PCB部落格 - PCB板圖案電鍍銅的缺陷及排除

隨著行業競爭的日益激烈，pcb板製造商不斷降低成本，提高產品品質，追求零缺陷，以高品質、低價格取勝。

缺陷特徵及原因鍍層凹坑在圖案化電鍍銅上出現，在pcb板的中間位置更為突出。 取出鉛和錫後，銅表面不平整，外觀不好。 刷板清潔後，表面點蝕仍然存在，但基本上已經平滑，不如去除錫後明顯。 這種現象出現後，首先想到的是電鍍銅溶液的問題，因為溶液在故障發生的前一天用活性炭處理過。 步驟如下：

1）在攪拌條件下加入2昇H2O2； 2）充分攪拌後，將溶液轉移到備用罐中，加入4kg活性炭細粉，加入空氣攪拌2小時，然後關閉攪拌，讓溶液沉澱。 調查發現，考慮到第二天的allegro，生產線當晚將溶液從備用罐轉移回工作罐。 在沒有充分過濾的情况下沉澱活性炭，同時在沒有迴圈過濾泵（慢速）的情况下轉移溶液，直接從工作罐（粗管，快速）的輸出端返回。 由於溶液轉移回工作槽後已經過了下班時間，電鍍人員沒有對陽極進行低電流密度空鍍處理。 由於調度的緊迫性，電鍍人員沒有按照工藝檔案的程式操作，溶液沒有充分迴圈和過濾，導致溶液中的機械雜質影響了塗層的質量。 另一個因素是，磷銅陽極清洗後，不直接通過電解處理工作，沒有時間在陽極表面形成黑色均勻的“磷膜”，導致Cu+大量積聚，Cu+水解產生銅粉，導致塗層粗糙麻面。 金屬銅的溶解受到控制步驟的限制，Cu+不能快速氧化為Cu2+。 當陽極膜沒有形成時，Cu-e.Cu2+的反應繼續快速進行，導致Cu+的積累，而Cu+是不穩定的，並且會因歧化而歧化。 反應：2Cu+。 Cu2+Cu在電鍍過程中會通過電泳沉積在塗層上，影響塗層的質量。 陽極經過低電流電解處理後形成的陽極膜可以有效地控制Cu的溶解速率，使陽極電流效率接近陰極電流效率，使鍍液中的銅離子保持平衡，防止Cu+的產生，保持鍍液的正常運行。 這次電鍍銅的缺陷也暴露出一些問題：操作人員有時會因為時間、工時和產量之間的關係而忽視生產程式，影響產品品質。 囙此，生產操作應嚴格按照工藝檔案進行，不應因生產任務緊張、週期短而進行非法操作。 否則，將因品質問題而返工或報廢，這將影響產品合格率，從而影響生產週期，降低可信度。

故障排除：查明原因後，更換圖案化電鍍銅溶液的濾芯，加强過濾； 此外，還製備了500mm*500mm的實驗板，分別對6個電鍍槽的陽極進行電解。 這樣，第二天生產的印刷電路板除了allegro生產的鍍層點蝕缺陷外，完全正常。

鍍層花狀（樹枝狀）圖案化電鍍銅的表面是花狀的，特別是在大面積的鍍層上，它就像一根樹枝，有長有短。 然而，由於電鍍面積較小，且帶有焊盤或細線的PCB板在同一天電鍍後幾乎沒有缺陷，囙此一開始的塗層暈染現象沒有引起足够的重視，而背叛是一個偶然因素：PCB板、基板問題，或是孔金屬化後圖案轉移前浮石抹灰機的刷痕。 後來，隨著產量的新增，PCB表面花的數量越來越多，尤其是圖紙編號為MON的印刷電路板？ _1、尺寸為265mm*290mm，鍍層面積A表面積為2.35dm2，B表面積為4.48dm2，整個PCB表面幾乎有一半需要用鍍銅圖案化，囙此圖案鍍暈現象一目了然，嚴重影響了印刷電路板的外觀。 大量有缺陷的PCB板出現，必須分析其特點，找出原因，徹底消除故障。 囙此，為了實現客戶滿意度，我們中心的質量部門將攔截所有有缺陷塗層的PCB板：無論是大面積的塗層泛白，還是線路上的絲狀痕迹。 質量是企業的生命。

