孔壁镀层空洞是印制电路板批量报废的缺陷之 一,因此解决印制电路板镀层空洞问题是印制板厂家 重点控制的一项内容,但由于造成其缺陷的原因多种 多样,只有准确的判断其缺陷的特征才能有效的找出 解决的方案。
金属化孔中出现铜导电层空洞的原因大概有两 种:一种是沉积的金属不足;另一种是在充足量的金属 沉积后,又因某种原因,失掉部分金属。不同的生产厂 家,出现的空洞种类现象不同,我们公司出现的空涧 缺陷形状和位置有:孔口一侧或两侧环状无铜;孔中 间环状无铜;孔内呈点状或片状无铜等现象。在实际 生产过程中,工艺人员借助于金相仪器,对出现孔内 无铜的印制板逐一取样进行剖切分析,并作了总结。
1孔内无铜原因简述
根据实际生产情况,引起孔内无铜造成缺陷可
能的影响因素如下:
(上)人。主要表现:①未按工艺规范操作;② 操作中电流密度计算错误或输错;③图形异常印制 板,处理不良;④电镀铅锡后清洗不净;⑤生产线 保养不当。
⑶机。主要是:①震荡、摇摆、循环不足; ②导电不顺畅;③电镀电源不稳定。
料。主要是:①化学药品纯度不够;②阳 极袋透过性差或部分损坏;③阳极面积排列不对; ④阳极纯度不够;⑤槽液受污染。
主要是:①工艺参数设置不当;②槽液 化学成分不符合工艺要求;③电镀后停留时间过长。
主要有:①生产线上外来杂质影 响;②异物塞孔导致药水交换不良。
孔内出现无铜首先必须从问题的原因界定做 起,只有找到问题产生的原因,才能针对性地进行有效的改善和彻底解决。对存在的问题,借助于金 相切片进行认真的判别,对所出现的缺陷进行严格 判定,才有可能寻找出问题产生的真正原因,若界 定错误将无法开展相应的纠正和改善,因此缺陷原 因的界定非常关键,只有做好这一步才能深入全面 检讨印制板生产流程和控制参数。
2.1.1该现象主要是化学镀铜造成
沉铜槽的溶液浓度是首先要考虑的因素。 一般来说,铜含量、氢氧化钠与还原剂的浓度是成 比例的,当其中的任何一种含量低于标准数值的1070 时都会破坏化学反应的平衡,造成化学铜沉积不 良,出现点状或片状的空洞,所以优先考虑沉铜槽 的各药水参数。
0槽液的温度对溶液的活性也存在着重要的 影响。在各溶液中一般都会有温度的要求,其中有 些是要严格控制的。温度低,溶液活性达不到,所 以对槽液的温度也要随时关注。
门)活化槽液与还原槽液中离子钯偏低会影 响钯的吸附,需要对活化液定时的进行添加补充, 避免问题发生。还原剂浓度偏低,难以保证孔壁吸 附的钯离子全部还原为钯原子,影响到化学沉铜自 催化反应在孔壁上均匀进行。所以每次沉铜前需要
用滴定的方法对活化槽液与还原槽液的活性进行检
测。
(斗)调整剂的使用温度、浓度与时间,调整 剂的作用不仅有除油功能,更重要有调节孔壁玻璃 纤维电荷功能,所以调整剂药液的温度、浓度与时 间有着较严格的要求,过高的温度会造成调整剂的 分解,使调整剂的浓度变低,影响整孔的效果,其 明显的特征是在孔内出现点状空洞。只有药液的温 度、浓度与时间妥善的配合,才能得到良好的整孔 效果。药液中不断累积的铜离子浓度,也必须严格 控制,要做到定期更换槽液。
2.1.2图形电镀微蚀
