PCB阻焊超粗化出现的铜面差发暗问题探究

阻焊超粗化出现的铜面差发暗问题探究
电镀处理2016-03-29作者:邓加林
一、前言:
超粗化液是为粗化铜面而设计的一种铜面处理工艺,可应用于PCB板干、湿膜前处理、阻焊绿油前处理。提高干、湿膜及绿油与铜面的附着力,对PCB板精密细线路制作及防止化学沉锡、化学镍金制程阻焊油的脱落提供强有力的支持。本文简介我司阻焊前处理导入超粗化工艺应用时,对PCB板过超粗化后出现的铜面差、铜面发暗问题的原因进行探讨,并提出生产方法和应用改善思路。为后续PCB厂家引入超粗化工艺提供参考借鉴。
二、背景:
因阻焊前处理磨板时产生线路边留下细小微状的残铜铜丝,我司阻焊前处理引进超粗化工艺。主要目的是为了通过应用超粗化工艺改善磨板造成的微短。减少客户投诉,提升品质。
三、阻焊前处理工艺简介及超粗化使用厂家调查:
1.阻焊前处理工艺简介
①酸洗+针刷磨板(早期较多,现在还有些小厂在使用)
②酸洗+火山灰磨板(这种工艺较普遍较多)
③酸洗+喷砂(使用的公司也不是很多)
④酸洗+微蚀+火山灰磨板(不多)
⑤酸洗+磨板+超粗化
2.PCB行业阻焊前处理使用超粗化工艺的厂家初步调查如下:
四、我司阻焊超粗线试用两家超粗化药水状况:
1. 2015年10月份我司阻焊前处理超粗化线;试用阿成(化名)供应商的超粗化药水;结果:PCB板铜面差太深且差不均匀不一致,铜面发暗较严重。阿成(化名)跟踪两周未解决。分析为铜晶格问题;同时我司图形电镀用的铜光剂与超粗化药水为同一家阿成(化名)供应商的药水。
2.2015年11月份阻焊前处理超粗化线用贝加尔超粗化药水;结果:板经过绿油前处理超粗化咬蚀后铜面现出差不均不一致,超粗化线用贝加尔药水PCB板大铜面同样有这种问题。见以下图片:
(图四、过超粗化后出现铜面差发暗)  (图五、过超粗化后出现铜面差发暗)
3.超粗化药水试用小结:我司试用阿成(化名)和贝加尔的超粗化药水都有类似铜面差发暗问题!
4. 11月19日競铭图形电镀线铜槽;阿成(化名)光剂CVS分析结果:
以上数据显示4个铜槽的光剂和整平剂分析结果均正常。药水参数均在正常范围内;电镀做出来的板铜面外观,铜面光亮度均正常。符合PCB品质接收标准!5.阻焊前处理超粗化线临时生产方法:过超粗化前先进行烤板;参数150℃*50分钟。附图:
五、电镀铜晶粒及物性简述:
1.晶粒变化示意图:
从上图可看出电镀铜层晶格结晶由原来非常致密的结构,经过烘烤铜面受热膨胀后使铜面晶格发生转变。铜面受热后晶格更加稳定,同时板铜面烘烤受热后也行成了一层氧化层,更有利于超粗化药水的咬蚀均匀!
2.电镀铜晶粒物性比较:
A、从上图可看出电镀铜,细晶粒之铜层,物性较佳。晶粒较大之铜层,物性较差。
B、对于超粗化工艺;刚好相反:物性较佳细晶粒超粗化药水反而不好咬蚀,物性差大晶粒超粗化药水更好咬蚀且无需烤板。
C、从电镀原理上讲说明用阿成(化名)的铜光剂镀铜晶格致密度好,站在电镀单个工序立场上讲使用阿成(化名)的铜光剂物性较佳,更具有可靠性。但过超粗化药水咬蚀前需烤板,不烤板超粗化药水不好咬蚀有粗化不均差、发暗现象。
D、由此可得出结论:使用超粗化工艺需寻试验与超粗化相互匹配的镀铜光剂。
六、试验验证确认:
1.试验方案:在全板电镀线(中南所光剂)试板镀二铜,再到图形电镀线镀锡,验证中南所镀铜光剂与超粗化药水咬蚀的匹配性。
2.在干膜工序分别取小批量板在全板电镀线(中南所光剂)进行试板镀二铜:B2821共13PNL、 B1388共11PNL、B0991共15PNL。蚀刻后分别按不同停放时间过超粗化线;试验板过超粗化后效果图如下:
3.试验数据及结论
通过试验结果显示中南所铜光剂与超粗化咬蚀药水匹配度较好,无微蚀不均差、发暗等不良现象,试验结果说明了不同的镀铜光剂与超粗化线药水有匹配性的影响。
七、图形电镀线切换成中南所铜光剂后的生产状况:
1.我司于2016年2月中旬,图形电镀更换成中南所镀铜光剂后;中南所铜光剂CVS分析结果如下:
2.图形电镀线铜缸切换中南所光剂生产后,PCB板过超粗化基本上无需烤板。可直接过超粗化线生产。附下图:
八、阻焊超粗化工艺的应用后的成果:
¾ 阻焊超粗化导入,改善阻焊磨板微短
结论:阻焊导入超粗化工艺可以改善磨板造成的微短。
结束语:阻焊工序应用超粗化作前处理,不但可以增加铜面与阻焊油墨结合力,确保阻焊油墨在后工序中不易受表面处理药水侵蚀,从而还可以改善阻焊磨板造成的微短。相信其他公司使用超粗化工艺过程中或多或少也有类似铜面差发暗问题,而我司是所有板都要过超粗化处理。之前全部都要烤板,经过一番研究和试验验证确认后。选择与超粗化工艺较匹配的电镀铜光剂后,基本无需烤板。从而减少了PCB 板人员搬运操作,提高了生产运作进度,更是为公司节约了用电。

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