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, 製造商 印刷電路板 繼續降低成本，提高產品品質, 追求零缺陷, 以質優價廉取勝.

1. Defect features and causes
2.1 Coating pitting
Pockmarks出現了 on the patterned copper electroplating, 哪個在董事會中間更突出. 在鉛和錫被選取後, 銅表面凹凸不平，外觀不好. 刷板清潔後, 表面點蝕仍然存在, 但它基本上是平滑的，不像去掉錫後那麼明顯. 這種現象出現之後, 首先想到了電鍍銅溶液的問題, 因為在故障發生的前一天，溶液用活性炭處理. The steps are as follows:

1) Add 2 liters of H2O2 under stirring conditions;
2) After fully stirring, 將溶液轉移到備用罐中, 加入4千克活性炭細粉, 然後加入空氣攪拌2小時, 然後關閉攪拌，讓溶液沉澱. 調查發現，考慮到第二天的快板，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, while transferring solution without circulating filter pump (slow) directly returns from the output of the working tank (coarse pipe, fast). 因為溶液轉移回工作槽後，下班時間已經過去, 電鍍人員沒有對陽極進行低電流密度空鍍處理. 由於排程的緊迫性, 電鍍人員沒有按照工藝檔案的程式進行操作, 而且溶液沒有完全迴圈和過濾, 導致溶液中的機械雜質影響塗層質量. 另一個因素是，在清潔磷銅陽極之後, 它不能通過電解處理直接起作用, 沒有時間在陽極表面形成黑色且均勻的“磷膜”, 導致大量銅的積累++, and Cu+ hydrolysis to produce copper powder, 導致塗層粗糙和凹陷. 金屬銅的溶解受控制步驟的限制, and Cu+ cannot be rapidly oxidized to Cu2+. 而陽極膜沒有形成, Cu-e反應.Cu2+ continues to proceed in a fast manner, 導致銅的積累++, while Cu+ is unstable, 並且被歧化所歧化. 反應：2Cu++.Cu2+Cu, 在電鍍過程中通過電泳沉積在塗層上, 影響塗層質量. 陽極經小電流電解處理後形成的陽極膜能有效控制銅的溶解速率, 囙此陽極電流效率接近陰極電流效率, 鍍液中的銅離子保持平衡, preventing the generation of Cu+ and maintaining the normal operation of the plating solution. 這一次電鍍銅的缺陷也暴露出一些問題：由於時間的關係，操作人員有時會忽略生產過程, 工作時間和產量, 這會影響產品的質量. 所以, 生產操作應嚴格按照工藝檔案進行, 生產任務緊，週期短，不應進行非法工作. 否則, 因品質問題將返工或報廢, 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, 更換圖案鍍銅液濾芯，加强過濾； 此外, an experimental board 500mm * 500mm is prepared to electrolyze the anodes of the 6 electroplating tanks respectively. 這樣, 第二天生產的印刷電路板完全正常，除了生產的allegro的電鍍點蝕缺陷.