图形电镀的微蚀量要严格的控制,严重时孔 壁会大面积无铜,板面上的全板镀铜层厚度明显偏 薄。所以要定时测微蚀速率,调整溶液,优化工艺 参数。若在化学沉铜后,孔中有残留的湿气,或在 下一步操作前放置时间太久,或腐蚀性气体氛围的 影响,铜会被氧化,在酸性镀铜前的预浸步骤中溶 解。另一种可能是镀前的微蚀过度。
2.1.3镀铅锡分散性差
由于溶液分散性能差或摇摆不足等61素使镀铅 锡的镀层厚度不足,在后面的碱性蚀刻和去膜时把 孔中部的铅锡层和铜层蚀刻掉,产生片状空洞。其 明显的特征是孔内的铜层厚度正常,断层边缘有明 显被蚀刻的痕迹,图形电镀铜层没有包裹全板-层 (一次铜)。针对这种情况,可以在镀铅锡前的浸 酸内加一些镀铅锡光剂,能够增加板子的润湿性, 同时加大震动和摇摆的幅度。^
2.1.4印制板半成品存在湿膜返工
主要是孔中部因电镀均匀性的问题镀层厚度偏 薄,返工过多会造成全板孔内的铜层减薄,进过多 次微蚀而最终产生孔内部分的无铜,所以需要控制 湿膜板的返工次数。其明显的特征是孔内全板镀层 渐渐变薄,图形电镀铜层包裹全板镀铜层。
2.2 孔中心位置无铜,缺陷成环状(图3、 图4、图5、图6^
其特征是位置接近孔中心,孔两边对称,即 对面孔壁有同样宽度范围内无铜。而且在金相图片 中显示对称分布,孔内有铜的部分,铜厚度正常,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)。
2.2.1缺陷现象原因
这个现象主要是由于镀铅锡气泡引起的空洞, 因电镀铅锡槽溶液润湿性差,设备摇摆幅度较小, 孔壁不光滑,使孔内气泡两边压力一样,不能破 裂,滞留在孔中造成。
从图片分析,电镀铅锡过程中孔内藏气泡,设 备循环、震荡、摇摆等无法将气泡及时排出,造成 药水交换不良,印制板经退膜腐蚀后造成缺陷。
针对这种情况,可以在镀铅锡前的预浸溶液 中和镀铅锡中,加入润湿剂,能够增加板子的润湿 性、增大阴极移动摇摆幅度、加强振动等,有效的 避‘气泡滞留在孔中。
加强溶液循环过滤,为保证溶液循环过程中不 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。
1. 2缺陷现象原因排除分析
若是由于电镀铜孔内残留气泡造成,仅仅 是孔壁铜层厚度不均,不会呈现空洞。
(之)在镀铅锡时孔壁表面上若吸附有气泡,表 现为小坑,空洞周围呈穗状。由尘埃,棉质品或油 状膜引起的空洞,形状极不规则。
若是由于化学沉铜时孔内残留气泡造成, 呈现空洞,金相图片中,孔壁铜层厚度均匀,缺陷 位置图形电镀层(二次铜)包裹全板镀层(一次 铜)。避免气泡滞留有许多影响因素:增大阴极移 动摇摆幅度、增大板间间隔,加强振动等。最有效 的避免气泡进入孔中的方法为振动,增加板面间 隔,增加移动距离也十分重要。
2.3孔口无铜,缺陷呈环状。
现象是:蚀板后孔角露铜,孔一侧或两侧都有缺陷。
1. 3^ 1主要原因
该现象说明铅锡溶液在高区的走位能力较差。 高电位镀层呈黑色、晶体粗糙,电镀铅锡作为抗蚀 层退膜后蚀刻出现的抗蚀不良孔边缘无铜,
主要原因槽液有机污染,其次是镀铅锡槽液 金属浓度偏低,摇摆不足,电流密度过高,添加剂 浓度偏低、含铅的阳极表面钝化(阳极电流密度过 高)。
措施是有机污染用炭芯过滤或炭粉处理时间411 ~ 6 11;调整槽液浓度在工艺规范要求范围内;对阳极 清洁处理;加大震动和摇摆的幅度。

















