PCB電鍍工藝的技術(shù)以及工藝流程

一、前言

在線路板的制作過(guò)程中，多數(shù)廠家因考慮成本因素仍采用濕膜工藝成像，從而會(huì)造成圖形電鍍純錫時(shí)難免出現(xiàn)“滲鍍、亮邊（錫薄）”等不良問(wèn)題的困擾，鑒于此，本人將多年總結(jié)出的鍍純錫工藝常見(jiàn)問(wèn)題的解決方法，與大家共同探討。其中線路板的電鍍工藝，大約可以分類(lèi)：酸性光亮銅電鍍、電鍍鎳/金、電鍍錫，文章介紹的是關(guān)于在線路板加工過(guò)程是，電鍍工藝的技術(shù)以及工藝流程，以及具體操作方法。

工藝流程：

浸酸→全板電鍍銅→圖形轉(zhuǎn)移→酸性除油→二級(jí)逆流漂洗→微蝕→二級(jí)逆流漂洗→浸酸→鍍錫→二級(jí)逆流漂洗→逆流漂洗→浸酸→圖形電鍍銅→二級(jí)逆流漂洗→鍍鎳→二級(jí)水洗→浸檸檬酸→鍍金→回收→2-3級(jí)純水洗→烘干

二、濕膜板產(chǎn)生“滲鍍”的原因分析（非純錫藥水質(zhì)量問(wèn)題）

1.絲印前刷磨出來(lái)的銅面務(wù)必干凈，確保銅面與濕油膜附著力良好。

2.濕膜曝光能量偏低時(shí)會(huì)導(dǎo)致濕膜光固化不完全，抗電鍍純錫能力差。

3.濕膜預(yù)烤參數(shù)不合理，烤箱局部溫度差異大。由于感光材料的熱固化過(guò)程對(duì)溫度比較敏感，溫度低時(shí)會(huì)導(dǎo)致熱固化不完全，從而降低濕膜的抗電鍍純錫能力。

4.沒(méi)有進(jìn)行后局/固化處理降低了抗電鍍純錫能力。

5.電鍍純錫出來(lái)的板水洗一定要徹底干凈，同時(shí)須每塊板隔位插架或干板，不允許疊板。

6.濕膜質(zhì)量問(wèn)題。

7.生產(chǎn)與存放環(huán)境、時(shí)間影響。存放環(huán)境較差或存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使?jié)衲づ蛎?，降低其抗電鍍純錫能力。

8.濕膜在錫缸中受到純錫光劑及其它有機(jī)污染的攻擊溶解，當(dāng)鍍錫槽陽(yáng)極面積不足時(shí)必然會(huì)導(dǎo)致電流效率降低，電鍍過(guò)程中析氧（電鍍?cè)恚宏?yáng)極析氧，陰極析氫）。如果電流密度過(guò)大而硫酸含量偏高時(shí)陰極析氫，攻擊濕膜從而導(dǎo)致滲錫的發(fā)生（即所講的“滲鍍”）。

9.退膜液濃度高（氫氧化鈉溶液）、溫度高或浸泡時(shí)間長(zhǎng)均會(huì)產(chǎn)生流錫或溶錫（即所講的“滲鍍”）。

10.鍍純錫電流密度過(guò)大，一般濕膜質(zhì)量電流密度適應(yīng)于1.0~2.0A/dm2之間，超出此電流密度范圍，有的濕膜質(zhì)量易產(chǎn)生“滲鍍”。

三、藥水問(wèn)題導(dǎo)致“滲鍍”產(chǎn)生的原因及改善對(duì)策

1.原因：

藥水問(wèn)題導(dǎo)致“滲鍍” 的產(chǎn)生主要取決于純錫光劑配方。光劑滲透能力強(qiáng)且在電鍍的過(guò)程中對(duì)濕膜的攻擊產(chǎn)生 “滲鍍”。即純錫光劑添加過(guò)多或電流稍偏大時(shí)就出現(xiàn)“滲鍍”，在正常電流操作下，所產(chǎn)生的“滲鍍”跟藥水操作條件未控制好有關(guān)，如純錫光劑過(guò)多、電流偏大、硫酸亞錫或硫酸含量偏高等，這些均會(huì)加速對(duì)濕膜之攻擊性。

2.改善對(duì)策：

多數(shù)純錫光劑的本身性能決定了其在電流作用下對(duì)濕膜攻擊性比較大，為避免減少濕膜鍍純錫板“滲鍍”產(chǎn)生， 建議平時(shí)生產(chǎn)濕膜鍍純錫板須做到三點(diǎn)：

