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
引yin起qi板ban麵mian銅tong粒li產chan生sheng的de因yin素su較jiao多duo,從cong沉chen銅tong,圖tu形xing轉zhuan移yi整zheng個ge過guo程cheng,電dian鍍du銅tong本ben身shen都dou有you可ke能neng。筆bi者zhe在zai某mou國guo營ying大da廠chang就jiu遇yu見jian過guo,沉chen銅tong造zao成cheng的de板ban麵mian銅tong粒li。
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)。
yishangsuoshuochentonggongxuzaochendebanmiantongli,chubanmianyanghuazaochengdeyiwai,yibanzaibanmianshangfenbujiaoweijunyun,guilvxingjiaoqiang,qiezaicichuchanshengdewuranwulundaodianyufou,douhuizaochengdiandutongbanmiantonglidechansheng,chulishikecaiyongyixiexiaoshiyanbanfenbudanduchuliduizhaopanding,duiyuxianchangguzhangbankeyiyongruanshuaqingshuajikejiejue;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),huoxianyinghouhouqingxibuganjing,huobanjianzaituxingzhuanyihoufangzhishijianguochang,zaochengbanmianbutongchengdudeyanghua,tebieshibanmianqingxibuliangzhuangkuangxiahuocunfangchejiankongqiwuranjiaozhongshi。jiejuefangfayejiushijiaqiangshuixi,jiaqiangjihuaanpaihaojindu,jiaqiangsuanxingchuyouqiangdudeng。
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)。
shengchancaozuofangmianzhuyaoshidadianliuguoda,jiabanbuliang,kongjiadian,caozhongdiaobankaozheyangjirongjiedengtongyanghuizaochengbufenbanjiandianliuguoda,chanshengtongfen,diaorucaoye,zhujianchanshengtongliguzhang;物料方麵主要是磷銅角磷含量和磷分布均勻性的問題;shengchanweihufangmianzhuyaoshidachuli,tongjiaotianjiashidiaorucaozhong,zhuyaoshidachulishi,yangjiqingxiheyangjidaiqingxi,henduogongchangdouchulibuhao,cunzaiyixieyinhuan。tongqiudachulishiyingjiangbiaomianqingxiganjing,bingyongshuangyangshuiweishichuxinxiantongmian,yangjidaiyingxianhouyongliusuanshuangyangshuihejianyejinpao,qingxiganjing,tebieshiyangjidaiyaoyong5-10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:刷shua板ban機ji刷shua輥gun吸xi水shui棍gun汙wu染ran膠jiao漬zi,吹chui幹gan烘hong幹gan段duan風feng刀dao風feng機ji內nei髒zang,有you油you汙wu粉fen塵chen等deng,板ban麵mian貼tie膜mo或huo印yin刷shua前qian除chu塵chen不bu當dang,顯xian影ying機ji顯xian影ying不bu淨jing,顯xian影ying後hou水shui洗xi不bu良liang,含han矽gui的de消xiao泡pao劑ji汙wu染ran板ban麵mian等deng。
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,處chu理li不bu徹che底di,棉mian芯xin製zhi造zao過guo程cheng中zhong使shi用yong的de防fang靜jing電dian處chu理li劑ji汙wu染ran槽cao液ye,造zao成cheng漏lou鍍du,這zhe種zhong情qing況kuang可ke加jia大da鼓gu氣qi,將jiang液ye麵mian泡pao沫mo及ji時shi清qing理li幹gan淨jing即ji可ke,棉mian芯xin應ying用yong酸suan堿jian浸jin泡pao後hou,板ban麵mian顏yan色se發fa白bai或huo色se澤ze不bu均jun: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;ciwai,qingxishuishuizhicha,shuixishijianshaochanghuoyujinsuanyewuran,chulihoubanmiankenenghuiyouqingweiyanghua,zaitongcaodiandushi,yinshisuanxingyanghuaqiebanjianshidaidianrucao,yanghuawuhennanchuqu,yehuizaochengbanmianyansebujun;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、gaojundunenglideduceng,yinerdedaoguangfandeyingyong。suanxingdutongcengdehaohuai,guanjianyezaiyusuantongguangliangjidexuanzeyuyingyong。yincixiwangguangdagongzuorenyuannengzairichanggongzuozhongjileijingyan,bujinnengfaxianjiejuewenti,yenengchuangxindeconggenbendetigaogongyishuiping。
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