1.2 Coating bloom (dendritic)
The 表面 of the patterned copper electroplating is flowery, 尤其是在大面積的塗層上, 就像一根樹枝, 有長有短. 然而, 電鍍面積小, 以及 PCB板 在同一天電鍍後，需要電鍍的焊盤或細線幾乎沒有缺陷, 囙此，塗層初暈現象沒有引起足够的重視, 而背叛是一個偶然的因素： PCB板, 基質問題, 或在孔金屬化後的圖案轉移之前，從浮石抹灰機上刷下標記. 後來, 隨著產量的新增, PCB表面花的數量越來越多, 特別是圖紙編號為MON的印刷電路板?_1, the size is 265mm * 290mm, 電鍍面積A表面積為2.35dm2, B表面積是4.48 dm2, 幾乎一半的PCB表面需要鍍銅, 所以圖案鍍暈現象一目了然, 嚴重影響印刷電路板的外觀. 大量有缺陷的 PCB板s appear, 分析其特點，找出原因，徹底消除故障是十分必要的. 囙此, 為了達到顧客滿意, 我們中心的質量部門將攔截所有 PCB板塗層有缺陷：是否有大面積的塗層暈染, 或者線條上的絲狀痕迹. 質量是企業的生命. Our technical department will explore the problems of the coating:
1) First of all, 根據以往經驗, 判斷圖案電鍍預處理的弱腐蝕預浸液中含有大量有機物. 因為脫脂後的噴塗和清洗可能不够, 脫脂溶液中的有機物被帶到後面的工作槽中，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，, 弱腐蝕和預浸液體被重新打開, 减少了生產中的印刷缺陷, 但PCB表面的暈染現象並沒有完全消失. 在這次故障排除中，以前的經驗似乎沒有完全發揮作用, 然後焦點轉移了：是不是除油有問題? 由於脫脂液老化和脫脂不乾淨造成的? 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清洗. 因為樣品沒有脫脂, 但是機械脫脂嗎, 仍然存在分支模式, 囙此可以看出，脫脂並不是這次失敗的罪魁禍首.
2) After troubleshooting in the small experiment, 按比例向工作槽中加入CL-和光亮劑FDT-1, 充分的空氣攪拌和迴圈過濾後, wipe the two bare copper plates of 350mm*350mm size and then remove the oil? 清洗? 弱腐蝕? 清洗? 酸洗? 這個圖案是鍍銅的, 在正常的駐留過程後，圖案被電鍍，沒有任何缺陷. 囙此，生產線繼續運行, 第二天電鍍的印刷電路板完全正常. 可以看出，有很多原因造成塗層的暈染：脫脂溶液, 弱腐蝕溶液, 預浸溶液, 圖案鍍銅溶液中的氯離子濃度和光亮劑FDT-1都會影響鍍層質量. 氯離子濃度分析的不準確直接影響溶液的調節； 增白劑FDT-1的添加標準“通過電流積分量測電鍍槽的導電性”不能再使用. 日常增白劑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. 只有在氯離子和添加劑的協同作用下，才能獲得理想的塗層. 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.

1.3 Hydrosphere traces on the coating
There are a lot of water circles on the electroplated copper of the printed circuit board pattern with larger size, 尤其是洞周圍的水圈更為突出.
1) This phenomenon first led our thinking to water spray. 因為圖案電鍍線和孔金屬化線的噴淋水回路共用一套水回路系統, 單個噴管的電磁閥出現故障, 水只能連續噴灑. 這樣, 當兩條線同時工作且需要同時噴塗時, 壓力不足會直接影響噴霧效果. 囙此, 測試了雙面3極印刷電路板, 它是按照正常程式生產的, 除了在噴灑過程中連接水管以加强水沖洗之外, 圖案鍍銅後，水迴圈仍然存在. 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. 是不是因為圖案轉移後顯影和清洗不好造成的?
2) Trace back to the source and find the waterway of the graphic transfer. 原來，我們中心新購買的一台電生曝光機採用了水迴圈冷卻管道, 其水道和顯影機的清洗段使用相同的水道. 當曝光機和顯影機同時工作時, 顯影機清洗段的噴霧壓力小； 以及 PCB板 很大, 尤其是從上面噴灑的水很容易積聚在地面上 PCB板 surface, 這不利於溶液的迴圈. 這樣, 光致抗蝕劑的幹膜或濕膜顯影的殘餘液體未完全沖洗. 在乾燥段之後, the watermark of the mucous membrane is not easy to be found in the subsequent repair work (unlike the residual glue with obvious blue film) ); It is not easy to remove the pattern before electroplating. 電鍍銅一小時後, 浮水印的痕迹清晰可辨，具有一定的深度, 不易打磨，影響PCB表面外觀. 為了證實這個結論, 10 印刷電路板 with 460mm*420mm drawing number Y005 were transferred and developed, 5件經風乾後直接送至圖案電鍍線, 其餘5件送清洗機清洗，不乾燥. 後進給圖形電鍍線. 經過同樣的預處理和鍍銅比較, 5號公路上未發現水環 印刷電路板 都洗乾淨了, 而 印刷電路板 這是直接發送到圖案電鍍線後，發展可以清楚地看到水迴圈.
3) Troubleshooting: Transform the water circuit of the exposure machine so that it is separated from the water washing section of the developing machine; in addition, 顯影機水洗段後新增3排上下噴淋管. 而且, 更換圖案電鍍線上遺失和停用的噴管. 經過修理和改造, 電鍍銅的圖案質量很好.

