印制電路板生產中堿性蝕刻點狀凹坑改善

黃 俊 晉世友 謝倫魁

（深圳市景旺電子股份有限公司，廣東 深圳 518102）

0 前言

圖形電鍍錫的目的是保護它所覆蓋的銅導體，避免堿性蝕刻時受到蝕刻液的攻擊，因此出現(xiàn)鍍錫氣泡、銅缸有機污染殘留造成的鍍錫不良、錫面擦花，均會出現(xiàn)點狀凹坑不良，造成報廢。本文主要通過對點狀凹坑不良原因的查找，進行改善，達到降低點狀凹坑報廢、提升品質的目的。

1 點狀凹坑不良介紹

取外層經AOI（自動光學檢測）不良實物板分析，不良板表現(xiàn)為點狀咬蝕不良，切片分析排除電鍍銅粒影響。均為銅面咬蝕不良，不良產生原因為蝕刻前，錫層電鍍質量差或受到損傷、不抗蝕，造成點狀凹坑不良。

圖1 點狀凹坑不良

2 原因分析

經大量排查及看板確認，發(fā)現(xiàn)有以下問題可能會導致點狀凹坑不良問題的發(fā)生：

（1）鍍錫震動時間長短、錫缸是否定期排氣有。鍍錫有氣泡，從而造成點狀凹坑不良問題；

（2）不同干膜、光劑可能會造成不同點狀凹坑問題；

（3）因插板，轉運動作不規(guī)范，造成較多的錫面擦花不良。

轉運動作，通過過程規(guī)范即可改善，本次不做研究，僅對鍍錫震動時間、錫缸定期排氣、干膜、光劑的影響進行研究。

3 改善方案和結果

3.1 震動影響

鍍錫的目的是保護它所覆蓋的銅導體，蝕刻時避免受到蝕刻液的攻擊，鍍錫的反應式為：

陽極反應:Sn→Sn2++2e-E=-0.136V

陰極反應：Sn2++2e→Sn

為保證鍍錫效果，錫缸藥水需循環(huán)交換，循環(huán)會產生大量氣泡，為趕走氣泡，需從震動開始檢查，震動振幅要求≥25 mm/s，實測27～40 mm/s，震幅沒有問題；再從震動時間來檢查，錫缸震動為震5 s停10 s秒，此震動時間偏短，震動時氣泡還未趕走，震動就停止，震動效果不佳，因此把震動改為震10 s停20 s。震動變更前后的點狀凹坑不良對比見表1。

從以上結果可以看到，調整震動時間延長后，點狀凹坑不良有了一定的降低，但還是存在一定的不良。

3.2 過濾排氣影響

錫缸氣泡不良還可以從錫缸過濾排氣進行改善，之前不定期排氣時，發(fā)現(xiàn)氣泡較多，因此規(guī)定錫缸過濾排氣保持常開（打開30度，如圖2b），即保證循環(huán)效果，又能一直進行排氣，減少藥水循環(huán)中產生的氣泡，改善結果如表2。

從以上結果可以看到，調整排氣閥為常開狀態(tài)后，點狀凹坑不良有了一定的降低，但也還是存在一定的不良。

3.3 不同干膜和光劑影響

表1 不同震動時間造成的點狀凹坑不良

經跟進發(fā)現(xiàn)，不同廠商的干膜搭配不同藥水對點狀凹坑影響很大，本廠使用M干膜和N干膜，兩種干膜在不同的電鍍線（電鍍藥水均為A光劑）使用，點狀凹坑不良差異也較大；經跟進，M干膜使用的電鍍線銅缸藥水泡沫較多，N干膜使用的電鍍線藥水泡沫較少，M干膜的溶出較多。

經統(tǒng)計使用M干膜+A光劑比N干膜+A光劑點狀凹坑不良高。其原因為干膜在電鍍時干膜中的物質溶解在藥水中，溶解物殘留在銅面上造成鍍不上錫，蝕刻后形成點狀凹坑不良。

再對不同圖電光劑的影響進行對比，A光劑和B光劑狀態(tài)見表3。

表2 過濾排氣狀態(tài)造成的點狀凹坑不良

圖2 排氣閥開關

表3 不同光劑狀態(tài)對比

表4 不同干膜與光劑造成的點狀凹坑不良

圖3 不同干膜+光劑造成的點狀凹坑不良

經對比，A光劑有機物含量高且上升快、溶解干膜速度快。根據(jù)相似相溶原理，因干膜也是有機物，在電鍍銅時其在有機物含量高的藥水中溶解就快，導致這些有機物殘留在板面，鍍錫時出現(xiàn)抗鍍而形成鍍錫不良，蝕刻后出現(xiàn)點狀凹坑不良（見圖3）。

兩種干膜和兩種光劑分別搭配進行電鍍得出的凹坑不良率（見表4）。

經以上對比，使用M干膜和N干膜與A光劑和B光劑的交叉對比對點狀凹坑不良的影響如上，說明溶出性高的干膜、COD含量高的光劑均會使點狀凹坑不良率升高。

5 總結

經過專案改善，去除鍍錫氣泡不良,震動由震5 s停10 s更改為震10 s停20 s，錫缸開30°直通排氣，選用溶出性小的N干膜和COD含量低的B光劑，可以解決點狀凹坑不良問題。