PCB硫酸銅電鍍工藝常見問題及解決
發布時間:2015-10-14 責任編輯:sherry
【導讀】電鍍銅是使用最廣泛的為了改善鍍層結合力而做的一種預鍍層,本文中我們將介紹電鍍銅技術在PCB工藝中遇到的常見問題以及它們的解決措施。希望工程師們能在工作中學習並應用這些經驗,幫助你發現解決問題,從根本的提高工藝水平。
電鍍銅是使用最廣泛的為了改善鍍層結合力而做的一種預鍍層,銅鍍層是重要的防護裝飾性鍍層銅/鎳/鉻體係的組成部分,柔韌而孔隙率低的銅鍍層,對於提高鍍層間的結合力和耐蝕性起重要作用。銅鍍層還用於局部的防滲碳、印製板孔金屬化,並作為印刷輥的表麵層。經化學處理後的彩色銅層,塗上有機膜,還可用於裝飾。本文中我們將介紹電鍍銅技術在PCB工藝中遇到的常見問題以及它們的解決措施。
一、酸銅電鍍常見問題
硫酸銅電鍍在PCB電dian鍍du中zhong占zhan著zhe極ji為wei重zhong要yao的de地di位wei,酸suan銅tong電dian鍍du的de好hao壞huai直zhi接jie影ying響xiang電dian鍍du銅tong層ceng的de質zhi量liang和he相xiang關guan機ji械xie性xing能neng,並bing對dui後hou續xu加jia工gong產chan生sheng一yi定ding影ying響xiang,因yin此ci如ru何he控kong製zhi好hao酸suan銅tong電dian鍍du的de質zhi量liang是shiPCB電鍍中重要的一環,也是很多大廠工藝控製較難的工序之一。酸銅電鍍常見的問題,主要有以下幾個:1、電鍍粗糙;2、電鍍(板麵)銅粒;3、電鍍凹坑;4、板麵發白或顏色不均等。針對以上問題,進行了一些總結,並進行一些簡要分析解決和預防措施。
1、電鍍粗糙
一般板角粗糙,多數是電鍍電流偏大所致,可以調低電流並用卡表檢查電流顯示有無異常;全板粗糙,一般不會出現,但是筆者在客戶處也曾遇見過一次,後來查明時當時冬天氣溫偏低,光劑含量不足;還有有時一些返工褪膜板板麵處理不幹淨也會出現類似狀況。
2、電鍍板麵銅粒
yinqibanmiantonglichanshengdeyinsujiaoduo,congchentong,tuxingzhuanyizhenggeguocheng,diandutongbenshendouyoukeneng。bizhezaimouguoyingdachangjiuyujianguo,chentongzaochengdebanmiantongli。
沉銅工藝引起的板麵銅粒可能會由任何一個沉銅處理步驟引起。堿性除油在水質硬度較高,鑽孔粉塵較多(特別是雙麵板不經除膠渣)過濾不良時,不僅會引起板麵粗糙,同時也造成孔內粗糙;但是一般隻會造成孔內粗糙,板麵輕微的點狀汙物微蝕也可以去除;微蝕主要有幾種情況:所采用的微蝕劑雙氧水或硫酸質量太差或過硫酸銨(鈉)含雜質太高,一般建議至少應是CP級的,工業級除此之外還會引起其他的質量故障;微蝕槽銅含量過高或氣溫偏低造成硫酸銅晶體的緩慢析出;槽液混濁,汙染。
活化液多數是汙染或維護不當造成,如過濾泵漏氣,槽液比重偏低,銅含量偏高(活化缸使用時間過長,3年以上),這樣會在槽液內產生顆粒狀懸浮物或雜質膠體,吸附在板麵或孔壁,此時會伴隨著孔內粗糙的產生。解膠或加速:槽液使用時間太長出現混濁,因為現在多數解膠液采用氟硼酸配製,這樣它會攻擊FR-4中的玻璃纖維,造成槽液中的矽酸鹽,鈣鹽的升高,另外槽液中銅含量和溶錫量的增加液會造成板麵銅粒的產生。
沉chen銅tong槽cao本ben身shen主zhu要yao是shi槽cao液ye活huo性xing過guo強qiang,空kong氣qi攪jiao拌ban有you灰hui塵chen,槽cao液ye中zhong的de固gu體ti懸xuan浮fu的de小xiao顆ke粒li較jiao多duo等deng所suo致zhi,可ke以yi通tong過guo調tiao節jie工gong藝yi參can數shu,增zeng加jia或huo更geng換huan空kong氣qi過guo濾lv濾lv芯xin,整zheng槽cao過guo濾lv等deng來lai有you效xiao解jie決jue。沉chen銅tong後hou暫zan時shi存cun放fang沉chen銅tong板ban的de稀xi酸suan槽cao,槽cao液ye要yao保bao持chi幹gan淨jing,槽cao液ye混hun濁zhuo時shi應ying及ji時shi更geng換huan。沉chen銅tong板ban存cun放fang時shi間jian不bu宜yi太tai長chang,否fou則ze板ban麵mian容rong易yi氧yang化hua,即ji使shi在zai酸suan性xing溶rong液ye裏li也ye會hui氧yang化hua,且qie氧yang化hua後hou氧yang化hua膜mo更geng難nan處chu理li掉diao,這zhe樣yang板ban麵mian也ye會hui產chan生sheng銅tong粒li。
