TCB工艺为什么引入甲酸蒸汽？

知识星球（点击=》Tom的知识星球）里的学员问：

TCB机台里引入了甲酸蒸汽，有什么作用？

甲酸蒸汽的作用？

在Fluxless TCB中，由于不使用助焊剂，Sn焊料表面会被氧化。在 TCB前，SnAg 焊球或 Sn 表面会有一层 SnO 氧化层，如果不去掉，会影响润湿、焊接和可靠性。

传统做法用助焊剂（flux）去氧化，现在用 甲酸气氛 来“化学还原”掉 SnO，不留有机残渣，非常适合 Fluxless TCB。

甲酸蒸汽还原的机理？

步骤 1: 生成锡(II)甲酸盐

100℃<T<150℃

SnO(s)+2HCOOH(g)→Sn(COOH)2(s)+H2O(g)

SnO(s):焊料表面氧化物

HCOOH(g):甲酸蒸汽

原来焊点表面有一层 SnO 氧化皮，加热到 100–150℃，在 甲酸蒸汽 气氛下，SnO 跟甲酸反应，变成一层 有机锡盐 Sn(COOH)₂，同时产生一点水蒸气飘走。

步骤 2: 锡(II)甲酸盐分解

T > 150°C

Sn(COOH)2(s)→Sn(s)+2CO2(g)+H2(g)

Sn(s)：锡

继续升温到 >150℃（实际工艺里常常一路升到 200+℃ 甚至焊料回流温度）

刚才生成的锡甲酸盐 热分解形成锡，而CO₂ 和 H₂ 直接跑到气相，被系统抽走。

为什么用“甲酸”而不是别的酸？

1，甲酸挥发性好 → 易形成稳定蒸汽气氛

2，反应产物为 H₂O、CO₂、H₂ → 全是气体，易排出

3，反应温度正好在 100–200℃，跟回流/TCB 的预热区间匹配

4，对金属（Cu、Sn）比较“温和”，处理后表面活性强、利于润湿

相较之下：

传统 flux：残留多，需要后清洗

氢气直接还原：需要更高温度和更严格安全控制

欢迎加入Tom的半导体制造与先进封装技术社区，在这里会针对学员问题答疑解惑，上千个半导体行业资料共享，内容比文章丰富很多很多，适合快速提升半导体制造能力，目前有2500位伙伴，介绍如下：