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    印制電路板生產中堿性蝕刻點狀凹坑改善

    2020-07-18 02:34:22晉世友謝倫魁
    印制電路信息 2020年7期
    關鍵詞:干膜鍍錫點狀

    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。

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