一种渐薄型孔无铜原因分析

    孔金属化是PCB制程中最重要的工序,本文就一种渐薄类型的孔无铜表现形态、成因及解决方案谈一点个人理解和认识。

    渐薄类型的孔无铜均有一共性,即:孔内铜层从孔口至孔中央逐渐减薄,直至铜层消失。具体图片如下:

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  部分客户对此类型孔无铜的误判如下:

  1、锡光剂深镀(走位)能力差而致电锡不良;
    
    2、PTH异常,孔内未沉上铜;
    
    3、镀铜的深镀能力差。

    在实际生产中,渐薄型孔无铜屡见不鲜。究其原因,无外乎是导电基材上(板电一铜或沉厚铜层)存在阻碍电镀铜沉积的阻镀层。以下就这种阻镀层的产生及预防进行分析。
  
    在板电一铜或沉厚铜的下工序线路显影过程中,PCB板面未交联聚合的油墨溶解于显影液,含有油墨高分子的显影液经循环泵再次喷洒至PCB板面及孔内,此时如果后续的压力水洗(含水洗水质)不足以将PCB板面及孔内含油墨高分子的残存物冲洗干净,那么残存的油墨高分子化合物就会在孔壁反粘从而形成一层薄薄的阻镀层,愈到孔中央,清洗效果愈差,阻镀层出现的机率愈大,小孔尤甚。(显影段的多级水洗只是一个不断稀释残留物的过程,目的是将残留物尽可能地稀释)。

    明白高分子反粘阻镀层是导致孔内电铜层渐薄的罪魁祸首后,问题的焦点就集中于保证孔内的清洗效果以清除反粘的阻镀层。对症下药,方能治本。

  此外,处理现实问题的前提是必需正视、尊重客户现有的生产条件,如:线路和阻焊,干膜和湿膜共用显影机,水洗流量受环保限制等。

  曾有客户寄希望于加大图电前处理的微蚀量能除去孔内阻镀层,但遗憾的是于事无补,反倒落下微蚀过度而导致孔无铜。正确的解决方法应该是强化显影干制程的保养,同时图电前处理选用除油效果优良的酸性除油剂。

  EC-51酸性除油剂能配合客户很好地解决此类孔铜自孔口至孔中央逐渐减薄的孔无铜现象,正确使用EC-51酸性除油剂需注意以下事项:

  1、EC-51水洗要求稍严,要求水洗充分,因其含有的湿润剂清洗不净可能导致铜缸和镍缸有较多的泡沫。
  
    2、EC-51专为湿膜设计,使用湿膜或者黑油的板,如果孔内镀不上镍或铜,用EC-51处理后可解决。对细线距干膜应适当降低开缸量,控制EC-51含量为4%,防止过高的除油剂含量攻击干膜线边导致犬齿状镀层,另外,EC-51对干膜渐薄型孔无铜效果也不错。

    3、冬天是此类问题的高发时段(因气温低,水洗性差),提高除油效果的最有效办法是升温(升高浓度贡献不大,还会加大水洗压力),温度一般控制30-35度,过低的温度不利于保证除油效果;过高的温度易发生除油剂攻击油墨而导致渗镀。在手动线,还应配合手动摇摆、加装过滤器来保证孔内药液贯通。如客户生产条件恶劣,EC-51的换缸周期应缩短为15-20平方尺/升。

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