm 的石英方型試管中充入干凈的蒸餾水，并安置在待測(cè)試之位置上,然后將光度計(jì)的吸收度歸零。
1.4另取一支方形石英管，利用上述已稀釋的 CU-106A 去沖洗數(shù)次,然后再使充滿 106A 試液。
1.5再將此 CU-106A 的試管裝置在機(jī)器的待測(cè)位置,即可測(cè)取其吸光度的讀值并換算成為百分濃度。

即：吸光度讀值×F(s)＝CU-106A 百分濃度；

此處 F(s) 即為原液之設(shè)定值 100。

2.皮膜厚度之量測(cè)與變異：

Enthone 公司建議 Entek 皮膜厚度的允收范圍為 0.2-0.5μm(即 8-20μin)，最佳數(shù)值定在 0.35μm(即 14μin)。太薄將耐不住兩三次高溫環(huán)境的考驗(yàn),在焊錫性方面會(huì)有不良的影響。太厚則不易被后來(lái)焊接前的助焊劑所清除掉，故也會(huì)發(fā)生焊錫性的問題。其厚度的測(cè)法是將銅面試樣(30×50mm)上的皮膜，用 5% 的定量(25ml)稀鹽酸溶解洗下來(lái),然后利用 UV 分光光度計(jì)(Spectrophotometer)在 270.0μm 的波長(zhǎng)處，去測(cè)出 CU-106A 的濃度，再利用下述經(jīng)驗(yàn)公式去算出厚度來(lái)，即：

CU-106A 厚度(μm)＝吸光度(Absorbance)×F(t)

至于式中 F(t)之厚度因子,則又需利用另一經(jīng)驗(yàn)公式　F(t)＝F(s)/157.4去獲得；F(s)值則系將原液當(dāng)成 100% 時(shí)的常數(shù) 100。流程中除了主角 CU-106A 槽液之表現(xiàn)會(huì)左右皮膜厚度外,

其它數(shù)項(xiàng)外在因素也會(huì)影響到皮膜的厚度，現(xiàn)分述于后：

2.1 事先微蝕──須控制銅面之蝕厚在 30μin 左右，太低時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致膜厚不足與外觀不均勻。而蝕銅過度時(shí)則又將使皮膜生長(zhǎng)太厚，以至減少了銅層可重工的次數(shù)，甚至金手指附近所連接的銅導(dǎo)線也會(huì)因蝕銅過度而變得太薄形成異常的下陷現(xiàn)象(Nick Down)。 

2.2 事后吹干──板子做完 CU-106A 處理離槽得到皮膜之后,即應(yīng)立即吹干后才可用純水去清洗。故此出槽后之冷風(fēng)吹干板面的動(dòng)作十分重要，銅面皮膜的外觀均勻與否，與此處之吹干亦有很大的關(guān)系，必須要小心操作。且板子離開 CU-106A 槽之輸送滾輪亦須保持干凈，不可積存太多的膜跡,以免影響板面的整體外觀。

2.3 最后清洗──最后清洗的水質(zhì)也很重要，此水槽應(yīng)調(diào)到 pH＝5 以上,不可有任何酸份混入，以防清洗中的皮膜受到攻擊。

3.影響厚度的因素

106A 槽液的 pH 值，總酸度(Acidity)及濃度等三要項(xiàng)均會(huì)影響到皮膜厚度，現(xiàn)分述于后：

3.1 pH 值──槽液的 pH 愈高則皮膜之生長(zhǎng)會(huì)愈快愈厚,一般在 22℃ 時(shí)之測(cè)值應(yīng)保持 2.5～2.8 之間。通常生產(chǎn)作業(yè)過度抽風(fēng)時(shí)，可能會(huì)使得槽的酸份損失太多，致使 pH 上升，此時(shí)可對(duì)槽液進(jìn)行稀釋及調(diào)整，但不宜直接添加甲酸(Formic Acid)。

