一、前言
在
PCB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,從而會造成圖形電鍍純錫時難免出現(xiàn)“滲鍍、亮邊(錫?。钡炔涣紗栴}的困擾,鑒于此,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。其中線路板的電鍍工藝,大約可以分類:酸性光亮銅電鍍、電鍍鎳/金、電鍍錫,文章介紹的是關(guān)于在線路板加工過程是,電鍍工藝的技術(shù)以及工藝流程,以及具體操作方法。
工藝流程:
浸酸→全板電鍍銅→圖形轉(zhuǎn)移→酸性除油→二級逆流漂洗→微蝕→二級逆流漂洗→浸酸→鍍錫→二級逆流漂洗→逆流漂洗→浸酸→圖形電鍍銅→二級逆流漂洗→鍍鎳→二級水洗→浸檸檬酸→鍍金→回收→2-3級純水洗→烘干
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會導(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溫度比較敏感,溫度低時會導(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、時間影響。存放環(huán)境較差或存放時間過長會使?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)鍍錫槽陽極面積不足時必然會導(dǎo)致電流效率降低,電鍍過程中析氧(電鍍原理:陽極析氧,陰極析氫)。如果電流密度過大而硫酸含量偏高時陰極析氫,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)、溫度高或浸泡時間長均會產(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,這些均會加速對濕膜之攻擊性。
2.改善對策:
多數(shù)純錫光劑的本身性能決定了其在電流作用下對濕膜攻擊性比較大,為避免減少濕膜鍍純錫板“滲鍍”產(chǎn)生, 建議平時生產(chǎn)濕膜鍍純錫板須做到三點(diǎn):
?、佟L砑蛹冨a光劑時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);
③。藥水成分控制,如硫酸亞錫及硫酸含量控制在下限也會對改善“滲鍍”有利。
四、市場純錫光劑的特性
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”,它對硫酸亞錫、硫酸及電流密度相對來講操作條件參數(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”,它對硫酸亞錫、硫酸及電流密度相對來講操作條件參數(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,對藥水操作電流密度、溫度、陽極面積、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)能的增大對錫缸造成污染,每半個月進(jìn)行一次8小時的碳芯過濾,同時每周用5ASF、10ASF、15ASF的電流密度分別電解5小時、2.5小時和0.5小時);
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時最容易出現(xiàn)線邊“發(fā) 亮”)。
10.濕膜板存放時間長(濕膜鍍純錫板要存放在環(huán)境相對較好的車間,存放時間不能超過72小時,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間最好不超過12小時);
11.鍍純錫槽陽極面積不足(鍍錫槽陽極面積不足必然會導(dǎo)致電流效率降低,電鍍過程中析氧。陽極與陰極面積比一般為2~3:1,純錫槽陽極間隔標(biāo)準(zhǔn)為5cm左右,其目的是確保陽極面積足夠)。
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、掌握市場濕膜質(zhì)量的優(yōu)缺點(diǎn)
濕膜質(zhì)量好對減少線邊“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”、耐電流密度高時油膜不容易被擊穿且退膜相對容易;
2.有的濕膜也許對減少線邊“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 。
關(guān)于電鍍錫
①目的與作用:圖形電鍍純錫目的主要使用純錫單純作為金屬抗蝕層,保護(hù)線路蝕刻;
?、诓垡褐饕闪蛩醽嗗a,硫酸和添加劑組成;硫酸亞錫含量控制在35克/升左右,硫酸控制在10%左右;鍍錫添加劑的添加一般按照千安小時的方法來補(bǔ)充或者根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)板效果;電鍍錫的電流計算一般按1。5安/平方分米乘以板上可電鍍面積;錫缸溫度維持在室溫狀態(tài),一般溫度不超過30度,多控制在22度,因此在夏季因溫度太高,錫缸建議加裝冷卻溫控系統(tǒng);
?、酃に嚲S護(hù):每日根據(jù)千安小時來及時補(bǔ)充鍍錫添加劑劑;檢查過濾泵是否工作正常,有無漏氣現(xiàn)象;每個2-3小時應(yīng)用干凈的濕抹布將陰極導(dǎo)電桿擦洗干凈;每周要定期分析錫缸硫酸亞錫(1次/周),硫酸(1次/周),并通過霍爾槽試驗(yàn)來調(diào)整鍍錫添加劑含量,并及時補(bǔ)充相關(guān)原料;每周要清洗陽極導(dǎo)電桿,槽體兩端電接頭;每周用低電流0。2?0。5ASD電解6?8小時;每月應(yīng)檢查陽極袋有無破損,破損者應(yīng)及時更換;并檢查陽極袋底部是否堆積有陽極泥,如有應(yīng)及時清理干凈;每月用碳芯連續(xù)過濾6?8小時,同時低電流電解除雜;每半年左右具體根據(jù)槽液污染狀況決定是否需要大處理(活性炭粉);每兩周要更換過濾泵的濾芯;
?、艽筇幚沓绦颍篈.取出陽極,取下陽極袋,用銅刷清洗陽極表面,水洗沖干后,裝入陽極袋內(nèi),放入酸槽內(nèi)備用B.將陽極袋放入10%堿液浸泡6?8小時,水洗沖干,再用5%稀硫酸浸泡,水洗沖干后備用;C.將槽液轉(zhuǎn)移到備用槽內(nèi),按3?5克/升將活性碳粉緩慢溶解到槽液中,待溶解徹底后,吸附4-6小時候,用10um的PP濾芯加助濾粉過濾槽液至清洗干凈的工作槽內(nèi),放入陽極,掛入電解板,按0。2-0。5ASD電流密度低電流電解6?8小時,D.經(jīng)化驗(yàn)分析,調(diào)整槽中的硫酸,硫酸亞錫含量至正常操作范圍內(nèi);根據(jù)霍爾槽試驗(yàn)結(jié)果補(bǔ)充鍍錫添加劑;E.待電解板板面顏色均勻后,即停止電解;F.試鍍OK.即可;
?、菅a(bǔ)充藥品時,如添加量較大如硫酸亞錫,硫酸時;添加后應(yīng)低電流電解一下;補(bǔ)加硫酸時應(yīng)注意安全,補(bǔ)加量較大時(10升以上)應(yīng)分幾次緩慢補(bǔ)加;否則會造成槽液溫度過高,亞錫氧化,加快槽液老化;
⑥藥品添加計算公式:
硫酸亞錫(單位:公斤)=(40-X)×槽體積(升)/1000
硫酸(單位:升)=(10%-X)g/L×槽體積(升)
或(單位:升)=(180-X)g/L×槽體積(升)/1840