電路板孔壁鍍層空洞的成因及對策!
化學(xué)沉銅是印制電路板孔金屬化過程中,一個非常重要的步驟,其目的是在孔壁以及銅面上,形成極薄的導(dǎo)電銅層,為后面的電鍍做準(zhǔn)備。而孔壁鍍層的空洞是印制電路板孔金屬化常見的缺陷之一,也是易引起印制電路板批量報廢的項目之一,因此解決印制電路板鍍層空洞問題是印制板廠家重點控制的一項內(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。
1、PTH造成的孔壁鍍層空洞PTH造成的孔壁鍍層空洞主要是點狀的或環(huán)狀的空洞,具體產(chǎn)生的原因如下:電路板孔壁鍍層空洞的成因及對策
(2)槽液的溫度槽液的溫度對溶液的活性也存在著重要的影響。在各溶液中一般都會有溫度的要求,其中有些是要嚴(yán)格控制的。所以對槽液的溫度也要隨時關(guān)注。
(3)活化液的控制二價錫離子偏低會造成膠體鈀的分解,影響鈀的吸附,但只要對活化液定時的進(jìn)行添加補充,不會造成大的問題。活化液控制的重點是不能用空氣攪拌,空氣中的氧會氧化二價錫離子,同時也不能有水進(jìn)入,會造成SnCl2的水解。
(4)清洗的溫度清洗的溫度常常被人忽視,清洗的最佳溫度是在20℃以上,若低于15℃就會影響清洗的效果。在冬季的時候,水溫會變的很低,尤其是在北方。由于水洗的溫度低,板子在清洗后的溫度也會變的很低,在進(jìn)入銅缸后板子的溫度不能立刻升上來,會因為錯過了銅沉積的黃金時間而影響沉積的效果。所以在環(huán)境溫度較低的地方,也要注意清洗水的溫度。
(5)整孔劑的使用溫度、濃度與時間藥液的溫度有著較嚴(yán)格的要求,過高的溫度會造成整孔劑的分解,使整孔劑的濃度變低,影響整孔的效果,其明顯的特征是在孔內(nèi)的玻璃纖維布處出現(xiàn)點狀空洞。只有藥液的溫度、濃度與時間妥善的配合,才能得到良好的整孔效果,同時又能節(jié)約成本。藥液中不斷累積的銅離子濃度,也必須嚴(yán)格控制。
(6)還原劑的使用溫度、濃度與時間還原的作用是去除去鉆污后殘留的錳酸鉀和高錳酸鉀,藥液相關(guān)參數(shù)的失控都會影響其作用,其明顯的特征是在孔內(nèi)的樹脂處出現(xiàn)點狀空洞。
(7)震蕩器和搖擺震蕩器和搖擺的失控會造成環(huán)狀的空洞,這主要是由于孔內(nèi)的氣泡未能排除,以高厚徑比的小孔板最為明顯。其明顯的特征是孔內(nèi)的空洞對稱,而孔內(nèi)有銅的部分銅厚正常,圖形電鍍層(二次銅)包裹全板鍍層(一次銅)。
2、圖形轉(zhuǎn)移造成的孔壁鍍層空洞圖形轉(zhuǎn)移造成的孔壁鍍層空洞主要是孔口環(huán)狀和孔中環(huán)狀的空洞,具體產(chǎn)生的原因如下:
(1)前處理刷板刷板的壓力過大,將全板銅和PTH孔口處的銅層被刷磨掉,使后面的圖形電鍍無法鍍上銅,從而產(chǎn)生孔口環(huán)狀空洞。其明顯的特征是孔口的銅層漸漸變薄,圖形電鍍層包裹全板鍍層。所以要通過做磨痕測試,控制刷板壓力。
(2)孔口殘膠在圖形轉(zhuǎn)移工序?qū)に噮?shù)的控制非常重要,因為前處理烘干不良、貼膜的溫度、壓力的不當(dāng)都會造成孔口的邊緣部位出現(xiàn)殘膠而導(dǎo)致孔口的環(huán)狀空洞。其明顯的特征是在孔內(nèi)的銅層厚度正常,單面或雙面孔口處呈現(xiàn)環(huán)狀空洞,一直延伸到焊盤,斷層邊緣有明顯被蝕刻的痕跡,圖形電鍍層沒有包裹全板。
(3)前處理微蝕前處理的微蝕量要嚴(yán)格控制,尤其要控制干膜板的返工次數(shù)。主要是孔中部因電鍍均勻性的問題鍍層厚度偏薄,返工過多會造成全板孔內(nèi)的銅層減薄,而最終產(chǎn)生孔內(nèi)中部的環(huán)狀無銅。其明顯的特征是孔內(nèi)全板鍍層漸漸變薄,圖形電鍍層包裹全板鍍層。3、圖形電鍍造成的孔壁鍍層空洞(1)圖形電鍍微蝕圖形電鍍的微蝕量也要嚴(yán)格的控制,其產(chǎn)生的缺陷與干膜前處理微蝕基本相同。嚴(yán)重時孔壁會大面積無銅,板面上的全板層厚度明顯偏薄。所以要定時測微蝕速率,最好通過進(jìn)行DOE實驗優(yōu)化工藝參數(shù)。
(2)鍍錫(鉛錫)分散性差由于溶液性能差或搖擺不足等因素使鍍錫的鍍層厚度不足,在后面的去膜和堿性蝕刻時把孔中部的錫層和銅層蝕掉,產(chǎn)生環(huán)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,圖形電鍍層沒有包裹全板。針對這種情況,可以在鍍錫前的浸酸內(nèi)加一些鍍錫光劑,能夠增加板子的潤濕性,同時加大搖擺的幅度。
4、結(jié)論造成鍍層空洞的因素很多,最常見的是PTH鍍層空洞,通過控制藥水的相關(guān)工藝參數(shù)能有效的減少PTH鍍層空洞的產(chǎn)生。但其它因素也不能忽視,只有通過細(xì)致的觀察,了解到產(chǎn)生鍍層空洞的原因及缺陷的特點,才能及時有效的解決問題,維護(hù)產(chǎn)品的品質(zhì)。由于本人的水平經(jīng)驗有限,在此列舉了一些平時生產(chǎn)中遇到的實際問題,與同行共享和交流。