板面起泡是PCB生產(chǎn)中比較常見的質(zhì)量缺陷之一。 由于PCB生產(chǎn)工藝和工藝維護的復雜性,尤其是化學濕法處理,板面起泡缺陷難以杜絕。 筆者根據(jù)多年實際PCB生產(chǎn)經(jīng)驗和服務經(jīng)驗,對鍍銅PCB表面起泡的原因作一簡要分析,希望對業(yè)內(nèi)同行有所幫助!
PCB表面起泡其實是板面附著力差的問題,也是板面質(zhì)量的問題。 這包括兩個方面:1、板面的清潔度; 2、表面微觀粗糙度(或表面能); 所有板材的起泡問題可歸納為以上原因 涂層間的結合力差或太低,難以抵抗后續(xù)生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的涂層應力、機械應力和熱應力 生產(chǎn)加工過程和裝配過程,最終造成涂層不同程度的分離。
現(xiàn)將PCB制造過程中可能導致PCB表面質(zhì)量差的一些因素歸納如下:
1、基板加工問題; 尤其是一些較薄的基板(一般小于0.8mm),由于基板剛性差,不宜使用刷機刷板,可能無法有效去除經(jīng)過特殊處理的防氧化保護層 基板生產(chǎn)加工過程中板面銅箔的變化。 這層雖然很薄,刷板容易去除,但很難用化學處理,所以在生產(chǎn)加工中要注意控制,避免銅箔與銅箔之間的附著力差引起起泡的問題。 化學銅; 較薄的內(nèi)層發(fā)黑時,也會出現(xiàn)發(fā)黑發(fā)黑不良、色澤不均、局部發(fā)黑發(fā)褐不良等問題
2、機械加工(鉆孔、層壓、銑削等)過程中因油污或其他液體污染造成的表面處理不良,
3、鍍銅刷板不良:鍍銅前研磨板壓力過大,造成孔口變形,刷出孔口銅箔圓角,甚至孔口漏基材, 在鍍銅、噴錫、焊接等過程中會造成孔口起泡; 即使刷板不會造成基材滲漏,但過重的刷板會增加孔口處銅的粗糙度。 因此,該處的銅箔在微蝕過程中極易粗化,也會存在一定的質(zhì)量風險; 因此,應注意加強刷板工藝的控制,通過耐磨試驗和水膜試驗,將刷板工藝參數(shù)調(diào)整到最佳;
4、水洗問題:因為鍍銅工藝需要大量的化學水處理,酸、堿、無限有機等多種藥用溶劑,板面水洗不干凈,特別是調(diào)整 鍍銅用除油劑,不僅會造成交叉污染,還會造成局部處理不良或處理效果差,缺陷不均勻,結合力會出現(xiàn)一些問題; 因此,應注意加強水洗的控制,主要包括水流量、水質(zhì)、水洗時間、板材滴水時間的控制; 尤其是冬天氣溫低,洗滌效果會大打折扣,更要注意洗滌的控制;
5、析銅前處理和圖形電鍍前處理中的微蝕; 過大的微蝕會造成孔口漏基材,孔口周圍產(chǎn)生氣泡; 微蝕不充分也會導致結合力不足,導致起泡; 因此,有必要加強對微蝕的控制; 一般沉積銅預處理的微蝕深度為1.5-2μm,圖形電鍍預處理的微蝕深度為0.3-1μm。 如果可能,最好通過化學分析和簡單的試重法來控制微蝕厚度或速率; 一般微蝕后的板面色澤鮮艷,呈均勻的粉紅色,無反光; 如果顏色不均勻或有反光,說明前處理存在質(zhì)量隱患; 注意加強檢查; 此外,還應注意微蝕槽的含銅量、槽溫、負載量和微蝕劑含量;
6、沉銅液活性太強; 新開的沉銅液缸或槽液三組分含量過高,尤其是銅含量過高;
高,會導致鍍液活性太強,化學沉銅粗糙,化學銅層夾雜氫、氧化亞銅等過多等缺陷,造成鍍層物理性能下降,附著力差; 可適當采用以下方法:降低銅含量(槽液中加入純水),包括三組分,適當增加絡合劑和穩(wěn)定劑的含量,適當降低槽液溫度;
7、板面在生產(chǎn)過程中被氧化; 如果銅板在空氣中被氧化,不僅會造成孔內(nèi)無銅,表面粗糙,還會造成表面起泡; 如果銅板在酸溶液中存放時間過長,銅板表面也會被氧化,氧化膜很難去除; 因此,銅板在生產(chǎn)過程中要及時加厚,不宜存放時間過長。 一般最遲12小時內(nèi)完成加厚鍍銅;
8、銅沉返工不良; 部分沉銅或圖形改造后的返工板,由于鍍層不良、返工方法不正確或返工時微蝕時間控制不當?shù)仍?,會起泡?銅板返工線路發(fā)現(xiàn)沉銅不良,可直接水洗后線路除油后不腐蝕直接返工; 最好不要再脫脂和輕微腐蝕; 對于電鍍加厚的板材,應去除微蝕槽。 注意時間控制。 可以用一塊或兩塊板材粗略計算去除時間,以保證去除效果; 退鍍后,用刷機后面的一組軟磨刷輕輕刷洗,然后按正常生產(chǎn)工藝進行沉銅,但蝕刻和微蝕時間要減半或根據(jù)需要調(diào)整;
9、圖文轉(zhuǎn)印過程中,顯影后水洗不充分、顯影后時間過長或車間灰塵過多,會導致板面清潔度差,纖維處理效果差,可能造成質(zhì)量隱患;
10、鍍銅前應及時更換酸洗液。 槽液污染過多或含銅量過高,不僅會造成板面清潔度問題,還會造成板面粗糙等缺陷;
11、自動線電鍍槽易產(chǎn)生有機物污染,尤其是油污;
12、另外,在冬天,有些PCB廠的鍍液不加熱時,在生產(chǎn)過程中要特別注意板材進鍍槽的通電情況,特別是有空氣攪拌的鍍槽,如 銅鎳; 對于鎳圓柱體,冬季鍍鎳前最好加溫水洗槽(水溫30-40℃左右),以保證鎳層的初始沉積致密、良好;
在實際PCB生產(chǎn)過程中,板面起泡的原因有很多,筆者只能作簡要分析。 對于設備技術水平不同的PCB廠家,出現(xiàn)起泡的原因可能不同,具體情況具體情況具體分析,不能一概而論; 以上原因分析不分主次原因和重要程度,基本上是按照PCB生產(chǎn)工藝流程進行簡要分析。 本系列只是為了給大家提供一個解決問題的方向和更廣闊的視野。 希望能對您的工藝制作和解決問題起到一定的作用!
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