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Análisis de defectos de galvanoplastia de estaño puro en PCB
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Análisis de defectos de galvanoplastia de estaño puro en PCB

Análisis de defectos de galvanoplastia de estaño puro en PCB

2022-03-07
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Author:pcb

1.. Introduction:In the production process of printed circuit boards, Debido al costo, la mayoría de los fabricantes todavía utilizan la tecnología de película húmeda para la obtención de imágenes, which will inevitably cause problems such as "bleeding, bright edge (thin tin)" and other undesirable problems when electroplating pure tin in graphics. In view of this , Discutiré con usted las soluciones a los problemas comunes en el proceso de recubrimiento de estaño puro que he resumido a lo largo de los años.. Among them, El proceso de galvanoplastia de la placa de circuito se puede dividir en: recubrimiento ácido brillante de cobre, nickel/Electroplating, and tin electroplating. Este artículo introduce el proceso de mecanizado de la placa de circuito, electroplating process technology and process flow, Y métodos operativos específicos. Process flow: pickling→full board copper plating→pattern transfer→acid degreasing→secondary countercurrent rinsing→micro-etching→secondary countercurrent rinsing→acid soaking→tin plating→secondary countercurrent rinsing→countercurrent rinsing→acid soaking→pattern plating Copper → secondary countercurrent rinsing → nickel plating → secondary water washing → immersion in citric acid → gold plating → recovery → 2.....-3 grade pure water washing → drying.

Placa de circuito impreso

2. Analysis of the reasons for "seepage plating" of wet film board (quality problem of non-pure tin syrup)
2.1 la superficie de cobre cepillada antes de la impresión serigráfica debe limpiarse para garantizar una buena adherencia entre la superficie de cobre y la película de aceite húmedo.
2.Cuando la energía de exposición de la película húmeda es baja, the light curing of the wet film will be incomplete, La resistencia a la galvanoplastia del Estaño puro es pobre.
2.Parámetros irrazonables del proceso de pre - horneado de película húmeda, and the local temperature difference of the oven is large. Debido a que el proceso de curado térmico del material fotosensible es sensible a la temperatura, low temperature will lead to incomplete thermal curing, Por lo tanto, la resistencia de la película húmeda al recubrimiento de estaño puro se reduce..
2.4 The lack of post-curing/El tratamiento de curado reduce la resistencia al recubrimiento de estaño puro.
2.5 la placa de estaño galvanizado debe limpiarse a fondo. At the same time, Cada placa debe insertarse en el marco o en la placa seca, and stacking of boards is not allowed.
2.6 Wet film quality issues.
2.7 The influence of production and storage environment and time. Las malas condiciones de almacenamiento o el almacenamiento prolongado pueden causar la expansión de la película húmeda y reducir su resistencia al recubrimiento de estaño puro..
2.8 el barniz de estaño puro y otros contaminantes orgánicos en el barril de estaño erosionan y disuelven la película húmeda. When the Zona de ánodo of the tin plating tank is insufficient, La eficiencia actual inevitablemente disminuirá, and oxygen evolution during the electroplating process (electroplating principle: anode oxygen evolution, cathode hydrogen evolution ). If the current density is too high and the sulfuric acid content is high, El cátodo emite hidrógeno, which will attack the wet film and lead to the occurrence of tin penetration (that is, the so-called "seepage plating").
2.9 The high concentration of the stripping solution (sodium hydroxide solution), high temperature or long soaking time will produce tin flow or dissolved tin (that is, the so-called "seepage plating").
2.10. Alta densidad de corriente del Estaño puro. Generally, La densidad de corriente de masa de la película húmeda es adecuada para 1.0 y 2.0A/Dm2. Beyond this current density range, La calidad de algunas películas húmedas es fácil de "galvanizar"..

3. Causes and Mejorament countermeasures of "seepage plating" caused by the problem of potion
3.1 Reason: The problem of liquid medicine leads to the generation of "seepage plating" mainly depends on the formula of pure tin light agent. El abrillantador tiene una fuerte capacidad de permeabilidad, y la erosión de la película húmeda en el proceso de galvanoplastia producirá "permeabilidad".. That is, Cuando se añade demasiado brillo de estaño puro o la corriente es ligeramente excesiva, "seepage plating" occurs. En condiciones normales de funcionamiento actual, the resulting "seepage plating" is related to the uncontrolled operating conditions of the potion, Si el agente luminiscente de estaño puro es demasiado. , high current, Alto contenido de sulfato de estaño o ácido sulfúrico, etc., Esto acelerará la erosión de la película húmeda.
3.2. Medidas de mejora: las propiedades de la mayoría de los abrillantadores de estaño puro determinan que son más agresivos a la película húmeda bajo la acción de la corriente eléctrica. In order to avoid reducing the "bleeding" of wet film pure tin plating, Se sugiere la producción de estaño puro por recubrimiento húmedo en tiempos normales. The board must do three things:
1) When adding pure tin light agent, Debe ser monitoreado en poco tiempo, and the content of pure tin light agent in the plating solution is usually controlled at the lower limit;
2) The current density is controlled within the allowable range;
3) The control of the composition of the potion, Por ejemplo, el control del contenido de sulfato de estaño y ácido sulfúrico en el límite inferior también es beneficioso para mejorar la "galvanoplastia"..