3.2 總酸度──106A 槽液的總酸度(Acidity)也與皮膜厚度有關(guān)，槽液使用時(shí)間愈久則其酸度損失也愈多，此時(shí)可適量加入專用的有機(jī)酸，調(diào)整其酸度至 95～120% 之間。

3.3 百分濃度──應(yīng)維持槽液中之原液濃度在 95～105% 之間，低于下限時(shí)處理所得厚度將不足，可加入專用的 Replenisher 以提升其濃度,但同時(shí)也應(yīng)加入適量的銨水以維持正常的 pH 值。

四、金表面異常皮膜與解決之道

板子上若已有金手指時(shí)，則經(jīng)過 Entek 流程處理后，其金面上常會(huì)出現(xiàn)：

一層較薄的 106A 皮膜；某些槽液中的銅離子會(huì)在金面上形成銅膜的沉積(Copper Staining)。 　
　
此二者均會(huì)使得金面在外觀上出現(xiàn)異常，每每引發(fā)品質(zhì)方面的爭(zhēng)議。該等薄膜雖還不至于對(duì)金面的“接觸電阻”(Contact Resistance)值帶來(lái)太大的障礙，甚至106A 皮膜還可被異丙醇(IPA)所輕易擦洗掉，但仍造成供需雙方極大的困擾。

根據(jù) Enthone 公司對(duì)金面有 106A 皮膜的最新說法(1998.6)是鍍金層本身所共鍍的合金較高所致，他們認(rèn)為純金面上應(yīng)不會(huì)出現(xiàn) 106A 皮膜。板面金層經(jīng)常出現(xiàn)的共鍍金屬，不管是配方中所刻意加入的合金或是藥水受到的污染，如銅、鎳、鈷、錫、鉛、鐵及鋅等雜質(zhì)，均將導(dǎo)致 106A 皮膜的異常生長(zhǎng)。
　
可能因金層太薄以致出現(xiàn)疏孔(Pores)而有曝露底鎳的可能,因而在腐蝕環(huán)境中，會(huì)出現(xiàn)黃金扮演陰極的角色，并強(qiáng)迫底鎳扮演陽(yáng)極，于是產(chǎn)生賈凡尼效應(yīng)(Galvanic Effect) 式的快速鎳溶解。鎳金屬溶成鎳離子所拋出的兩個(gè)電子，將使得溶液中的銅離子同步還原沉積在黃金表面上，遂使得金面皮膜的顏色變深，甚至出現(xiàn)金屬銅色。Enthone 公司建議金手指的底鍍鎳應(yīng)選用霧面鎳，不宜使用光澤鎳。因亮鎳層較易也較快產(chǎn)生賈凡尼效應(yīng)，一旦鍍金與鎳已經(jīng)是光澤表面時(shí)，可在 106A 處理前利用尼龍刷稍加刷拭，也可使金面變色得到改善。
　
前處理酸性清洗劑中不可加入螫合劑(Chelater)，由經(jīng)驗(yàn)得知此等化學(xué)品會(huì)助長(zhǎng)金面上 106A 皮膜的沉積。再者前處理之微蝕與酸洗兩槽液中，當(dāng)所溶入的銅含量太多時(shí)，則還會(huì)因賈凡尼效應(yīng)而在金表面上沉積出銅膜來(lái)，故應(yīng)隨時(shí)監(jiān)該二槽中的銅含量，并當(dāng)超過 2000ppm 時(shí)即應(yīng)加以更換。
　
鍍金表面上經(jīng)常會(huì)附著有機(jī)雜質(zhì)之薄膜，造成的原因是可能是金表面殘留有CU-106A 的少許溶液，在未徹底去除前即進(jìn)入純水中清洗，以致在金表面上產(chǎn)生某種沉淀所致。此時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)暗色或白色的皮膜，或臘狀結(jié)晶狀等外貌。最有效的預(yù)防方法就是在完成電鍍金層后，即須徹底做好清洗，使金表面務(wù)必?zé)o任何有機(jī)物質(zhì)的殘存，以免后續(xù)的 Entek 處理發(fā)生金面變色。