1.4 Rough coating
The slight roughness of the coating on the surface of the PCB板 可通過刷牙機的機械摩擦去除. 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, 比如陰極電流密度過大, 添加劑不足, 低銅離子含量, wrong pattern area (too large) or serious uneven distribution of pattern area. 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板它很粗糙, 應檢查溶液的成分, 應使用霍爾電池測試來確定增白劑是否不足，以及電流錶是否有故障. 如果個人的塗層 PCB板它很粗糙, 首先檢查生產記錄：電鍍水准的輸入是否正確, 電流是否過大, 加工單上的圖形區域是否過大, and whether the machine is faulty (the current is suddenly increased due to the instability of the ammeter). 介紹的資訊有很多種, 故障排除並不困難, 所以我不會在這裡重複. 值得注意的是，由於 印刷電路板, 電鍍圖案分佈嚴重不均, 在某些地方只有孤立的焊盤或幾條細線, 而其他零件的面積太大, 或者是一個/B表面非常不同. 這樣, 即使電鍍溶液良好，所有參數正常, 有缺陷的產品容易發生. Experience can refer to: 1) The current halving time is doubled, 但這會降低生產效率. 2) Using the method of accompany plating, 找到一些剩菜，將其鍍在一起，以改善電流分佈. 3) The current can be controlled separately for the large difference in the area of A/B表面.

1.5 Plating
Pattern electroplating copper infiltration causes irregular lines, 减少行距, 嚴重情况下甚至短路. Due to insufficient cleaning of the PCB surface (with oil stains or oxidation) and poor bonding with the resist; or there are pits on the film roller, 曝光機上的污點, 局部對比度差或灰塵對生產不利, 這些都構成了圖形電鍍的隱患. . 所以, the cleaning process of the brush board before filming should not be ignored: the sulfuric acid (10%) in the pickling section is updated in time, 刷輥的壓力合適, 高壓水沖洗迴圈乾淨, 乾燥溫度適中，確保PCB表面清潔乾燥. 此外, 層壓薄膜時, 根據板材的厚度調整輥的壓力, 並選擇合適的溫度和速度. 電影的質量, 曝光機的清潔和維護, 必須嚴格控制潔淨室的環境. 防止出血必須控制生產操作中的圖案轉移過程, 光刻膠的質量和各種工藝參數. 確保在電鍍操作期間抗蝕劑完好無損，並選擇適當的電流密度. 這樣, 可以有效地避免滲水現象.

1.6 Layering
Another defect of patterned copper electroplating is copper/銅分層. 明顯的分層現象一目了然. 如果塗層附著力差, 用膠帶把它粘緊，然後用力把它拉上來, 弱粘結塗層將粘附在膠帶上. 由於起泡和塗層分層的附著力差, 前板堵塞時，它會部分脫落, 造成短路隱患, 或者因為局部線條分層後凹面與其他圖形部分不均勻, there is a color difference after printing the obstacle (the color of the concave surface is dark), 用戶不接受此類缺陷. 導致塗層分層的因素很多.

2. Conclusion
Pattern copper electroplating is an important process in the production of 印刷電路板, 電鍍質量的好壞直接影響到鍍層的外觀 印刷電路板.