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)。
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(yong)5-10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;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。
benwenzhongsuozongjiedeyixiesuanxingdutonggongyizhongchangjiandewenti。tongshisuanxingdutonggongyiyinweiqirongyejibenchengfenjiandan,rongyewending,dianliuxiaolvgao,jiarushidangguangliangjijiukeyidedaogaoguangliangdu、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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