Fourth, the characteristics of market pure tin light agent
4.1 Some pure tin brighteners are limited to current density and have a relatively narrow operating range. Este abrillantador de estaño puro es generalmente propenso a la película húmeda "sangrar".. Controla los parámetros de funcionamiento del sulfato de estaño, ácido sulfúrico y densidad de corriente relatively. The allowable standard range is also narrow;
4.2 Some pure tin brighteners are suitable for a wide range of current density operation. Este tipo de abrillantador de estaño puro No es fácil de producir película húmeda "Tin - Leaching".. It is relatively the operating condition parameter control allowable standard for stannous sulfate, sulfuric acid and current density. wide range;
4.3. Algunos abrillantadores de estaño puro son fáciles de "gotear"., seepage plating, blackening" or even "glowing" at the edge of the wet film;
4.4 Some pure tin brighteners do not cause the problem of "brightness" of the edge of the wet film (no baking or UV curing), Pero todavía hay un problem a de "derramamiento de sangre"., which can be cured by baking or UV curing. improve. Before the pure tin plating process on the wet film board, No hay "brillo y recubrimiento" en el borde de la línea sin hornear o curado UV. At present, Hay pocos abrillantadores de estaño puro en el mercado. The specific operation should be based on the characteristics of pure tin brighteners provided by different syrup suppliers, Y la densidad de corriente de trabajo, etc., temperature, anode area, stannous sulfate, El contenido de ácido sulfúrico y brillo de estaño debe controlarse estrictamente..

5. The reason for the "brightness" of the line edge caused by pure tin plating on the wet film board
Because the formula of pure tin light agent generally contains organic solvent, and the wet oil film itself is composed of organic solvent and other materials, Incompatibilidad entre los dos, especially the "brightness" of the edge of the line. Factors related to the "shiny" of the line edges:
5.1 Pure tin polish (under normal circumstances, the formula will contain organic solvents);
5.2 The current density is low (the lower the current density, the easier it is to produce "brightness" on the edge of the line);
5.3 The conditions of the baking board are inconsistent (the main purpose of the baking board is to volatilize the organic solvent of the wet oil film);
5.4 The thickness of the screen printing wet oil film is uneven (the thicker the oil film, the easier it is to "glow");
5.5 The quality of the wet oil film itself (choose the wet oil film to match the electroplating pure tin potion);
5.6 The quality of the acid degreaser in pretreatment (selecting a good acid degreaser not only enhances the water washability of the solution, but also greatly reduces the probability of remaining on the copper surface after degreasing);
5.7 Excessive tin light agent in the plating solution (too much tin light agent will cause organic pollution of the plating solution, in order to prevent the wet film tin plate from polluting the tin cylinder with the increase of production capacity, Filtración del núcleo de carbono durante 8 horas cada media luna , at the same time electrolyzing for 5 hours, 2.5 hours and 0.5 horas, densidad de corriente 5 ASF, 10ASF and 15ASF every week);
5.8 It is related to temperature (the higher the temperature, the more uneven the position of the low-potential region, Las pruebas muestran que cuanto mayor es la temperatura, the easier it is to produce "brightness" of the line edge. Además, the high temperature accelerates the oxidation of Sn2+ and the consumption of additives.);
5.9 Poor conduction (poor conduction directly causes the current density to be seriously low, Cuando la densidad de corriente es inferior a 10 ASF, the edge of the line is likely to "glow").
5.10 The wet film board should be stored for a long time (the wet film plated pure tin board should be stored in a workshop with a relatively good environment, No conservar durante más de 72 horas. Durante el proceso de galvanoplastia gráfica, el personal tomará la placa de acuerdo con las condiciones de producción., but the storage time in the electroplating workshop should not exceed 72 hours. 12 hours);
5.11 Insufficient anode area of pure tin plating bath (insufficient anode area of tin plating bath will inevitably lead to lower current efficiency and oxygen evolution during electroplating process. La relación de área entre ánodo y cátodo es generalmente de 2 ~ 3: 1, and the standard of pure tin bath anode spacing is about 5cm , whose purpose is to ensure sufficient anode area). Therefore, Algunos de los peores problemas son causados en realidad por detalles discretos en un proceso. As long as you think about it in multiple directions, Usted puede encontrar la clave del problema y resolverlo.