我們的科技部門將探索塗層的問題：1）首先，根據以往的經驗，判斷圖案電鍍預處理的弱腐蝕和預浸溶液中含有大量的有機物。 由於脫脂後的噴塗和清洗可能不够充分，脫脂溶液中的有機物被帶入後面的工作槽並被選為二次污染，有機物在PCB表面待鍍圖案上的吸附會影響陰極上的吸附。 從而影響塗層的外觀。 據此，弱腐蝕和預浸液被重新打開，生產中的印刷缺陷减少，但PCB板表面泛油的現象並沒有完全消失。 似乎之前的經驗在這次故障排除中沒有完全發揮作用，然後焦點轉移了：可能是排油有問題嗎？ 是由於脫脂液的老化和不乾淨的脫脂造成的嗎？ 檢查其溫度和成分是否在正常範圍內。 為了儘快找出缺陷的根本原因，進行了霍爾電池測試：用木炭機械刷一小塊銅片，然後作為陰極電鍍進行沖洗。 因為樣品不是脫脂的，而是機械脫脂的，所以仍然有分支圖案，所以可以看出脫脂不是導致這種故障的罪魁禍首。

2）小實驗故障排除後，按比例向工作槽中加入CL-和光亮劑FDT-1，充分攪拌空氣並迴圈過濾後，擦拭兩塊350mm*350mm尺寸的裸銅板，然後去除油污？ 洗過了？ 弱腐蝕？ 洗過了？ 泡菜？ 圖案電鍍銅，經過正常駐留過程後，圖案電鍍無任何缺陷。 於是生產線繼續電鍍，第二天電鍍的印刷電路板完全正常。 可以看出，塗層起泡的原因有很多：脫脂溶液、弱腐蝕溶液、預浸溶液、圖案銅電鍍溶液中的氯離子濃度和光亮劑FDT-1都會影響塗層的質量。 氯離子濃度分析的不準確性直接影響溶液的調節； 並且增亮劑FDT-1的添加標準“通過電流積分量測鍍槽的電導率”不能再使用。 日常增亮劑FDT-1的添加主要與霍爾電池相結合。 根據一天的工作量進行實驗和調整。 只有氯離子和添加劑的協同作用才能獲得理想的塗料。 嚴格控制工藝參數是生產合格產品的關鍵，否則任何參數失控都會導致塗層缺陷。 塗層上的水球痕迹在尺寸較大的印刷電路板圖案的電鍍銅上有很多水圈，尤其是孔周圍的水圈更為突出。1）這種現象首先引發了我們對噴水的思考。 由於圖案電鍍線和孔金屬化線的噴水回路共用一套水回路系統，囙此單個噴水管的電磁閥發生故障，只能連續噴水。 這樣，當兩條線同時工作並需要同時噴塗時，壓力不足將直接影響噴塗效果。 囙此，對雙面三極印刷電路板進行了測試，並按照正常程式生產，只是連接了水管以加强噴塗過程中的水洗，並且在圖案電鍍銅後，水環仍然存在。 從缺陷特徵分析，電鍍銅表面的缺陷與水滴痕迹一致。 這應該是水洗的問題。 然而，這與圖案電鍍線的水洗無關。 是因為圖案轉移後顯影和洗滌不良造成的嗎？

2）追溯源頭，找到圖形傳輸的水道。 原來，我中心新購的一台電盛曝光機採用了水迴圈冷卻管道，其水路和顯影機的洗滌段使用相同的水路。 當曝光機和顯影機同時工作時，顯影機洗滌部分的噴霧壓力較小； 而且PCB板的尺寸較大，特別是從上面噴出的水容易積聚在PCB板表面，不利於溶液的迴圈。 這樣，光致抗蝕劑的幹膜或濕膜顯影的殘留液體沒有被完全沖洗。 乾燥部分後，在後續的修復工作中不易發現粘膜的浮水印（與明顯有藍色薄膜的殘留膠水不同）； 電鍍前不容易去除圖案。 電鍍銅一小時後，浮水印的痕迹清晰可辨，有一定的深度，不易被拋光掉，影響PCB表面的外觀。 為了證實這一結論，10塊460mm*420mm圖紙編號Y005的印刷電路板被轉移和顯影，5塊被風乾並直接送到圖案電鍍線，另外5塊被送到清洗機進行清洗而不乾燥。 後饋圖形電鍍線。 經過相同的預處理和電鍍銅比較，5塊完全清洗的印刷電路板上沒有發現水環，而5塊顯影後直接送至圖案電鍍線的印刷電路基板可以清楚地看到水環。

