淺析PCB電鍍純錫缺陷
一、前言
在線路板的制作過程中,多數(shù)廠家因考慮成本因素仍采用濕膜工藝成像,從而會(huì)造成圖形電鍍純錫時(shí)難免出現(xiàn)“滲鍍、亮邊(錫薄)”等不良問題的困擾,鑒于此,本人將多年總結(jié)出的鍍純錫工藝常見問題的解決方法,與大家共同探討。
二、濕膜板產(chǎn)生“滲鍍”的原因分析(非純錫藥水質(zhì)量問題)
1.絲印前刷磨出來的銅面務(wù)必干凈,確保銅面與濕油膜附著力良好。
2.濕膜曝光能量偏低時(shí)會(huì)導(dǎo)致濕膜光固化不完全,抗電鍍純錫能力差。
3.濕膜預(yù)烤參數(shù)不合理,烤箱局部溫度差異大。由于感光材料的熱固化過程對(duì)溫度比較敏感,溫度低時(shí)會(huì)導(dǎo)致熱固化不完全,從而降低濕膜的抗電鍍純錫能力。
4.沒有進(jìn)行后局/固化處理降低了抗電鍍純錫能力。
5.電鍍純錫出來的板水洗一定要徹底干凈,同時(shí)須每塊板隔位插架或干板,不允許疊板。
6.濕膜質(zhì)量問題。
7.生產(chǎn)與存放環(huán)境、時(shí)間影響。存放環(huán)境較差或存放時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)使?jié)衲づ蛎?,降低其抗電鍍純錫能力。
8.濕膜在錫缸中受到純錫光劑及其它有機(jī)污染的攻擊溶解,當(dāng)鍍錫槽陽(yáng)極面積不足時(shí)必然會(huì)導(dǎo)致電流效率降低,電鍍過程中析氧(電鍍?cè)?陽(yáng)極析氧,陰極析氫)。如果電流密度過大而硫酸含量偏高時(shí)陰極析氫,攻擊濕膜從而導(dǎo)致滲錫的發(fā)生(即所講的“滲鍍”)。
9.退膜液濃度高(氫氧化鈉溶液)、溫度高或浸泡時(shí)間長(zhǎng)均會(huì)產(chǎn)生流錫或溶錫(即所講的“滲鍍”)。
10.鍍純錫電流密度過大,一般濕膜質(zhì)量最佳電流密度適應(yīng)于1.0~2.0A/dm2之間,超出此電流密度范圍,有的濕膜質(zhì)量易產(chǎn)生“滲鍍”。
三、藥水問題導(dǎo)致“滲鍍”產(chǎn)生的原因及改善對(duì)策
1.原因:
藥水問題導(dǎo)致“滲鍍”的產(chǎn)生主要取決于純錫光劑配方。光劑滲透能力強(qiáng)且在電鍍的過程中對(duì)濕膜的攻擊產(chǎn)生“滲鍍”。即純錫光劑添加過多或電流稍偏大時(shí)就出現(xiàn)“滲鍍”,在正常電流操作下,所產(chǎn)生的“滲鍍”跟藥水操作條件未控制好有關(guān),如純錫光劑過多、電流偏大、硫酸亞錫或硫酸含量偏高等,這些均會(huì)加速對(duì)濕膜之攻擊性。
2.改善對(duì)策:
多數(shù)純錫光劑的本身性能決定了其在電流作用下對(duì)濕膜攻擊性比較大,為避免減少濕膜鍍純錫板“滲鍍”產(chǎn)生,建議平時(shí)生產(chǎn)濕膜鍍純錫板須做到三點(diǎn):
?、?添加純錫光劑時(shí)須以少量多次的方式來進(jìn)行監(jiān)控,鍍液純錫光劑含量通常要控制下限;
?、?電流密度控制在允許的范圍內(nèi);
?、?藥水成分控制,如硫酸亞錫及硫酸含量控制在下限也會(huì)對(duì)改善“滲鍍”有利。
四、市場(chǎng)純錫光劑的特性
1.有的純錫光劑局限于電流密度,操作范圍比較窄,此種純錫光劑通常容易產(chǎn)生濕膜“滲鍍”,它對(duì)硫酸亞錫、硫酸及電流密度相對(duì)來講操作條件參數(shù)控制允許標(biāo)準(zhǔn)范圍也窄;
2.有的純錫光劑適用之電流密度操作范圍廣,此種純錫光劑通常不易產(chǎn)生濕膜“滲鍍”,它對(duì)硫酸亞錫、硫酸及電流密度相對(duì)來講操作條件參數(shù)控制允許標(biāo)準(zhǔn)范圍也廣;
3.有的純錫光劑則對(duì)濕膜易產(chǎn)生“漏鍍、滲鍍、發(fā)黑”甚至線邊“發(fā)亮”;