6. Master the advantages and disadvantages of wet film quality in the market
A good quality wet film is very beneficial to reduce the "brightness" of the line edge, but it cannot be completely eliminated. Además, the oil film that is more suitable for pure tin plate is not necessarily a good oil film. The following briefly introduces the quality characteristics of wet film:
6.1 A good wet film is not easy to produce "seepage plating", Cuando la densidad de corriente es alta, la película de aceite no se descompone fácilmente., and the film is relatively easy to remove;
6.2 algunas películas húmedas pueden desempeñar un papel en la reducción del "brillo" de los bordes de las líneas, but it is relatively difficult to remove the film. La película de aceite húmedo no es adecuada para el medicamento con un amplio rango de densidad de corriente., and a slightly higher current density is easy to produce. "Galvanoplastia, film sandwich, "Ennegrecimiento" e incluso ruptura de la película de aceite, etc..
Regarding electroplating tin, 1) purpose and function: the purpose of pure tin in graphic electroplating mainly uses pure tin as a metal anti-corrosion layer to protect circuit etching; 2) the bath is mainly composed of stannous sulfate, sulfuric acid and additives; the content of stannous sulfate is controlled At about 35 grams/Litro, El ácido sulfúrico se controla en un 10%. La adición de aditivos para el recubrimiento de estaño suele adoptar el método de kiloamperios - horas o complementarse de acuerdo con el efecto real de la placa de producción; El cálculo actual del recubrimiento de estaño es generalmente 1.5 ampere/Decimetro cuadrado multiplicado por la superficie de la placa; Mantener la temperatura del barril a temperatura ambiente, generally not more than 30 degrees, Más control de temperatura a 22 grados, so in summer because the temperature is too high, it is recommended to install a cooling temperature control system for the tin cylinder; 3) Process Maintenance: replenish tin-plating additives in time according to the thousand ampere hours every day; check whether the filter pump is working properly and whether there is air leakage; every 2-3 hours, use a clean wet cloth to clean the cathode conductive rod; every week Regularly analyze stannous sulfate (1 time/week) and sulfuric acid (1 time/week) in the tin cylinder, Ajuste del contenido del aditivo de estaño mediante el ensayo del baño de la Sala, and replenish relevant raw materials in time; clean the anode conductive rods and tanks every week Electrical connectors at both ends of the body; electrolyze with low current 0.2 a 0.5 ASD for 6 to 8 hours every week; check whether the anode bag is damaged every month, Reemplazar los daños a tiempo; Comprobación de la acumulación de lodos de ánodo en el Fondo de la bolsa de ánodo , if necessary, Limpieza oportuna; Filtración continua del núcleo de carbono durante 6 a 8 horas al mes, and low-current electrolysis to remove impurities; every six months or so, it is determined whether large-scale treatment (activated carbon powder) is required according to the pollution status of the bath liquid; every two weeks Replace the filter element of the filter pump; 4) Major treatment procedure: A. Take out the anode, Retire la bolsa de ánodo, clean the surface of the anode with a copper brush, Enjuagar y secar, put it into the anode bag, Y ponlo en un tanque de ácido para B. Put the anode The bag is soaked in 10% lye solution for 6 to 8 hours, Enjuagar con agua, then soaked in 5% dilute sulfuric acid, Enjuagar y secar con agua para su uso posterior; C. Transfer the tank liquid to the standby tank, Luego presione 3 a 5 gramos por litro. El polvo de carbón activado se disuelve lentamente en el baño. After the dissolution is complete, Adsorción durante 4 - 6 horas. The tank liquid is filtered with a 10um PP filter element and filter aid powder into the cleaned working tank. Según 0. 2-0. 5asd electrolisis de baja densidad de corriente de 6 a 8 horas, D. Después del análisis de laboratorio, adjust the sulfuric acid and stannous sulfate content in the tank to within the normal operating range; supplement tin plating additives according to the Hall cell test results ;E. Después de que el color de la placa electrolítica es uniforme, stop electrolysis; F. El recubrimiento de prueba puede. When adding sulfuric acid, Cuidado con la seguridad.. When the amount of sulfuric acid is large (more than 10 liters), Debe añadirse lentamente en varias ocasiones; De lo contrario, the temperature of the bath will be too high, El estaño se oxida, and the aging of the bath will be accelerated on PCB board.