孔壁鍍層空洞是印制電路板批量報(bào)廢的缺陷之 一,因此解決印制電路板鍍層空洞問題是印制板廠家 重點(diǎn)控制的一項(xiàng)內(nèi)容,但由于造成其缺陷的原因多種 多樣,只有準(zhǔn)確的判斷其缺陷的特征才能有效的找出 解決的方案。
金屬化孔中出現(xiàn)銅導(dǎo)電層空洞的原因大概有兩 種:一種是沉積的金屬不足;另一種是在充足量的金屬 沉積后,又因某種原因,失掉部分金屬。不同的生產(chǎn)廠 家,出現(xiàn)的空洞種類現(xiàn)象不同,我們公司出現(xiàn)的空澗 缺陷形狀和位置有:孔口一側(cè)或兩側(cè)環(huán)狀無銅;孔中 間環(huán)狀無銅;孔內(nèi)呈點(diǎn)狀或片狀無銅等現(xiàn)象。在實(shí)際 生產(chǎn)過程中,工藝人員借助于金相儀器,對(duì)出現(xiàn)孔內(nèi) 無銅的印制板逐一取樣進(jìn)行剖切分析,并作了總結(jié)。
1孔內(nèi)無銅原因簡(jiǎn)述
根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況,引起孔內(nèi)無銅造成缺陷可
能的影響因素如下:
(上)人。主要表現(xiàn):①未按工藝規(guī)范操作;② 操作中電流密度計(jì)算錯(cuò)誤或輸錯(cuò);③圖形異常印制 板,處理不良;④電鍍鉛錫后清洗不凈;⑤生產(chǎn)線 保養(yǎng)不當(dāng)。
⑶機(jī)。主要是:①震蕩、搖擺、循環(huán)不足; ②導(dǎo)電不順暢;③電鍍電源不穩(wěn)定。
料。主要是:①化學(xué)藥品純度不夠;②陽 極袋透過性差或部分損壞;③陽極面積排列不對(duì); ④陽極純度不夠;⑤槽液受污染。
主要是:①工藝參數(shù)設(shè)置不當(dāng);②槽液 化學(xué)成分不符合工藝要求;③電鍍后停留時(shí)間過長(zhǎng)。
主要有:①生產(chǎn)線上外來雜質(zhì)影 響;②異物塞孔導(dǎo)致藥水交換不良。
孔內(nèi)出現(xiàn)無銅首先必須從問題的原因界定做 起,只有找到問題產(chǎn)生的原因,才能針對(duì)性地進(jìn)行有效的改善和徹底解決。對(duì)存在的問題,借助于金 相切片進(jìn)行認(rèn)真的判別,對(duì)所出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行嚴(yán)格 判定,才有可能尋找出問題產(chǎn)生的真正原因,若界 定錯(cuò)誤將無法開展相應(yīng)的糾正和改善,因此缺陷原 因的界定非常關(guān)鍵,只有做好這一步才能深入全面 檢討印制板生產(chǎn)流程和控制參數(shù)。
2.1.1該現(xiàn)象主要是化學(xué)鍍銅造成
沉銅槽的溶液濃度是首先要考慮的因素。 一般來說,銅含量、氫氧化鈉與還原劑的濃度是成 比例的,當(dāng)其中的任何一種含量低于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的1070 時(shí)都會(huì)破壞化學(xué)反應(yīng)的平衡,造成化學(xué)銅沉積不 良,出現(xiàn)點(diǎn)狀或片狀的空洞,所以優(yōu)先考慮沉銅槽 的各藥水參數(shù)。
0槽液的溫度對(duì)溶液的活性也存在著重要的 影響。在各溶液中一般都會(huì)有溫度的要求,其中有 些是要嚴(yán)格控制的。溫度低,溶液活性達(dá)不到,所 以對(duì)槽液的溫度也要隨時(shí)關(guān)注。
門)活化槽液與還原槽液中離子鈀偏低會(huì)影 響鈀的吸附,需要對(duì)活化液定時(shí)的進(jìn)行添加補(bǔ)充, 避免問題發(fā)生。還原劑濃度偏低,難以保證孔壁吸 附的鈀離子全部還原為鈀原子,影響到化學(xué)沉銅自 催化反應(yīng)在孔壁上均勻進(jìn)行。所以每次沉銅前需要
用滴定的方法對(duì)活化槽液與還原槽液的活性進(jìn)行檢
測(cè)。
(斗)調(diào)整劑的使用溫度、濃度與時(shí)間,調(diào)整 劑的作用不僅有除油功能,更重要有調(diào)節(jié)孔壁玻璃 纖維電荷功能,所以調(diào)整劑藥液的溫度、濃度與時(shí) 間有著較嚴(yán)格的要求,過高的溫度會(huì)造成調(diào)整劑的 分解,使調(diào)整劑的濃度變低,影響整孔的效果,其 明顯的特征是在孔內(nèi)出現(xiàn)點(diǎn)狀空洞。只有藥液的溫 度、濃度與時(shí)間妥善的配合,才能得到良好的整孔 效果。藥液中不斷累積的銅離子濃度,也必須嚴(yán)格 控制,要做到定期更換槽液。
