淺析PCB電鍍純錫缺陷

    一、前言

　　在線路板的制作過程中，多數(shù)廠家因考慮成本因素仍采用濕膜工藝成像，從而會造成圖形電鍍純錫時難免出現(xiàn)“滲鍍、亮邊(錫薄)”等不良問題的困擾，鑒于此，本人將多年總結(jié)出的鍍純錫工藝常見問題的解決方法，與大家共同探討。
　　二、濕膜板產(chǎn)生“滲鍍”的原因分析(非純錫藥水質(zhì)量問題)
　　1.絲印前刷磨出來的銅面務(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會導(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程對溫度比較敏感，溫度低時會導(dǎo)致熱固化不完全，從而降低濕膜的抗電鍍純錫能力。
　　4.沒有進行后局/固化處理降低了抗電鍍純錫能力。
　　5.電鍍純錫出來的板水洗一定要徹底干凈，同時須每塊板隔位插架或干板，不允許疊板。
　　6.濕膜質(zhì)量問題。
　　7.生產(chǎn)與存放環(huán)境、時間影響。存放環(huán)境較差或存放時間過長會使?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污染的攻擊溶解，當(dāng)鍍錫槽陽極面積不足時必然會導(dǎo)致電流效率降低，電鍍過程中析氧(電鍍原理:陽極析氧，陰極析氫)。如果電流密度過大而硫酸含量偏高時陰極析氫，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)、溫度高或浸泡時間長均會產(chǎn)生流錫或溶錫(即所講的“滲鍍”)。
　　10.鍍純錫電流密度過大，一般濕膜質(zhì)量最佳電流密度適應(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、藥水問題導(dǎo)致“滲鍍”產(chǎn)生的原因及改善對策
　　1.原因：
　　藥水問題導(dǎo)致“滲鍍” 的產(chǎn)生主要取決于純錫光劑配方。光劑滲透能力強且在電鍍的過程中對濕膜的攻擊產(chǎn)生 “滲鍍”。即純錫光劑添加過多或電流稍偏大時就出現(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)，如純錫光劑過多、電流偏大、硫酸亞錫或硫酸含量偏高等，這些均會加速對濕膜之攻擊性。
　　2.改善對策：
　　多數(shù)純錫光劑的本身性能決定了其在電流作用下對濕膜攻擊性比較大，為避免減少濕膜鍍純錫板“滲鍍”產(chǎn)生， 建議平時生產(chǎn)濕膜鍍純錫板須做到三點：
　?、?添加純錫光劑時須以少量多次的方式來進行監(jiān)控，鍍液純錫光劑含量通常要控制下限；
　?、?電流密度控制在允許的范圍內(nèi)；
　?、?藥水成分控制，如硫酸亞錫及硫酸含量控制在下限也會對改善“滲鍍”有利。
　　四、市場純錫光劑的特性
　　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”，它對硫酸亞錫、硫酸及電流密度相對來講操作條件參數(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”，它對硫酸亞錫、硫酸及電流密度相對來講操作條件參數(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.有的純錫光劑對濕膜不產(chǎn)生線邊“發(fā)亮”問題(不烤板或不過UV固化處理)，但仍時有出現(xiàn)“滲鍍” 問題，經(jīng)烤板或過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UV固化處理也不產(chǎn)生線邊“發(fā)亮、滲鍍”等問題，目前市場上這種純錫光劑確實少。
　　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，對藥水操作電流密度、溫度、陽極面積、硫酸亞錫、硫酸以及錫光劑含量等參數(shù)進行嚴格控制。
　　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)一般含有機溶劑，而濕油膜本身由有機溶劑等材料組成，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)會含有機溶劑)；
　　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)量問題(選擇濕油膜來匹配電鍍純錫藥水)；
　　6.前處理酸性除油劑質(zhì)量(選擇好的酸性除油劑，即增強了溶液的水洗性，又大大降低了除油后在銅面上殘留的機率)；
　　7.鍍液錫光劑過量(過多錫光劑會造成鍍液有機污染，為防止?jié)衲ゅ冨a板隨著產(chǎn)能的增大對錫缸造成污染，每半個月進行一次8小時的碳芯過濾，同時每周用5ASF、10ASF、15ASF的電流密度分別電解5小時、2.5小時和0.5小時)；
　　8.溫度有關(guān)(溫度越高，低電位區(qū)走位越不均，試驗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重偏低，電流密度低于10ASF時最容易出現(xiàn)線邊“發(fā) 亮”)。
　　10.濕膜板存放時間長(濕膜鍍純錫板要存放在環(huán)境相對較好的車間，存放時間不能超過72小時，圖形電鍍工序員工視生產(chǎn)狀況取板，但在電鍍車間的存放時間最好不超過12小時)；
　　11.鍍純錫槽陽極面積不足(鍍錫槽陽極面積不足必然會導(dǎo)致電流效率降低，電鍍過程中析氧。陽極與陰極面積比一般為2~3:1，純錫槽陽極間隔標(biāo)準(zhǔn)為5cm左右，其目的是確保陽極面積足夠)。
　　因此，一些不良問題其實只是某工序不起眼的細節(jié)所引起的，只要多方位的去考慮就能找到問題的關(guān)鍵，并解決它。
　　六、掌握市場濕膜質(zhì)量的優(yōu)缺點
　　濕膜質(zhì)量好對減少線邊“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”、耐電流密度高時油膜不容易被擊穿且退膜相對容易；
　　2.有的濕膜也許對減少線邊“發(fā)亮”問題確實能起到一定的作用，但退膜相對困難，此類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”甚至擊穿油膜等問題 。
 

STM32/STM8

意法半導(dǎo)體/ST/STM