4.有的純錫光劑對(duì)濕膜不產(chǎn)生線邊“發(fā)亮”問題(不烤板或不過UV固化處理),但仍時(shí)有出現(xiàn)“滲鍍”問題,經(jīng)烤板或過UV固化處理可以改善。濕膜板鍍純錫工藝前,不經(jīng)烤板或過UV固化處理也不產(chǎn)生線邊“發(fā)亮、滲鍍”等問題,目前市場(chǎng)上這種純錫光劑確實(shí)少。
具體操作應(yīng)視不同藥水供應(yīng)商所提供的純錫光劑特性,對(duì)藥水操作電流密度、溫度、陽(yáng)極面積、硫酸亞錫、硫酸以及錫光劑含量等參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制。
五、濕膜板鍍純錫產(chǎn)生線邊“發(fā)亮”的原因
因純錫光劑配方內(nèi)一般含有機(jī)溶劑,而濕油膜本身由有機(jī)溶劑等材料組成,兩者存在不兼容,特別是體現(xiàn)在線邊緣位置“發(fā)亮”。
產(chǎn)生線邊“發(fā)亮”的相關(guān)因素:
1.純錫光劑(一般情況下,配方內(nèi)會(huì)含有機(jī)溶劑);
2.電流密度偏低(電流密度越低越容易產(chǎn)生線邊“發(fā)亮”);
3.烤板條件不符(烤板主要的目的是將濕油膜有機(jī)溶劑揮發(fā)掉);
4.絲印濕油膜厚度不均(油膜越厚的部分越易“發(fā)亮”);
5.濕油膜本身質(zhì)量問題(選擇濕油膜來匹配電鍍純錫藥水);
6.前處理酸性除油劑質(zhì)量(選擇好的酸性除油劑,即增強(qiáng)了溶液的水洗性,又大大降低了除油后在銅面上殘留的機(jī)率);
7.鍍液錫光劑過量(過多錫光劑會(huì)造成鍍液有機(jī)污染,為防止?jié)衲ゅ冨a板隨著產(chǎn)能的增大對(duì)錫缸造成污染,每半個(gè)月進(jìn)行一次8小時(shí)的碳芯過濾,同時(shí)每周用5ASF、10ASF、15ASF的電流密度分別電解5小時(shí)、2.5小時(shí)和0.5小時(shí));
8.溫度有關(guān)(溫度越高,低電位區(qū)走位越不均,試驗(yàn)證明溫度越高越容易產(chǎn)生線邊“發(fā)亮”。另外,溫度高加速了Sn2+的氧化和添加劑的消耗。);
9.導(dǎo)電不良(導(dǎo)電不良直接造成電流密度嚴(yán)重偏低,電流密度低于10ASF時(shí)最容易出現(xiàn)線邊“發(fā)亮”)。
10.濕膜板存放時(shí)間長(zhǎng)(濕膜鍍純錫板要存放在環(huán)境相對(duì)較好的車間,存放時(shí)間不能超過72小時(shí),圖形電鍍工序員工視生產(chǎn)狀況取板,但在電鍍車間的存放時(shí)間最好不超過12小時(shí));
11.鍍純錫槽陽(yáng)極面積不足(鍍錫槽陽(yáng)極面積不足必然會(huì)導(dǎo)致電流效率降低,電鍍過程中析氧。陽(yáng)極與陰極面積比一般為2~3:1,純錫槽陽(yáng)極間隔標(biāo)準(zhǔn)為5cm左右,其目的是確保陽(yáng)極面積足夠)。
因此,一些不良問題其實(shí)只是某工序不起眼的細(xì)節(jié)所引起的,只要多方位的去考慮就能找到問題的關(guān)鍵,并解決它。
六、掌握市場(chǎng)濕膜質(zhì)量的優(yōu)缺點(diǎn)
濕膜質(zhì)量好對(duì)減少線邊“發(fā)亮”十分有利,但不能完全杜絕。另外,比較適用于做純錫板之油膜不一定是好油膜,下面簡(jiǎn)單介紹濕膜質(zhì)量特性:
1.好的濕膜不容易產(chǎn)生“滲鍍”、耐電流密度高時(shí)油膜不容易被擊穿且退膜相對(duì)容易;
2.有的濕膜也許對(duì)減少線邊“發(fā)亮”問題確實(shí)能起到一定的作用,但退膜相對(duì)困難,此類濕油膜不適用于電流密度操作范圍廣的藥水,稍高電流密度容易產(chǎn)生“滲鍍、夾膜、發(fā)黑”甚至擊穿油膜等問題。
評(píng)論