印制電路板-光化學圖像轉移技術

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                      印制電路板-光化學圖像轉移技術

                      瀏覽次數:519 日期:2014-11-25

                      硫酸銅電鍍在PCB電鍍中占著極為重要的地位,酸銅電鍍的好壞直接影響電鍍銅層的質量和相關機械性能,并對后續加工產生一定影響,因此如何控制好酸銅電鍍的質量是PCB電鍍中重要的一環,也是很多大廠工藝控制較難的工序之一。筆者根據多年在電鍍和技術服務方面的些許經驗,初步總結如下,希望對PCB行業電鍍業者有所啟發。酸銅電鍍常見的問題,主要有以下幾個:1、電鍍粗糙;2、電鍍(板面)銅粒;3、電鍍凹坑;4、板面發白或顏色不均等。針對以上問題,進行了一些總結,并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,可以調低電流并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,后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面處理不干凈也會出現類似狀況。

                      2、電鍍板面銅粒

                      引起板面銅粒產生的因素較多,從沉銅,圖形轉移整個過程,電鍍銅本身都有可能。筆者在某國營大廠就遇見過,沉銅造成的板面銅粒。沉銅工藝引起的板面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,鉆孔粉塵較多(特別是雙面板不經除膠渣)過濾不良時,不僅會引起板面粗糙,同時也造成孔內粗糙;但是一般只會造成孔內粗糙,板面輕微的點狀污物微蝕也可以去除;

                      微蝕主要有幾種情況:

                      ①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;

                      ②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;

                      ③槽液混濁,污染。活化液多數是污染或維護不當造成,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,吸附在板面或孔壁,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制,這樣它會攻擊FR-4中的玻璃纖維,造成槽液中的硅酸鹽,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面銅粒的產生。沉銅槽本身主要是槽液活性過強,空氣攪拌有灰塵,槽液中的固體懸浮的小顆粒較多等所致,可以通過調節工藝參數,增加或更換空氣過濾濾芯,整槽過濾等來有效解決。

                      沉銅后暫時存放沉銅板的稀酸槽,槽液要保持干凈,槽液混濁時應及時更換。沉銅板存放時間不宜太長,否則板面容易氧化,即使在酸性溶液里也會氧化,且氧化后氧化膜更難處理掉,這樣板面也會產生銅粒。

                      以上所說沉銅工序造沉的板面銅粒,除板面氧化造成的以外,一般在板面上分布較為均勻,規律性較強,且在此處產生的污染無論導電與否,都會造成電鍍銅板面銅粒的產生,處理時可采用一些小試驗板分步單獨處理對照判定,對于現場故障板可以用軟刷輕刷即可解決。

                      圖形轉移工序:顯影有余膠(極薄的殘膜電鍍時也可以鍍上并被包覆),或顯影后后清洗不干凈,或板件在圖形轉移后放置時間過長,造成板面不同程度的氧化,特別是板面清洗不良狀況下或存放車間空氣污染較重時。解決方法也就是加強水洗,加強計劃安排好進度,加強酸性除油強度等。酸銅電鍍槽本身,此時其前處理,一般不會造成板面銅粒,因為非導電性顆粒最多造成板面漏鍍或凹坑。

                      銅缸造成板面銅粒的原因大概歸納為幾方面:槽液參數維護方面,生產操作方面,物料方面和工藝維護方面。槽液參數維護方面包括硫酸含量過高,銅含量過低,槽液溫度低或過高,特別沒有溫控冷卻系統的工廠,此時會造成槽液的電流密度范圍下降,按照正常的生產工藝操作,可能會在槽液中產生銅粉,混入槽液中;生產操作方面主要時打電流過大,夾板不良,空夾點,槽中掉板靠著陽極溶解等同樣會造成部分板件電流過大,產生銅粉,掉入槽液,逐漸產生銅粒故障;物料方面主要是磷銅角磷含量和磷分布均勻性的問題;生產維護方面主要是大處理,銅角添加時掉入槽中,主要是大處理時,陽極清洗和陽極袋清洗,很多工廠都處理不好,存在一些隱患。銅球大處理是應將表面清洗干凈,并用雙氧水微蝕出新鮮銅面,陽極袋應先后用硫酸雙氧水和堿液浸泡,清洗干凈,特別是陽極袋要用5-10微米的間隙PP濾袋。

                      3、電鍍凹坑

                      這個缺陷引起的工序也較多,從沉銅,圖形轉移,到電鍍前處理,鍍銅以及鍍錫。沉銅造成的主要是沉銅掛籃長期清洗不良,在微蝕時含有鈀銅的污染液會從掛籃上滴在板面上,形成污染,在沉銅板電后造成點狀漏鍍亦即凹坑。

                      圖形轉移工序主要是設備維護和顯影清洗不良造成,原因頗多:刷板機刷輥吸水棍污染膠漬,吹干烘干段風刀風機內臟,有油污粉塵等,板面貼膜或印刷前除塵不當,顯影機顯影不凈,顯影后水洗不良,含硅的消泡劑污染板面等。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,污染板面。

                      另外部分公司掛具包膠不良,時間長會發現包膠在槽夜里溶解擴散,污染槽液;這些非導電性的微粒吸附在板件表面,對后續電鍍都有可能造成不同程度的電鍍凹坑。酸銅電鍍槽本身可能以下幾個方面: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,吸附在板面或線邊,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,處理不徹底,棉芯制造過程中使用的防靜電處理劑污染槽液,造成漏鍍,這種情況可加大鼓氣,將液面泡沫及時清理干凈即可,棉芯應用酸堿浸泡后方可使用。

                      4、板面顏色發白或色澤不均

                      主要是光劑或維護問題,有時還可能是酸性除油后清洗問題,微蝕問題。銅缸光劑失調,有機污染嚴重,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,也會造成板面微蝕不均勻;此外,清洗水水質差,水洗時間稍長或預浸酸液污染,處理后板面可能會有輕微氧化,在銅槽電鍍時,因是酸性氧化且板件是帶電入槽,氧化物很難除去,也會造成板面顏色不均;另外板面接觸到陽極袋,陽極導電不均,陽極鈍化等情況也會造成此類缺陷。

                      以上大致概述酸銅電鍍中可能出現的一些缺陷及其原因,肯定無法覆蓋全面,只是給各位提供多一些判斷的方法,并拓寬考察問題的視野,在解實際問題時,萬萬不可生搬硬套,依賴經驗。經驗和第二手的資料只是提供給你解決的思維方法和捷徑,更要學會在生產實際中去學習,判斷,驗證,排除,總結,方可不斷增進個人的知識和能力。

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