電鍍銅的常見問題集

PCB電鍍中的酸銅電鍍常見問題，主要有以下幾個：電鍍粗糙；電鍍（板面）銅粒；電鍍凹坑；板面發白或顏色不均等。但基于硫酸銅電鍍所占的重要地位，會直接影響電鍍銅層的質量和相關機械性能，也會對后續加工產生一定影響，因此如何控制好酸銅電鍍的質量，解決這些常見的問題，也成為一個重要的課題。
　　本文在多年實踐的經驗基礎上，簡要分析以上大致概述酸銅電鍍中可能出現的一些缺陷及其原因，并進行一些簡要分析解決和預防措施。希望給各位提供多一些判斷的方法，并拓寬考察問題的視野。
　　電鍍板面銅粒
　　分析：引起板面銅粒產生的因素較多，從沉銅，圖形轉移整個過程，電鍍銅本身都有可能。筆者在某國營大廠就遇見過，沉銅造成的板面銅粒。
　　沉銅工藝引起的板面銅粒可能會由任何一個沉銅處理步驟引起。堿性除油在水質硬度較高，鉆孔粉塵較多（特別是雙面板不經除膠渣）過濾不良時，不僅會引起板面粗糙，同時也造成孔內粗糙；但是一般只會造成孔內粗糙，板面輕微的點狀污物微蝕也可以去除；微蝕主要有幾種情況：所采用的微蝕劑雙氧水或硫酸質量太差或過硫酸銨（鈉）含雜質太高，一般建議至少應是CP級的，工業級除此之外還會引起其他的質量故障；微蝕槽銅含量過高或氣溫偏低造成硫酸銅晶體的緩慢析出；槽液混濁，污染。活化液多數是污染或維護不當造成，如過濾泵漏氣，槽液比重偏低，銅含量偏高（活化缸使用時間過長，3年以上），這樣會在槽液內產生顆粒狀懸浮物或雜質膠體，吸附在板面或孔壁，此時會伴隨著孔內粗糙的產生。解膠或加速：槽液使用時間太長出現混濁，因為現在多數解膠液采用氟硼酸配制，這樣它會攻擊FR-4中的玻璃纖維，造成槽液中的硅酸鹽，鈣鹽的升高，另外槽液中銅含量和溶錫量的增加液會造成板面銅粒的產生。沉銅槽本身主要是槽液活性過強，空氣攪拌有灰塵，槽液中的固體懸浮的小顆粒較多等所致，可以通過調節工藝參數，增加或更換空氣過濾濾芯，整槽過濾等來有效解決。沉銅后暫時存放沉銅板的稀酸槽，槽液要保持干凈，槽液混濁時應及時更換。沉銅板存放時間不宜太長，否則板面容易氧化，即使在酸性溶液里也會氧化，且氧化后氧化膜更難處理掉，這樣板面也會產生銅粒。以上所說沉銅工序造沉的板面銅粒，除板面氧化造成的以外，一般在板面上分布較為均勻，規律性較強，且在此處產生的污染無論導電與否，都會造成電鍍銅板面銅粒的產生，處理時可采用一些小試驗板分步單獨處理對照判定，對于現場故障板可以用軟刷輕刷即可解決；圖形轉移工序：顯影有余膠（極薄的殘膜電鍍時也可以鍍上并被包覆），或顯影后后清洗不干凈，或板件在圖形轉移后放置時間過長，造成板面不同程度的氧化，特別是板面清洗不良狀況下或存放車間空氣污染較重時。解決方法也就是加強水洗，加強計劃安排好進度，加強酸性除油強度等。