以(yi)上(shang)所(suo)說(shuo)沉(chen)銅(tong)工(gong)序(xu)造(zao)沉(chen)的(de)板(ban)麵(mian)銅(tong)粒(li),除(chu)板(ban)麵(mian)氧(yang)化(hua)造(zao)成(cheng)的(de)以(yi)外(wai),一(yi)般(ban)在(zai)板(ban)麵(mian)上(shang)分(fen)布(bu)較(jiao)為(wei)均(jun)勻(yun),規(gui)律(lv)性(xing)較(jiao)強(qiang),且(qie)在(zai)此(ci)處(chu)產(chan)生(sheng)的(de)汙(wu)染(ran)無(wu)論(lun)導(dao)電(dian)與(yu)否(fou),都(dou)會(hui)造(zao)成(cheng)電(dian)鍍(du)銅(tong)板(ban)麵(mian)銅(tong)粒(li)的(de)產(chan)生(sheng),處(chu)理(li)時(shi)可(ke)采(cai)用(yong)一(yi)些(xie)小(xiao)試(shi)驗(yan)板(ban)分(fen)步(bu)單(dan)獨(du)處(chu)理(li)對(dui)照(zhao)判(pan)定(ding),對(dui)於(yu)現(xian)場(chang)故(gu)障(zhang)板(ban)可(ke)以(yi)用(yong)軟(ruan)刷(shua)輕(qing)刷(shua)即(ji)可(ke)解(jie)決(jue);圖形轉移工序:顯影有餘膠(極薄的殘膜電鍍時也可以鍍上並被包覆),或huo顯xian影ying後hou後hou清qing洗xi不bu幹gan淨jing,或huo板ban件jian在zai圖tu形xing轉zhuan移yi後hou放fang置zhi時shi間jian過guo長chang,造zao成cheng板ban麵mian不bu同tong程cheng度du的de氧yang化hua,特te別bie是shi板ban麵mian清qing洗xi不bu良liang狀zhuang況kuang下xia或huo存cun放fang車che間jian空kong氣qi汙wu染ran較jiao重zhong時shi。解jie決jue方fang法fa也ye就jiu是shi加jia強qiang水shui洗xi,加jia強qiang計ji劃hua安an排pai好hao進jin度du,加jia強qiang酸suan性xing除chu油you強qiang度du等deng。
酸(suan)銅(tong)電(dian)鍍(du)槽(cao)本(ben)身(shen),此(ci)時(shi)其(qi)前(qian)處(chu)理(li),一(yi)般(ban)不(bu)會(hui)造(zao)成(cheng)板(ban)麵(mian)銅(tong)粒(li),因(yin)為(wei)非(fei)導(dao)電(dian)性(xing)顆(ke)粒(li)最(zui)多(duo)造(zao)成(cheng)板(ban)麵(mian)漏(lou)鍍(du)或(huo)凹(ao)坑(keng)。銅(tong)缸(gang)造(zao)成(cheng)板(ban)麵(mian)銅(tong)粒(li)的(de)原(yuan)因(yin)大(da)概(gai)歸(gui)納(na)為(wei)幾(ji)方(fang)麵(mian):槽cao液ye參can數shu維wei護hu方fang麵mian,生sheng產chan操cao作zuo方fang麵mian,物wu料liao方fang麵mian和he工gong藝yi維wei護hu方fang麵mian。