①。添加純錫光劑時(shí)須以少量多次的方式來(lái)進(jìn)行監(jiān)控，鍍液純錫光劑含量通常要控制下限；

②。電流密度控制在允許的范圍內(nèi)；

③。藥水成分控制，如硫酸亞錫及硫酸含量控制在下限也會(huì)對(duì)改善“滲鍍”有利。

四、市場(chǎng)純錫光劑的特性

1.有的純錫光劑局限于電流密度，操作范圍比較窄，此種純錫光劑通常容易產(chǎn)生濕膜“滲鍍”，它對(duì)硫酸亞錫、硫酸及電流密度相對(duì)來(lái)講操作條件參數(shù)控制允許標(biāo)準(zhǔn)范圍也窄；

2.有的純錫光劑適用之電流密度操作范圍廣，此種純錫光劑通常不易產(chǎn)生濕膜“滲鍍”，它對(duì)硫酸亞錫、硫酸及電流密度相對(duì)來(lái)講操作條件參數(shù)控制允許標(biāo)準(zhǔn)范圍也廣；

3.有的純錫光劑則對(duì)濕膜易產(chǎn)生“漏鍍、滲鍍、發(fā)黑”甚至線邊“發(fā)亮”；

4.有的純錫光劑對(duì)濕膜不產(chǎn)生線邊“發(fā)亮”問(wèn)題（不烤板或不過(guò)UV固化處理），但仍時(shí)有出現(xiàn)“滲鍍” 問(wèn)題，經(jīng)烤板或過(guò)UV固化處理可以改善。濕膜板鍍純錫工藝前，不經(jīng)烤板或過(guò)UV固化處理也不產(chǎn)生線邊“發(fā)亮、滲鍍”等問(wèn)題，目前市場(chǎng)上這種純錫光劑確實(shí)少。

具體操作應(yīng)視不同藥水供應(yīng)商所提供的純錫光劑特性，對(duì)藥水操作電流密度、溫度、陽(yáng)極面積、硫酸亞錫、硫酸以及錫光劑含量等參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制。

五、濕膜板鍍純錫產(chǎn)生線邊“發(fā)亮”的原因

因純錫光劑配方內(nèi)一般含有機(jī)溶劑，而濕油膜本身由有機(jī)溶劑等材料組成，兩者存在不兼容，特別是體現(xiàn)在線邊緣位置“發(fā)亮”。

產(chǎn)生線邊“發(fā)亮”的相關(guān)因素：

1.純錫光劑（一般情況下，配方內(nèi)會(huì)含有機(jī)溶劑）；

2.電流密度偏低（電流密度越低越容易產(chǎn)生線邊“發(fā)亮”）；

3.烤板條件不符（烤板主要的目的是將濕油膜有機(jī)溶劑揮發(fā)掉）；

4.絲印濕油膜厚度不均（油膜越厚的部分越易“發(fā)亮”）；

5.濕油膜本身質(zhì)量問(wèn)題（選擇濕油膜來(lái)匹配電鍍純錫藥水）；

6.前處理酸性除油劑質(zhì)量（選擇好的酸性除油劑，即增強(qiáng)了溶液的水洗性，又大大降低了除油后在銅面上殘留的機(jī)率）；

7.鍍液錫光劑過(guò)量（過(guò)多錫光劑會(huì)造成鍍液有機(jī)污染，為防止?jié)衲ゅ冨a板隨著產(chǎn)能的增大對(duì)錫缸造成污染，每半個(gè)月進(jìn)行8小時(shí)的碳芯過(guò)濾，同時(shí)每周用5ASF、10ASF、15ASF的電流密度分別電解5小時(shí)、2.5小時(shí)和0.5小時(shí)）；

8.溫度有關(guān)（溫度越高，低電位區(qū)走位越不均，試驗(yàn)證明溫度越高越容易產(chǎn)生線邊“發(fā)亮”。另外，溫度高加速了Sn2+的氧化和添加劑的消耗。）；

9.導(dǎo)電不良（導(dǎo)電不良直接造成電流密度嚴(yán)重偏低，電流密度低于10ASF時(shí)容易出現(xiàn)線邊“發(fā) 亮”）。

10.濕膜板存放時(shí)間長(zhǎng)（濕膜鍍純錫板要存放在環(huán)境相對(duì)較好的車(chē)間，存放時(shí)間不能超過(guò)72小時(shí)，圖形電鍍工序員工視生產(chǎn)狀況取板，但在電鍍車(chē)間的存放時(shí)間不超過(guò)12小時(shí)）；

11.鍍純錫槽陽(yáng)極面積不足（鍍錫槽陽(yáng)極面積不足必然會(huì)導(dǎo)致電流效率降低，電鍍過(guò)程中析氧。陽(yáng)極與陰極面積比一般為2~3:1，純錫槽陽(yáng)極間隔標(biāo)準(zhǔn)為5cm左右，其目的是確保陽(yáng)極面積足夠）。

因此，一些不良問(wèn)題其實(shí)只是某工序不起眼的細(xì)節(jié)所引起的，只要多方位的去考慮就能找到問(wèn)題的關(guān)鍵，并解決它。