3）故障排除：改造曝光機的水回路，使其與顯影機的水洗部分分離； 此外，在顯影機的水洗段後新增了3排上下噴管。 此外，還更換了圖案電鍍線上遺失和停用的噴管。 經過修復和修改，圖案銅電鍍質量良好。 粗糙塗層PCB板表面塗層的輕微粗糙可以通過刷塗機的機械摩擦去除。 孔內嚴重的表面不平整甚至粗糙會導致孔變小，影響焊接和電力效能，只能報廢。 塗層粗糙的原因很容易找到，如陰極電流密度過大、添加劑不足、銅離子含量低、圖案面積錯誤（太大）或圖案面積分佈嚴重不均。 根據印刷電路板的具體情況，不難找到塗層粗糙的原因。 例如，如果整批PCB板都很粗糙，則應檢查溶液的成分，並使用霍爾電池測試來確定光亮劑是否不足以及電流錶是否有故障。 如果個別PCB板的塗層粗糙，首先檢查生產記錄：鍍層水准的輸入是否正確，電流是否過大，加工板上的圖形區域是否過大以及機器是否有故障（電流錶不穩定導致電流突然新增）。 介紹的資訊有很多種，故障排除並不困難，所以我在這裡不再重複。 值得注意的是，由於某些印刷電路板的設計，電鍍圖案的分佈嚴重不均勻，某些部分只有孤立的焊盤或幾條細線，而其他部分的面積太大，或者a/B表面的面積差异很大。 這樣，即使電鍍溶液良好，所有參數正常，也容易出現缺陷產品。 經驗可以參考：1）現時减半時間加倍，但這會降低生產效率。 2）採用隨鍍的方法，找到一些剩菜一起鍍，以改善電流分佈。 3）由於A/B表面面積差異較大，可以單獨控制電流。 鍍覆圖案電鍍銅滲透會導致不規則線條、線間距减小，嚴重時甚至會導致短路。 由於PCB板表面清潔不足（有油漬或氧化），與抗蝕劑結合不良； 或者膠片輥上有凹坑、曝光機上有髒點、局部對比度差或生產底片上有灰塵，這些都構成了圖形電鍍的隱患。 . 囙此，刷板在成膜前的清洗過程不容忽視：酸洗段的硫酸（10%）及時更新，刷輥的壓力合適，高壓水洗迴圈清洗，乾燥溫度適中，確保PCB表面清潔乾燥。 此外，在層壓薄膜時，根據片材的厚度調整輥的壓力，並選擇合適的溫度和速度。 必須嚴格控制所生產膠片的質量、曝光機的清潔和維護以及潔淨室的環境。 防止滲色必須控制圖案轉印工藝的生產操作、光致抗蝕劑的質量和各種工藝參數。 確保電鍍過程中抗蝕劑完好無損，並選擇合適的電流密度。 通過這種管道，可以有效地避免滲漏現象。 分層圖案化電鍍銅的另一個缺陷是銅/銅分層。 明顯的分層一目了然。 如果塗層附著力差，用膠帶粘緊，然後用力向上拉，弱結合的塗層就會粘附在膠帶上。 由於塗層起泡和分層的附著力差，當前板被堵塞時，它會部分脫落，造成短路的隱患，或者由於局部線條分層後凹面與其他圖形部分不平整，印刷障礙物後存在色差（凹面顏色較深），這些缺陷是用戶不能接受的。 導致塗層分層的因素有很多。 結論電鍍圖案銅是pcb板生產中的重要工藝，電鍍質量直接影響印刷電路板的外觀。