槽cao液ye參can數shu維wei護hu方fang麵mian包bao括kuo硫liu酸suan含han量liang過guo高gao,銅tong含han量liang過guo低di,槽cao液ye溫wen度du低di或huo過guo高gao,特te別bie沒mei有you溫wen控kong冷leng卻que係xi統tong的de工gong廠chang,此ci時shi會hui造zao成cheng槽cao液ye的de電dian流liu密mi度du範fan圍wei下xia降jiang,按an照zhao正zheng常chang的de生sheng產chan工gong藝yi操cao作zuo,可ke能neng會hui在zai槽cao液ye中zhong產chan生sheng銅tong粉fen,混hun入ru槽cao液ye中zhong。
生sheng產chan操cao作zuo方fang麵mian主zhu要yao時shi打da電dian流liu過guo大da,夾jia板ban不bu良liang,空kong夾jia點dian,槽cao中zhong掉diao板ban靠kao著zhe陽yang極ji溶rong解jie等deng同tong樣yang會hui造zao成cheng部bu分fen板ban件jian電dian流liu過guo大da,產chan生sheng銅tong粉fen,掉diao入ru槽cao液ye,逐zhu漸jian產chan生sheng銅tong粒li故gu障zhang;物料方麵主要是磷銅角磷含量和磷分布均勻性的問題;生sheng產chan維wei護hu方fang麵mian主zhu要yao是shi大da處chu理li,銅tong角jiao添tian加jia時shi掉diao入ru槽cao中zhong,主zhu要yao是shi大da處chu理li時shi,陽yang極ji清qing洗xi和he陽yang極ji袋dai清qing洗xi,很hen多duo工gong廠chang都dou處chu理li不bu好hao,存cun在zai一yi些xie隱yin患huan。銅tong球qiu大da處chu理li是shi應ying將jiang表biao麵mian清qing洗xi幹gan淨jing,並bing用yong雙shuang氧yang水shui微wei蝕shi出chu新xin鮮xian銅tong麵mian,陽yang極ji袋dai應ying先xian後hou用yong硫liu酸suan雙shuang氧yang水shui和he堿jian液ye浸jin泡pao,清qing洗xi幹gan淨jing,特te別bie是shi陽yang極ji袋dai要yao用yong5-10微米的間隙PP濾袋。
3、電鍍凹坑
這zhe個ge缺que陷xian引yin起qi的de工gong序xu也ye較jiao多duo,從cong沉chen銅tong,圖tu形xing轉zhuan移yi,到dao電dian鍍du前qian處chu理li,鍍du銅tong以yi及ji鍍du錫xi。沉chen銅tong造zao成cheng的de主zhu要yao是shi沉chen銅tong掛gua籃lan長chang期qi清qing洗xi不bu良liang,在zai微wei蝕shi時shi含han有you鈀ba銅tong的de汙wu染ran液ye會hui從cong掛gua籃lan上shang滴di在zai板ban麵mian上shang,形xing成cheng汙wu染ran,在zai沉chen銅tong板ban電dian後hou造zao成cheng點dian狀zhuang漏lou鍍du亦yi即ji凹ao坑keng。圖tu形xing轉zhuan移yi工gong序xu主zhu要yao是shi設she備bei維wei護hu和he顯xian影ying清qing洗xi不bu良liang造zao成cheng,原yuan因yin頗po多duo:shuabanjishuagunxishuigunwuranjiaozi,chuiganhongganduanfengdaofengjineizang,youyouwufenchendeng,banmiantiemohuoyinshuaqianchuchenbudang,xianyingjixianyingbujing,xianyinghoushuixibuliang,hanguidexiaopaojiwuranbanmiandeng。
電鍍前處理,因為無論是酸性除油劑,微蝕,預浸,槽液主要成分都有硫酸,因此水質硬度較高時,會出現混濁,汙染板麵;另外部分公司掛具包膠不良,時間長會發現包膠在槽夜裏溶解擴散,汙染槽液;這些非導電性的微粒吸附在板件表麵,對後續電鍍都有可能造成不同程度的電鍍凹坑。
