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PCB线路板镀铜工艺中常见问题及解决措施

文章来源: 智力创电路板 人气:453 发表时间:2020-08-11 10:30:28

电镀铜是使用最广泛的为了改善镀层结合力而做的一种预镀层,铜镀层是重要的防护装饰性镀层铜/镍/铬体系的组成部分,柔韧而孔隙率低的铜镀层,对于提高镀层间的结合力和耐蚀性起重要作用。铜镀层还用于局部的防渗碳、印制线路板孔金属化,并作为印刷辊的表面层。经化学处理后的彩色铜层,涂上有机膜,还可用于装饰。

四层电源控制 PCB 板.png

酸铜电镀常见问题

硫酸铜电镀在PCB电路板电镀中占着极为重要的地位,酸铜电镀的好坏直接影响电镀铜层的质量和相关机械性能,并对后续加工产生一定影响,因此如何控制好酸铜电镀的质量是PCB电镀中重要的一环,也是很多大厂工艺控制较难的工序之一。

酸铜电镀常见的问题,主要有以下几个:

1.电镀粗糙;

2.电镀凹坑;

3.电镀(PCB板面)铜粒;

4.电路板板面发白或颜色不均等。


针对以上问题,进行了一些总结,并进行一些简要分析解决和预防措施。

1.电镀粗糙

一般板角粗糙,多数是电镀电流偏大所致,可以调低电流并用卡表检查电流显示有无异常;全板粗糙,一般不会出现,但是笔者在客户处也曾遇见过一次,后来查明时当时冬天气温偏低,光剂含量不足;还有有时一些返工褪膜板板面处理不干净也会出现类似状况。

2.电镀板面铜粒

引起PCB线路板板面铜粒产生的因素较多,从沉铜,图形转移整个过程,电镀铜本身都有可能。笔者在某国营大厂就遇见过,沉铜造成的线路板板面铜粒。

沉铜工艺引起的板面铜粒可能会由任何一个沉铜处理步骤引起。碱性除油在水质硬度较高,钻孔粉尘较多(特别是双面电路板不经除胶渣)过滤不良时,不仅会引起板面粗糙,同时也造成孔内粗糙;但是一般只会造成孔内粗糙,板面轻微的点状污物微蚀也可以去除;微蚀主要有几种情况:所采用的微蚀剂双氧水或硫酸质量太差或过硫酸铵(钠)含杂质太高,一般建议至少应是CP级的,工业级除此之外还会引起其他的质量故障;微蚀槽铜含量过高或气温偏低造成硫酸铜晶体的缓慢析出;槽液混浊,污染。


活化液多数是污染或维护不当造成,如过滤泵漏气,槽液比重偏低,铜含量偏高(活化缸使用时间过长,3年以上),这样会在槽液内产生颗粒状悬浮物或杂质胶体,吸附在板面或孔壁,此时会伴随着孔内粗糙的产生。解胶或加速:槽液使用时间太长出现混浊,因为现在多数解胶液采用氟硼酸配制,这样它会攻击FR-4中的玻璃纤维,造成槽液中的硅酸盐,钙盐的升高,另外槽液中铜含量和溶锡量的增加液会造成板面铜粒的产生。

沉铜槽本身主要是槽液活性过强,空气搅拌有灰尘,槽液中的固体悬浮的小颗粒较多等所致,可以通过调节工艺参数,增加或更换空气过滤滤芯,整槽过滤等来有效解决。沉铜后暂时存放沉铜板的稀酸槽,槽液要保持干净,槽液混浊时应及时更换。沉铜板存放时间不宜太长,否则板面容易氧化,即使在酸性溶液里也会氧化,且氧化后氧化膜更难处理掉,这样板面也会产生铜粒。以上所说沉铜工序造沉的PCB板面铜粒,除板面氧化造成的以外,一般在PCB板面上分布较为均匀,规律性较强,且在此处产生的污染无论导电与否,都会造成电镀铜板面铜粒的产生,处理时可采用一些小试验板分步单独处理对照判定,对于现场故障板可以用软刷轻刷即可解决;图形转移工序:显影有余胶(极薄的残膜电镀时也可以镀上并被包覆),或显影后后清洗不干净,或板件在图形转移后放置时间过长,造成板面不同程度的氧化,特别是板面清洗不良状况下或存放车间空气污染较重时。解决方法也就是加强水洗,加强计划安排好进度,加强酸性除油强度等。


酸铜电镀槽本身,此时其前处理,一般不会造成PCB板面铜粒,因为非导电性颗粒最多造成板面漏镀或凹坑。铜缸造成板面铜粒的原因大概归纳为几方面:槽液参数维护方面,生产操作方面,物料方面和工艺维护方面。槽液参数维护方面包括硫酸含量过高,铜含量过低,槽液温度低或过高,特别没有温控冷却系统的工厂,此时会造成槽液的电流密度范围下降,按照正常的生产工艺操作,可能会在槽液中产生铜粉,混入槽液中。

生产操作方面主要时打电流过大,夹板不良,空夹点,槽中掉板靠着阳极溶解等同样会造成部分板件电流过大,产生铜粉,掉入槽液,逐渐产生铜粒故障;物料方面主要是磷铜角磷含量和磷分布均匀性的问题;生产维护方面主要是大处理,铜角添加时掉入槽中,主要是大处理时,阳极清洗和阳极袋清洗,很多工厂都处理不好,存在一些隐患。铜球大处理是应将表面清洗干净,并用双氧水微蚀出新鲜铜面,阳极袋应先后用硫酸双氧水和碱液浸泡,清洗干净,特别是阳极袋要用5-10微米的间隙PP滤袋。


3.电镀凹坑

这个缺陷引起的工序也较多,从沉铜,图形转移,到电镀前处理,镀铜以及镀锡。沉铜造成的主要是沉铜挂篮长期清洗不良,在微蚀时含有钯铜的污染液会从挂篮上滴在板面上,形成污染,在沉铜板电后造成点状漏镀亦即凹坑。图形转移工序主要是设备维护和显影清洗不良造成,原因颇多:刷板机刷辊吸水棍污染胶渍,吹干烘干段风刀风机内脏,有油污粉尘等,板面贴膜或印刷前除尘不当,显影机显影不净,显影后水洗不良,含硅的消泡剂污染板面等。电镀前处理,因为无论是酸


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