六、掌握市場(chǎng)濕膜質(zhì)量的優(yōu)缺點(diǎn)

濕膜質(zhì)量好對(duì)減少線邊“發(fā)亮”十分有利，但不能完全杜絕。另外，比較適用于做純錫板之油膜不一定是好油膜，下面簡(jiǎn)單介紹濕膜質(zhì)量特性：

1.好的濕膜不容易產(chǎn)生“滲鍍”、耐電流密度高時(shí)油膜不容易被擊穿且退膜相對(duì)容易；

2.有的濕膜也許對(duì)減少線邊“發(fā)亮”問(wèn)題確實(shí)能起到一定的作用，但退膜相對(duì)困難，此類(lèi)濕油膜不適用于電流密度操作范圍廣的藥水，稍高電流密度容易產(chǎn)生“滲鍍、夾膜、發(fā)黑”甚至擊穿油膜等問(wèn)題 。

關(guān)于電鍍錫

①目的與作用：圖形電鍍純錫目的主要使用純錫單純作為金屬抗蝕層，保護(hù)線路蝕刻；

②槽液主要由硫酸亞錫，硫酸和添加劑組成；硫酸亞錫含量控制在35克/升左右，硫酸控制在10%左右；鍍錫添加劑的添加一般按照千安小時(shí)的方法來(lái)補(bǔ)充或者根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)板效果；電鍍錫的電流計(jì)算一般按1。5安/平方分米乘以板上可電鍍面積；錫缸溫度維持在室溫狀態(tài)，一般溫度不超過(guò)30度，多控制在22度，因此在夏季因溫度太高，錫缸建議加裝冷卻溫控系統(tǒng)；

③工藝維護(hù)：每日根據(jù)千安小時(shí)來(lái)及時(shí)補(bǔ)充鍍錫添加劑劑；檢查過(guò)濾泵是否工作正常，有無(wú)漏氣現(xiàn)象；每個(gè)2-3小時(shí)應(yīng)用干凈的濕抹布將陰極導(dǎo)電桿擦洗干凈；每周要定期分析錫缸硫酸亞錫（1次/周），硫酸（1次/周），并通過(guò)霍爾槽試驗(yàn)來(lái)調(diào)整鍍錫添加劑含量，并及時(shí)補(bǔ)充相關(guān)原料；每周要清洗陽(yáng)極導(dǎo)電桿，槽體兩端電接頭；每周用低電流0。2?0。5ASD電解6?8小時(shí)；每月應(yīng)檢查陽(yáng)極袋有無(wú)破損，破損者應(yīng)及時(shí)更換；并檢查陽(yáng)極袋底部是否堆積有陽(yáng)極泥，如有應(yīng)及時(shí)清理干凈；每月用碳芯連續(xù)過(guò)濾6?8小時(shí)，同時(shí)低電流電解除雜；每半年左右具體根據(jù)槽液污染狀況決定是否需要大處理（活性炭粉）；每?jī)芍芤鼡Q過(guò)濾泵的濾芯；

④大處理程序：A.取出陽(yáng)極，取下陽(yáng)極袋，用銅刷清洗陽(yáng)極表面，水洗沖干后，裝入陽(yáng)極袋內(nèi)，放入酸槽內(nèi)備用B.將陽(yáng)極袋放入10%堿液浸泡6?8小時(shí)，水洗沖干，再用5%稀硫酸浸泡，水洗沖干后備用；C.將槽液轉(zhuǎn)移到備用槽內(nèi)，按3?5克/升將活性碳粉緩慢溶解到槽液中，待溶解徹底后，吸附4-6小時(shí)候，用10um的PP濾芯加助濾粉過(guò)濾槽液至清洗干凈的工作槽內(nèi)，放入陽(yáng)極，掛入電解板，按0。2-0。5ASD電流密度低電流電解6?8小時(shí)，D.經(jīng)化驗(yàn)分析，調(diào)整槽中的硫酸，硫酸亞錫含量至正常操作范圍內(nèi)；根據(jù)霍爾槽試驗(yàn)結(jié)果補(bǔ)充鍍錫添加劑；E.待電解板板面顏色均勻后，即停止電解；F.試鍍OK.即可；

⑤補(bǔ)充藥品時(shí)，如添加量較大如硫酸亞錫，硫酸時(shí)；添加后應(yīng)低電流電解一下；補(bǔ)加硫酸時(shí)應(yīng)注意安全，補(bǔ)加量較大時(shí)（10升以上）應(yīng)分幾次緩慢補(bǔ)加；否則會(huì)造成槽液溫度過(guò)高，亞錫氧化，加快槽液老化；

⑥藥品添加計(jì)算公式：

硫酸亞錫（單位：公斤）=（40-X）×槽體積（升）/1000

硫酸（單位：升）=（10%-X）g/L×槽體積（升）

或（單位：升）=（180-X）g/L×槽體積（升）/1840

審核編輯：劉清