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印制板孔内键层空洞原因分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-11-12  来源:中国电镀网  浏览次数:1219   关注:加关注

2.3.2刷板容易造成孔口无铜

全板镀完铜后,丝印前刷板因刷辊压力过大,将全板镀铜层和孔口处的沉铜层被刷磨掉,使后面 的图形电镀无法镀上铜,从而产生孔口环状空洞。 其明显的特征是孔口的铜层渐渐变薄,图形电镀层 (二次铜)包裹全板镀层(一次铜)。所以要通过 做磨痕测试,控制刷板压力,尤其要检查新刷辊安 装后刷痕情况。

2.4 靠近孔口或孔边缘无铜,空洞缺陷呈环 状(图8、图9〉。

现象:空洞位于离板面较近的位置,约50微米 〜70微米宽,离板面50微米~70微米,边缘空洞可能 位于板一面或两面,可能造成完全或部分开路。

图形转移工序孔口部位因显影不干净,其明显 的特征是在孔内的铜层厚度正常,单面或双面孔口 处呈现环状空洞,一直延伸到焊盘,断层边缘有明 显被蚀刻的痕迹,图形电镀层(二次铜)没有包裹 全板镀层(一次铜)。

该现象是由于抗电镀油墨进入孔内,显影时 未去干净,它阻碍铜、铅锡电镀,油墨在退膜时去 掉,铜层被蚀刻掉;一般显影后很难发现孔内残留 的油墨。

对碱性蚀刻流程而言,抗蚀不良的切片缺陷中 图形电镀层没有包住平面层从这一点可界定缺陷是 出现在图电前还是图电后。

2.5靠孔中央部位出现空洞(图10、图”)

现象特征:从孔的一端起”镀铜层厚度由孔口 至中间,由厚逐渐变薄,越接近孔中央越薄。

图12

2.5.1主要是镀铅锡分散性差,使铅锡走位 能力比较差,深镀能力不足引起

由于溶液性分散性能差或摇摆不足等因素使镀 铅锡的镀层厚度不足,在后面的去膜和碱性蚀刻时 把孔中部的铅锡层和铜层蚀刻掉,产生空洞。其明 显的特征是孔内的全板镀层(一次铜)铜层厚度正 常,由孔口至中间,图形电镀层(二次铜)由厚逐 渐变薄;断层边缘有明显被蚀刻的痕迹,图形电镀 层(二次铜)没有包裹全板镀层(一次铜)。

其次原因是镀铅锡槽液酸浓度低、摇摆不足、 添加剂浓度偏低、含铅的阳极表面钝化(阳极电流 密度过高)、阴阳极接触性能不好、阳极表面钝化 等,也可能造成该现象发生。

针对这种情况,可以在镀铅锡前的预浸溶液中 和镀铅锡槽中,加入润湿剂,能够增加板子的润湿 性,同时增大阴极移动摇摆幅度、加强振动等,有 效的避免气泡滞留在孔中。调整槽液浓度在工艺规 范要求范围内;对阳极清洁处理等,都可做到很好 的改善。

加强溶液循环过滤,为保#溶液循环过程中不 产生气泡,溶液进入循环过滤泵须产生一种过饱和 液流,防止泵中产生气泡。

2.5.2铅锡层的完整性保证

铅锡层在干燥的空气中不容易变色,但容易受残留药水和水分的攻击导致电镀层不完整,而在后蚀量控制在0.5畔~ 0.8叫之间,同时还须严格控制 03?重工,如返工是在外观良好的前提下可以关闭微 蚀段生产。

口)使用低腐蚀性和低点解质浓度的08?产品: 选择性03?配套的专用除油剂和相对较高?II操作条 件的08?药水,对改善贾凡尼效应产生的隹差有较好 的改善效果。?11值较低的08?药水除了易产生较严 重的贾凡尼效应外,对于金厚控制较薄的?08来说也 是一个致命的杀手,因为它会对金面产生较大的攻 击作用,易出现金面“氧化”,造成镍腐蚀(黑连 接盘),甚至出现焊接不良的风险。

铜离子的控制:可通过减少微蚀铜离子含 量对08?外观的影响,对于含有高金铜比结构的板, 可相应采取低含铜〔5 的前处理工艺。主槽中 的铜离子控制也是很重要的,虽然铜离子是成膜不 可或缺的重要角色,但是过高的铜离子带来的金面 变色问题也是十分突出的,因此控制主槽的铜离子 成为选择性08?工艺中必控点。控制主槽的铜离子上 升最好的办法选择带有“预浸”处理的03?药水,预 浸可以预上膜还可以有效控制过多的铜离子带入主 槽中。另外一个控制主槽铜离子上升的要点是,尽

I:上接第25页)

续停留过程中出现抗蚀不良现象,因受诸多因素影 响的限制,有时无法做到电镀后印制板立即时刻, 存在停留时间较长,使铅锡层受到攻击的隐患。因 此在电镀后需确保抗蚀层清洗干净,并使其干燥。

除了对镀铅锡预浸槽和镀铅锡槽中主要药液的 浓度进行控制监测外,还需对该工序完成后镀铅锡 层的厚度进行定期或不定期测定。因为只有足够厚 度的镀铅锡层,才能在随后进行的碱性蚀刻中,对 铜镀层起到很好的保护作用,避免造成不必要的质 量缺陷。

3总结

本文列出了空洞的存在位置、形状,了解到产 生镀层空洞的原因及缺陷的特点,对如何识别缺陷 加以讨论,对生产工艺提出一些建议以避免这些问 题发生。孔壁空洞有时是单个因素引起,有时是多

量避免大批量生产全铜08?的?产品,也就是选择 性的08?板和全铜08?板尽量做到分线生产。

4结论

通过分析选择性08?工艺中异色问题产生原因, 主要受到有前工序、生产参数控制和设备以及贾凡 尼效应等的几个方面影响,针对各类异色问题提出 了相应的解决方法。对于异色问题的控制重点应放 在防止贾凡尼效应的改善上来,因此对于选择性08? 体系的选择和微蚀量、铜离子等重点参数的控制就 成为控制贾凡尼效应影响的关键。磁

参考文献

⑴集萃丝印特印网行业资讯.2011年到2015年全球 将保持637。的速度稳定增长^ 2011,7,队 何坚明丨?00011^ 08?技术应用与发展趋势’ 2009,3,20罾

卩]龚淼.印制电路资讯,选择性08?工艺中贾凡尼效 应解决方案」011,9,27‘

作者简介

陈世金,工程师、研发主管,主要从事新技术研 究及新产品的开发。

种工艺条件相互影响产生,也可能具有先后顺序。 沿工艺流程步骤仔细分析缺陷表征才有可能一针见 血的找到根本所在。由于本人的水平经验有限,在 此列举了一些平时生产中遇到的实际问题,与同行 共享和交流。漏

参考文献

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白蓉生著.金相剖切图片分析[阏…台湾:印制电路 行业协会,1996。

作者简介

卢大伟,工程师,工程技术部部长,对1101、高 多层板、陶瓷板、铝基板、铜基板等工艺及制程改 善深入研究,并对其新产品开发及项目管理有丰富 的工作经验。

 

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