化学沉铜是PCB电路板孔金属化过程中,一个非常重要的过程,其目的是在孔壁以及铜面上,构成极薄的导电铜层,为后边的电镀做准备。而孔壁镀层的空泛是PCB孔金属化常见的缺点之一,也是易引起印制电路板批量报废的项目之一,因此解决印制电路板镀层空泛问题是印制板厂家重点操控的一项内容,但由于形成其缺点的原因多种多样,只要精确的判断其缺点的特征才干有用的找出解决的计划。
PTH形成的孔壁镀层空泛主要是点状的或环状的空泛,具体发生的原因如下:
(1)沉铜缸铜含量、氢氧化钠与甲醛的浓度
铜缸的溶液浓度是首先要考虑的。一般来说,铜含量、氢氧化钠与甲醛的浓度是成比例的,当其间的任何一种含量低于规范数值的10%时都会损坏化学反应的平衡,形成化学铜堆积不良,呈现点状的空泛。所以优先考虑调整铜缸的各药水参数。
(2)槽液的温度
槽液的温度对溶液的活性也存在着重要的影响。在各溶液中一般都会有温度的要求,其间有些是要严厉操控的。所以对槽液的温度也要随时重视。
(3)活化液的操控
二价锡离子偏低会形成胶体钯的分化,影响钯的吸附,但只要对活化液守时的进行添加补充,不会形成大的问题。活化液操控的重点是不能用空气拌和,空气中的氧会氧化二价锡离子,同时也不能有水进入,会形成SnCl2的水解。
(4)清洗的温度
清洗的温度常常被人忽视,清洗的最佳温度是在20℃以上,若低于15℃就会影响清洗的作用。在冬天的时分,水温会变的很低,尤其是在北方。由于水洗的温度低,板子在清洗后的温度也会变的很低,在进入铜缸后板子的温度不能马上升上来,会因为错过了铜堆积的黄金时间而影响堆积的作用。所以在环境温度较低的当地,也要留意清洗水的温度。
(5)整孔剂的运用温度、浓度与时间
药液的温度有着较严厉的要求,过高的温度会形成整孔剂的分化,使整孔剂的浓度变低,影响整孔的作用,其显着的特征是在孔内的玻璃纤维布处呈现点状空泛。只要药液的温度、浓度与时间妥善的合作,才干得到良好的整孔作用,同时又能节约本钱。药液中不断累积的铜离子浓度,也有必要严厉操控。
(6)复原剂的运用温度、浓度与时间
复原的作用是去除去钻污后残留的锰酸钾和高锰酸钾,药液相关参数的失控都会影响其作用,其显着的特征是在孔内的树脂处呈现点状空泛。
(7)震动器和摇晃
震动器和摇晃的失控会形成环状的空泛,这主要是由于孔内的气泡未能排除,以高厚径比的小孔板最为显着。其显着的特征是孔内的空泛对称,而孔内有铜的部分铜厚正常,图形电镀层(二次铜)包裹全板镀层(一次铜)。
2、图形搬运形成的孔壁镀层空泛
图形搬运形成的孔壁镀层空泛主要是孔口环状和孔中环状的空泛,具体发生的原因如下:
(1)前处理刷板
刷板的压力过大,将全板铜和PTH孔口处的铜层被刷磨掉,使后边的图形电镀无法镀上铜,从而发生孔口环状空泛。其显着的特征是孔口的铜层渐渐变薄,图形电镀层包裹全板镀层。所以要通过做磨痕测试,操控刷板压力。
(2)孔口残胶
在图形搬运工序对工艺参数的操控非常重要,因为前处理烘干不良、贴膜的温度、压力的不妥都会形成孔口的边际部位呈现残胶而导致孔口的环状空泛。其显着的特征是在孔内的铜层厚度正常,单面或双面孔口处呈现环状空泛,一向延伸到焊盘,断层边际有显着被蚀刻的痕迹,图形电镀层没有包裹全板。
(3)前处理微蚀
前处理的微蚀量要严厉操控,尤其要操控干膜板的返工次数。主要是孔中部因电镀均匀性的问题镀层厚度偏薄,返工过多会形满足板孔内的铜层减薄,而最终发生孔内中部的环状无铜。其显着的特征是孔内全板镀层渐渐变薄,图形电镀层包裹全板镀层。
3、图形电镀形成的孔壁镀层空泛
(1)图形电镀微蚀
图形电镀的微蚀量也要严厉的操控,其发生的缺点与干膜前处理微蚀基本相同。严峻时孔壁会大面积无铜,板面上的全板层厚度显着偏薄。所以要守时测微蚀速率,最好通过进行DOE实验优化工艺参数。
(2)镀锡(铅锡)分散性差
由于溶液功能差或摇晃缺乏等要素使镀锡的镀层厚度缺乏,在后边的去膜和碱性蚀刻时把孔中部的锡层和铜层蚀掉,发生环状空泛。其显着的特征是孔内的铜层厚度正常,断层边际有显着被蚀刻的痕迹,图形电镀层没有包裹全板(参见图5)。针对这种状况,可以在镀锡前的浸酸内加一些镀锡光剂,可以增加板子的润湿性,同时加大摇晃的幅度。
4、定论
形成镀层空泛的要素许多,最常见的是PTH镀层空泛,通过操控药水的相关工艺参数能有用的削减PTH镀层空泛的发生。但其它要素也不能忽视,只要通过详尽的观察,了解到发生镀层空泛的原因及缺点的特色,才干及时有用的解决问题,保护产品的品质。