2.1.2圖形電鍍微蝕
圖形電鍍的微蝕量要嚴(yán)格的控制,嚴(yán)重時(shí)孔 壁會(huì)大面積無銅,板面上的全板鍍銅層厚度明顯偏 薄。所以要定時(shí)測(cè)微蝕速率,調(diào)整溶液,優(yōu)化工藝 參數(shù)。若在化學(xué)沉銅后,孔中有殘留的濕氣,或在 下一步操作前放置時(shí)間太久,或腐蝕性氣體氛圍的 影響,銅會(huì)被氧化,在酸性鍍銅前的預(yù)浸步驟中溶 解。另一種可能是鍍前的微蝕過度。
2.1.3鍍鉛錫分散性差
由于溶液分散性能差或搖擺不足等61素使鍍鉛 錫的鍍層厚度不足,在后面的堿性蝕刻和去膜時(shí)把 孔中部的鉛錫層和銅層蝕刻掉,產(chǎn)生片狀空洞。其 明顯的特征是孔內(nèi)的銅層厚度正常,斷層邊緣有明 顯被蝕刻的痕跡,圖形電鍍銅層沒有包裹全板-層 (一次銅)。針對(duì)這種情況,可以在鍍鉛錫前的浸 酸內(nèi)加一些鍍鉛錫光劑,能夠增加板子的潤濕性, 同時(shí)加大震動(dòng)和搖擺的幅度。^
2.1.4印制板半成品存在濕膜返工
主要是孔中部因電鍍均勻性的問題鍍層厚度偏 薄,返工過多會(huì)造成全板孔內(nèi)的銅層減薄,進(jìn)過多 次微蝕而最終產(chǎn)生孔內(nèi)部分的無銅,所以需要控制 濕膜板的返工次數(shù)。其明顯的特征是孔內(nèi)全板鍍層 漸漸變薄,圖形電鍍銅層包裹全板鍍銅層。
2.2 孔中心位置無銅,缺陷成環(huán)狀(圖3、 圖4、圖5、圖6^
其特征是位置接近孔中心,孔兩邊對(duì)稱,即 對(duì)面孔壁有同樣寬度范圍內(nèi)無銅。而且在金相圖片 中顯示對(duì)稱分布,孔內(nèi)有銅的部分,銅厚度正常,斷層邊緣有明顯被蝕刻的痕跡,圖形電鍍層(二次 銅)沒有包裹全板鍍層(一次銅)。
2.2.1缺陷現(xiàn)象原因
這個(gè)現(xiàn)象主要是由于鍍鉛錫氣泡引起的空洞, 因電鍍鉛錫槽溶液潤濕性差,設(shè)備搖擺幅度較小, 孔壁不光滑,使孔內(nèi)氣泡兩邊壓力一樣,不能破 裂,滯留在孔中造成。
從圖片分析,電鍍鉛錫過程中孔內(nèi)藏氣泡,設(shè) 備循環(huán)、震蕩、搖擺等無法將氣泡及時(shí)排出,造成 藥水交換不良,印制板經(jīng)退膜腐蝕后造成缺陷。
針對(duì)這種情況,可以在鍍鉛錫前的預(yù)浸溶液 中和鍍鉛錫中,加入潤濕劑,能夠增加板子的潤濕 性、增大陰極移動(dòng)搖擺幅度、加強(qiáng)振動(dòng)等,有效的 避‘氣泡滯留在孔中。
加強(qiáng)溶液循環(huán)過濾,為保證溶液循環(huán)過程中不 產(chǎn)生氣泡,溶液進(jìn)入循環(huán)過濾泵須產(chǎn)生一種過飽和 液流,防止泵中產(chǎn)生氣泡。
1. 2缺陷現(xiàn)象原因排除分析
若是由于電鍍銅孔內(nèi)殘留氣泡造成,僅僅 是孔壁銅層厚度不均,不會(huì)呈現(xiàn)空洞。
(之)在鍍鉛錫時(shí)孔壁表面上若吸附有氣泡,表 現(xiàn)為小坑,空洞周圍呈穗狀。由塵埃,棉質(zhì)品或油 狀膜引起的空洞,形狀極不規(guī)則。
若是由于化學(xué)沉銅時(shí)孔內(nèi)殘留氣泡造成, 呈現(xiàn)空洞,金相圖片中,孔壁銅層厚度均勻,缺陷 位置圖形電鍍層(二次銅)包裹全板鍍層(一次 銅)。避免氣泡滯留有許多影響因素:增大陰極移 動(dòng)搖擺幅度、增大板間間隔,加強(qiáng)振動(dòng)等。最有效 的避免氣泡進(jìn)入孔中的方法為振動(dòng),增加板面間 隔,增加移動(dòng)距離也十分重要。
2.3孔口無銅,缺陷呈環(huán)狀。
現(xiàn)象是:蝕板后孔角露銅,孔一側(cè)或兩側(cè)都有缺陷。
1. 3^ 1主要原因
該現(xiàn)象說明鉛錫溶液在高區(qū)的走位能力較差。 高電位鍍層呈黑色、晶體粗糙,電鍍鉛錫作為抗蝕 層退膜后蝕刻出現(xiàn)的抗蝕不良孔邊緣無銅,
主要原因槽液有機(jī)污染,其次是鍍鉛錫槽液 金屬濃度偏低,搖擺不足,電流密度過高,添加劑 濃度偏低、含鉛的陽極表面鈍化(陽極電流密度過 高)。
措施是有機(jī)污染用炭芯過濾或炭粉處理時(shí)間411 ~ 6 11;調(diào)整槽液濃度在工藝規(guī)范要求范圍內(nèi);對(duì)陽極 清潔處理;加大震動(dòng)和搖擺的幅度。