前言

近年來，表面處理為化金的工藝流程因其良好的焊接性能和板面平整性使其在PCB表面處理中占據主導地位；另外，金面外觀進一步收嚴，其一致性更能體現化金晶格的均勻，良好的鎳層沉積則使更高可靠焊接性的產品出現。如下圖：

圖一

但如若沒有良好的銅面處理作為支撐，即使化金本身過程控制再完美也很容易形成結晶不均勻的情況，外觀表現為金面粗糙，金面色差而產生報廢，如圖二、圖三：

圖二

圖三

那么如何讓PCB生產板在化鎳金前有一個良好的銅面結晶作為支撐，就顯得尤為重要。

原因分析與工藝試驗

理論分析

從SEM化金晶格來看，化鎳金后仍然有條狀的顆粒結晶，因化鎳金的厚度僅為2-5微米，在整個常規1OZ銅厚制程中厚度比例約10%，且從微切片來看鎳層相對銅層的粗糙還有一定的填充作用，故化金板最終結晶的不均勻受銅面均勻性影響極大，需要進一步對化金前的銅面質量做優化。

參照流程

傳統PCB化金板外層流程：

鉆孔+做電鍍前使用240#針刷做去鉆孔披鋒+正常電鍍+500#不織布磨板+線路+圖電銅錫+堿性蝕刻+火山灰磨板做阻焊+化金

在傳統外層PCB流程做到化金前，一般使用1000#針刷磨板后進行化鎳金的生產制作。雖然化鎳金已除油+微蝕作為前處理，但還是無法形成良好的銅面結構，板面的深度氧化及前工序的磨痕印還是無法很好的去除，如下圖：

圖四

試驗優化流程

結合傳統流程出現的問題，我們嘗試使用不同的前處理作為金板生產過程控制，由于電鍍前的磨板必須依靠磨刷作為去除孔口披鋒，故此點不做對比更改，試驗設計如下表：

表一：試驗方案

試驗數據及解決方法

干膜制程使用傳統機械磨板與粗化藥水做前處理進行對比如下：

圖五：傳統機械磨板后的效果圖

圖六：粗化藥水后的效果圖

阻焊制程使用傳統火山灰磨板與粗化藥水做前處理進行對比：

圖七：傳統機械磨板后的效果圖

圖八：粗化藥水后的效果圖

化金制程使用傳統1000#磨板與磨板后增加320#噴砂前處理進行對比：

圖九：傳統機械磨板后的效果圖

圖十： 增加噴砂后的效果圖

電鍍后全部使用化學前處理：

圖十一：化鎳金后的金面效果圖

圖十二： 金面SEM圖

結論

經過化學前處理后銅面的結晶基本能得到很好的均勻分布且未有明顯劃痕印，尤其是在電鍍及全部使用化學前處理制作其他流程后，銅面及金面效果都能保持均勻性且無局部凸起現象，進而在化鎳金后可形成均勻細密無色差的化鎳金產品。

結束語

化金板在生產制作中難免會因為各種限制，無法形成良好的結晶層而產生可焊性不良，外觀不良等問題。本文通過改良不同前處理進行對比分析，使得化金板生產后得到良好的均勻鍍層結構，經批量生產是可以滿足產品品質要求的。