　　酸銅電鍍槽本身，此時其前處理，一般不會造成板面銅粒，因為非導電性顆粒最多造成板面漏鍍或凹坑。銅缸造成板面銅粒的原因大概歸納為幾方面：槽液參數維護方面，生產操作方面，物料方面和工藝維護方面。槽液參數維護方面包括硫酸含量過高，銅含量過低，槽液溫度低或過高，特別沒有溫控冷卻系統的工廠，此時會造成槽液的電流密度范圍下降，按照正常的生產工藝操作，可能會在槽液中產生銅粉，混入槽液中；
　　生產操作方面主要時打電流過大，夾板不良，空夾點，槽中掉板靠著陽極溶解等同樣會造成部分板件電流過大，產生銅粉，掉入槽液，逐漸產生銅粒故障；物料方面主要是磷銅角磷含量和磷分布均勻性的問題；生產維護方面主要是大處理，銅角添加時掉入槽中，主要是大處理時，陽極清洗和陽極袋清洗，很多工廠都處理不好，存在一些隱患。銅球大處理是應將表面清洗干凈，并用雙氧水微蝕出新鮮銅面，陽極袋應先后用硫酸雙氧水和堿液浸泡，清洗干凈，特別是陽極袋要用5-10微米的間隙PP濾袋。
　　電鍍凹坑
　　分析：這個缺陷引起的工序也較多，從沉銅，圖形轉移，到電鍍前處理，鍍銅以及鍍錫。沉銅造成的主要是沉銅掛籃長期清洗不良，在微蝕時含有鈀銅的污染液會從掛籃上滴在板面上，形成污染，在沉銅板電后造成點狀漏鍍亦即凹坑。圖形轉移工序主要是設備維護和顯影清洗不良造成，原因頗多：刷板機刷輥吸水棍污染膠漬，吹干烘干段風刀風機內臟，有油污粉塵等，板面貼膜或印刷前除塵不當，顯影機顯影不凈，顯影后水洗不良，含硅的消泡劑污染板面等。電鍍前處理，因為無論是酸性除油劑，微蝕，預浸，槽液主要成分都有硫酸，因此水質硬度較高時，會出現混濁，污染板面；另外部分公司掛具包膠不良，時間長會發現包膠在槽夜里溶解擴散，污染槽液；這些非導電性的微粒吸附在板件表面，對后續電鍍都有可能造成不同程度的電鍍凹坑。酸銅電鍍槽本身可能以下幾個方面：鼓氣管偏離原位置，空氣攪拌不均勻；過濾泵漏氣或進液口靠近鼓氣管吸入空氣，產生細碎的空氣泡，吸附在板面或線邊，特別是橫向線邊，線角處；另外可能還有一點是使用劣質的棉芯，處理不徹底，棉芯制造過程中使用的防靜電處理劑污染槽液，造成漏鍍，這種情況可加大鼓氣，將液面泡沫及時清理干凈即可，棉芯應用酸堿浸泡后，板面顏色發白或色澤不均：主要是光劑或維護問題，有時還可能是酸性除油后清洗問題，微蝕問題。銅缸光劑失調，有機污染嚴重，槽液溫度過高都可能造成。酸性除油一般不會有清洗問題，但如是水質PH值偏酸且有機物較多特別是回收循環水洗，則有可能會造成清洗不良，微蝕不均現象；微蝕主要考慮微蝕劑含量過低，微蝕液內銅含量偏高，槽液溫度低等，也會造成板面微蝕不均勻；此外，清洗水水質差，水洗時間稍長或預浸酸液污染，處理后板面可能會有輕微氧化，在銅槽電鍍時，因是酸性氧化且板件是帶電入槽，氧化物很難除去，也會造成板面顏色不均；另外板面接觸到陽極袋，陽極導電不均，陽極鈍化等情況也會造成此類缺陷。
　　電鍍粗糙
　　分析：一般板角粗糙，多數是電鍍電流偏大所致，可以調低電流并用卡表檢查電流顯示有無異常；全板粗糙，一般不會出現，但是筆者在客戶處也曾遇見過一次，后來查明時當時冬天氣溫偏低，光劑含量不足；還有有時一些返工褪膜板板面處理不干凈也會出現類似狀況。