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如何改善PCB电路板电镀表面凹坑

2019-03-01 09:25 ? 次阅读

受到中美贸易协议不明、中国经济降温、英法政治纷扰等大环境影响,以及手机等终端产品市场成长趋缓等因素影响,台湾电路板协会(TPCA)预估,2019年台商两岸pcb产?#21040;?#36739;去年成长1.5%左右,产值预估达新台币6611亿元。

随着pcb电路板线路制作精细化程度的提高,线路制作中的开短路问题成为影响产品?#32454;衤实?#37325;要因素,通常对于线路?#32454;衤实?#25913;善行动会考虑到干膜附着力,曝光能量等因素,从整个系统制作的?#23884;?#26469;说,电镀后板面本身的平整度是影响线路良?#23454;?#19968;个根本和直接的原因。

对于采用垂直连续电镀的填孔板,板面凹坑是主要问题点,在图形区域的凹坑很大程度上会导致线路的开缺口,如除油不良凹坑大小在50um上下波动。对于4mil的线路影响不大,但对于3mil线路的影响会突显出来。该现象现在越来越引起各PCB厂的重视。因此,本文从改善电镀表面凹坑缺陷出发,以提高线路制作?#32454;?#29575;为关注点,通过?#28304;?#30452;连续电镀流程的工艺改善,解决板面凹坑对线路制作的不良影响。

造成PCB电路板板面凹坑的原因有很多,如板面抗镀,针孔,刮伤等,通过对缺陷的采集分类,如表格1和图表1,可以看到不同凹坑缺陷的比例分布。

PCB电路板电镀

根据以?#31995;?#32570;陷比例?#27835;觶?#25239;镀是造成凹坑的主要原因。前期改善主要是针对表面有明显杂物开展?#27169;?#20294;仍有比较高的凹坑比例,进一步?#27835;?#35748;为当前引起板面抗镀的最可能因素是电镀前板面的有机物质污染,包括外界引入的油脂(比如手指印引入?#27169;?#30719;物油脂(比如导电油),还包含前道工艺引入的吸附在板面的有机物质,并且这些有机物质对线路的缺口断线贡献可能更隐蔽、更大一些。最可能来源是PTH工序的化学品夹杂在化学铜之间难以去除。

PTH化铜槽药水中包含络合剂(EDTA)、稳定剂(吡啶)等物质。这些物质?#21152;?#38108;离子有比较强的作用力,吸附在板面后去除比较难,只有在碱性环境下才有比较高的溶解性。

既然无法避免PCB电路板板面有机物?#23454;?#20135;生,那么我们就需要在后工序处理上来降低有机物?#23454;?#21547;量。也由此有了在电镀前引进了碱性除?#22270;?#30340;想法。

1.碱性除油的引入 ?

通常在电镀前处理基本都使用酸性除油体系,因为电镀药水均为酸性体系,很少有人使用碱性除油。但是通过?#27835;?#21487;知,与VCP电镀前处理的酸性除?#22270;?#30456;比,碱性除油去污能力更好,对PTH化学品残留和在线路板搬用过程中?#27425;?#30340;油污去除能力更强,且VCP线在除油后面有?#20154;?#27927;和酸浸,这样完全可以保证碱性除油在进入电镀槽液前能够完全清洗?#21024;唬?#19981;会污染槽液,另外碱性除油相对于酸性除油不会对PTH化学沉铜腐蚀更好的保证化学沉铜的完整,故而选择碱性除油。 ?

两者成分和作用的对比如下表: ?

2.试验测试 ?

2.1试验流程设计 ?

…→上板→脱气→碱性除油(酸性除油)→DI水洗→酸洗→预镀→DI水洗→微蚀→DI水洗→…?

2.2试验结果 ?

采用两批测试板,Panel1和Panel2各?#30452;?#29992;酸碱除油方式进行前处理后检查其线路制作的良率,得到图表2中的结果。

Panel1和Panel2的线路难度不同,因此两者的缺陷数?#22353;?#26126;显差别。 ?

从图表2所示的数据上看,使用碱性除油后,断线缺口缺陷明显改善,相?#20154;?#24615;除油,碱性除油能?#34892;?#23558;缺陷率下降70%以上。 ?

此外,试验还对比了除油浓度5%与7.5%状态下处理的板面线路制作缺陷率,?#30452;?#20026;45%和35%,发现除油液浓度高对缺陷的减少有改善。?

3.生产应用??

在一条垂直连续电镀线上试使用碱性除油代替原来的酸性除油,同时统计了6?#36335;?#33267;12月一款在线生产电路板两个层次的线路缺口断线缺陷率。

从图表3和图表4的缺陷率变化趋势可以看到自8?#36335;?#24320;?#25216;?#24615;除油前处理后,该型号PCB电路板的缺口断线缺陷?#35270;?#26126;显的下降。 ?

由于VCP1#线更换前处理药水对改善断线、缺口取得的成功,因此,将碱性除?#22270;?#24212;用并推广?#20102;?#26377;垂直连续电镀线前处理上。?

4.结论??

电镀后板面的凹坑将会直?#21491;?#36215;后工序线路制作的断线缺口,而抗镀是造成凹坑的主要原因,通过?#27835;觶?#21069;工序中板面会吸?#25509;?#33026;等有机物质,而这些有机杂质在原有酸性除?#22270;?#20013;无法清除,造成板面的抗镀。使用碱性除?#22270;?#21017;可以?#34892;?#22320;溶解板面有机物质。

实验证明,相?#20154;?#24615;除油,采用碱性除?#22270;?#33021;够将线路缺陷率下降70%以上,将该前处理方法推广到生产线后,通过SPC监控,发现线路制作缺陷在前处理方法改变后有明显下降趋势。目前已经在各条垂直连续电镀线推广使用碱性除油。后续还将继续监控碱性除油后的线路制作效果,这一改善性举措相信是稳定提高线路制作越来越精细的PCB电路板产品?#32454;衤实?#19968;条捷径。

原文标题:PCB电路板电镀表面凹坑改善

文章出处:【微信号:ruziniubbs,微信公众号:PCB行业工程师技术交流】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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印刷机的清洁度差,每次自动清洗完都会有一些残留,?#34892;?#21018;好被擦?#20040;?#21040;金手指?#35838;唬?#36896;成不良。
发表于 05-20 17:41 ? 51次 阅读
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