4、板麵發白或顏色不均
酸銅電鍍槽本身可能以下幾個方麵:鼓氣管偏離原位置,空氣攪拌不均勻;過濾泵漏氣或進液口靠近鼓氣管吸入空氣,產生細碎的空氣泡,吸附在板麵或線邊,特別是橫向線邊,線角處;另外可能還有一點是使用劣質的棉芯,chulibuchedi,mianxinzhizaoguochengzhongshiyongdefangjingdianchulijiwurancaoye,zaochengloudu,zhezhongqingkuangkejiadaguqi,jiangyemianpaomojishiqingliganjingjike,mianxinyingyongsuanjianjinpaohou,banmianyansefabaihuosezebujun:主要是光劑或維護問題,有時還可能是酸性除油後清洗問題,微蝕問題。銅缸光劑失調,有機汙染嚴重,槽液溫度過高都可能造成。
酸性除油一般不會有清洗問題,但如是水質PH值偏酸且有機物較多特別是回收循環水洗,則有可能會造成清洗不良,微蝕不均現象;微蝕主要考慮微蝕劑含量過低,微蝕液內銅含量偏高,槽液溫度低等,也會造成板麵微蝕不均勻;此(ci)外(wai),清(qing)洗(xi)水(shui)水(shui)質(zhi)差(cha),水(shui)洗(xi)時(shi)間(jian)稍(shao)長(chang)或(huo)預(yu)浸(jin)酸(suan)液(ye)汙(wu)染(ran),處(chu)理(li)後(hou)板(ban)麵(mian)可(ke)能(neng)會(hui)有(you)輕(qing)微(wei)氧(yang)化(hua),在(zai)銅(tong)槽(cao)電(dian)鍍(du)時(shi),因(yin)是(shi)酸(suan)性(xing)氧(yang)化(hua)且(qie)板(ban)件(jian)是(shi)帶(dai)電(dian)入(ru)槽(cao),氧(yang)化(hua)物(wu)很(hen)難(nan)除(chu)去(qu),也(ye)會(hui)造(zao)成(cheng)板(ban)麵(mian)顏(yan)色(se)不(bu)均(jun);另外板麵接觸到陽極袋,陽極導電不均,陽極鈍化等情況也會造成此類缺陷。
本(ben)文(wen)中(zhong)所(suo)總(zong)結(jie)的(de)一(yi)些(xie)酸(suan)性(xing)鍍(du)銅(tong)工(gong)藝(yi)中(zhong)常(chang)見(jian)的(de)問(wen)題(ti)。同(tong)時(shi)酸(suan)性(xing)鍍(du)銅(tong)工(gong)藝(yi)因(yin)為(wei)其(qi)溶(rong)液(ye)基(ji)本(ben)成(cheng)分(fen)簡(jian)單(dan),溶(rong)液(ye)穩(wen)定(ding),電(dian)流(liu)效(xiao)率(lv)高(gao),加(jia)入(ru)適(shi)當(dang)光(guang)亮(liang)劑(ji)就(jiu)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)高(gao)光(guang)亮(liang)度(du)、高整平性、高gao均jun鍍du能neng力li的de鍍du層ceng,因yin而er得de到dao廣guang泛fan的de應ying用yong。酸suan性xing鍍du銅tong層ceng的de好hao壞huai,關guan鍵jian也ye在zai於yu酸suan銅tong光guang亮liang劑ji的de選xuan擇ze與yu應ying用yong。因yin此ci希xi望wang廣guang大da工gong作zuo人ren員yuan能neng在zai日ri常chang工gong作zuo中zhong積ji累lei經jing驗yan,不bu僅jin能neng發fa現xian解jie決jue問wen題ti,也ye能neng創chuang新xin的de從cong根gen本ben的de提ti高gao工gong藝yi水shui平ping。
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