pcb铺铜少爆板现象(怎样防止PCB制板出现电镀铜故障)
在PCB电镀中,硫酸铜镀层占据极其重要的位置,在PCB板上,酸铜的电镀质量直接影响到镀铜层的质量及相关机械性能,同时也会对后继加工产生影响。所以如何控制电镀酸铜镀层质量是电路板电镀的一个重要环节,也是许多大型企业进行电路板生产过程控制的一个难点。作者根据多年来在电镀及技术服务上的一点经验,初步总结如下,希望能对PCB行业电镀业者有所启示。
酸铜镀层常见的问题,主要有以下几个:1。粗镀;2。镀(板)铜颗粒;3。电泳凹坑;4。板材表面发白或不均匀。对上述问题,作了一些总结,并作一些简要的分析解决和预防措施。
粗镀:一般板角粗糙,多数是由于电镀电流过大造成的,可将电流调小,用卡表检查电流是否异常;一般说来并没有出现,但笔者在客户处也遇到过一次,后来查明当时冬季温度偏低,光制剂含量不够;有的时候,有些返工褪膜板面处理不干净也会发生类似情况。
电镀板面铜粒:造成板面铜粒的原因很多,从沉铜、图形转移整个过程,PCB板上的电镀铜本身都是可能的。作者在某国营大厂遇到过,由于铜的沉淀而造成的板面铜粒。
在沉铜过程中,任何一步都可引起沉铜过程中的板面铜颗粒。碱法除油在水质较好、井眼粉尘较多(尤其双面板没有经过除胶渣)过滤不好的情况下,不仅造成板材表面粗糙,而且还会使孔内产生粗糙感,但一般只会造成孔内粗糙,板材表面微小的点状污物的微蚀也可被去除;微蚀主要有以下几种情况:所用的微蚀剂过氧化氢或硫酸过多,或者过硫酸铵(钠)含有过多杂质,通常推荐的级别至少应该是CP,除了工业级以外,其它质量故障也会导致:腐蚀槽铜量过高或温度过低导致硫酸铜结晶缓慢析出;槽液浑浊,污染。大多数活化液是由于污染或保养不当所致,如过滤泵漏气、槽液比重低、铜含量高(活化缸使用时间过长,超过3年),这样就会使槽液中的颗粒状悬浮物或杂质胶体吸附在板面或孔壁上,这时就会出现粗糙现象。脱胶或加速:大多数脱胶溶液目前都是用氟硼酸配制而成的,所以在使用时会使FR-4中的玻璃纤维受到侵蚀,导致槽液中硅酸盐含量增加,钙盐上升,而槽液中铜含量和溶锡量增加则会导致板面铜粒的产生。
由于槽液活性太大、空气搅动有尘埃、槽液中的固体悬浮较多等原因,可通过调整工艺参数、换滤空气滤芯、整槽过滤等方法有效地解决了沉铜槽本身的问题。浸铜后暂存沉铜板稀酸槽,槽液要保持干净,槽液浑浊时要更换。沉铜板的存放时间不宜过长,否则板材表面很容易被氧化,甚至在酸性条件下也会被氧化,而且氧化后的氧化膜更难处理掉,所以板面也会产生铜粒。
上面提到的沉铜工序造沉的面铜颗粒,除了板面氧化引起的之外,一般在板面上的分布比较均匀,有规律,而且这里所产生的污染不论导电与否,都会导致PCB板上镀铜板表面铜颗粒的产生。可以利用几个小试验板,逐级处理对照判定,对现场故障板可用软刷轻刷解决;图解转换工序:显影有余胶(极薄残膜电镀时也可镀上并包覆)也有可能是显影后背不干净,或者板上的零件转移后放置太久,造成板材表面不同程度的氧化,尤其在板材表面清洁不好的情况下,或者存放车间空气污染严重的时候。应对之道也是加强水洗、强化计划安排、加强酸除油强度等。
酸铜电镀槽本身,在此进行前处理,一般不会产生板面铜粒,原因是非导电性颗粒最多造成板面的漏镀或凹坑。造成铜圆筒表面铜颗粒的原因大概可以归纳为以下几个方面:槽液参数维护,生产操作,材料方面,工艺维护方面。槽内参数维护方面包括:硫酸量过高、铜量太低、槽液温度太低或太高,尤其没有控温冷却系统的工厂,这时将导致槽液电流密度范围降低,根据正常生产工艺操作,槽内可生成铜粉,在生产操作方面主要是混在槽液中,打孔电流过大,夹板不良,空夹点,槽体脱板靠阳极溶解等同样会导致部分板件电流过大,产生铜粉,掉入槽液中,逐步出现铜粒故障;原料方面主要是磷铜角磷含量和磷分布均匀等问题;在生产维护上主要是大批量处理,加入铜角时掉入槽,主要是大处理,阳极清洗和阳极袋清洗,许多工厂处理不好,有一定的隐患。大处理铜球面应清洗干净,用过氧化氢对新鲜铜面进行微腐蚀,阳极袋应依次用硫酸过氧化氢及碱液浸泡,清洗干净,尤其在阳极袋上,PP滤袋间隙5-10微米。
电镀凹槽:这种缺陷造成的工序也较多,从沉铜、转图、电镀前处理、镀铜和镀锡。沉淀铜引起的主要原因是沉铜挂篮长时间不清洁,微蚀时含有钯铜的污液就会从挂篮上滴落到板面上,形成污染,沉铜板电后引起点状漏镀亦即凹坑。转图工序主要是设备维护和显影清理不佳引起的,原因很多:刷板机刷辊吸水杆污染胶渍,吹乾干燥段风刀风机的内脏,有油污灰尘等,板面贴膜或印刷前除尘不当,显影机显影不净,显影后水洗不良,含有硅类消泡剂污染板材表面。镀前处理,由于无论是酸性除油剂、微蚀、预浸,槽液的主要成分都是硫酸,所以水质硬度越高,就会产生浑浊,另一部分企业的挂具包胶不良,长此以往会发现包胶在槽夜中溶解扩散,污槽液体;这些非导电微粒吸附在板表面,可能对随后的电镀产生不同程度的凹坑。
酸铜电镀槽本身可有如下几点:鼓气管偏离原位,气流混合不均匀,过滤泵漏气或进液口靠近鼓气管吸入空气,产生细小的空气泡,吸附于板表面或线头上,尤其是横线边,边角处;另外可能还有一点就是使用劣质棉芯,处理不彻底,棉纤维制作过程中所用的防静电处理剂污染了槽液,造成泄漏,这种情况下可加大鼓气,把液面泡沫及时清理干净,棉芯经酸碱浸渍后,板面颜色发白或色泽不均匀:主要是光亮或保养的问题,有时也有酸除油后的清洁问题。微蚀问题。
铜缸光油失调,有机污染严重,槽液温度过高都会引起。酸洗脱油一般都没有清洗的问题,但是如果水质PH值偏酸,而且有机物比较多,尤其是循环水洗,这是导致清洗不良、微蚀不均匀的原因;微蚀主要是由于微蚀剂含量太低、微蚀液中铜含量高、槽液温度低等引起的。另外,清洗水的水质不好,洗涤时间过长或者预浸酸液污染,处理后的板材表面可能会有轻微的氧化,当铜电镀时,由于是酸性氧化,且板件为带电槽,氧化物难以去除,还有可能导致板面颜色不均匀,另外板面与阳极袋接触,阳极导电不均匀,阳极钝化等情况也会导致这种缺陷。
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