VCP前處理對(duì)化學(xué)沉銅層咬蝕分析

1、VCP前處理對(duì)孔內(nèi)化學(xué)沉銅層咬蝕分析L前言：孔內(nèi)無銅是PCB制造過程中較常見的一種缺陷，其影響因素較為復(fù)雜。在全板電鍍 中，常見的有兩種情況，包括沉銅不良和板電不良。文章通過探究VCP電鍍線前處 理過程對(duì)化學(xué)銅層的影響，提出一些改善措施，降低板電時(shí)孔內(nèi)無銅風(fēng)險(xiǎn)。2 .現(xiàn)狀：不良板孔無銅切片分析，其孔銅呈漸薄型，從孔口往中間拉尖，很可能是板件 在進(jìn)入銅缸之前，沉銅層被藥水咬蝕所致（如圖2 ）。圖2孔內(nèi)無銅切片此板采用VCP電鍍線生產(chǎn)板件進(jìn)入銅缸之前經(jīng)過除油缸一兩道水洗一酸洗。在這個(gè)流程中，除油缸、酸洗缸參數(shù)變化可能會(huì)對(duì)沉銅層造成影響，因此從除 油、酸洗濃度控制、存在離子（主要為CW、CI-）、停

2、留時(shí)間等方面進(jìn)行分析、 模擬實(shí)驗(yàn)，探究可能存在的影響。3 .模擬測(cè)試及結(jié)果：3.1 酸洗溶液對(duì)沉銅層的影響：酸洗的目的是為了除去板件表面氧化，減輕前處理清洗不凈對(duì)鍍銅溶液的污染， 并保持鍍銅溶液中硫酸含量穩(wěn)定。由于板件只沉積了一層很薄的化學(xué)銅層，酸 洗濃度控制不當(dāng)存在咬蝕化學(xué)銅層的危險(xiǎn)。現(xiàn)階段在化驗(yàn)室條件下模擬酸洗溶 液對(duì)沉銅層的影響，主要參數(shù)包括H2s。4濃度、CU2+含量、。-含量。正常沉銅板件，背光確認(rèn)9級(jí)，取樣50x50 mm ,除油濃度配置2% ,除油浸 泡時(shí)間為100 s ,取出后水洗90 s ,再將其放入配置好的酸洗溶液中浸泡100 s,取出放入清水中洗干凈后烘干處理，通過背光確

3、認(rèn)沉銅層情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表1 ）。表1酸洗溶液對(duì)沉銅層的影響序號(hào)HaSOa (%)Cu"/( (g4)cr背光4J/9級(jí)619級(jí)8t8 5級(jí)42/9級(jí)44/8 5級(jí)4618級(jí)420 001g級(jí)420.0024級(jí)420.0044級(jí)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們可以看到，硫酸濃度在較低的范圍內(nèi)變化對(duì)沉銅層的影響不大， 正常情況下不會(huì)與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)。溶液中存在銅離子，隨著氯離子濃度的增 加，溶液對(duì)沉銅層的咬蝕愈加明顯，這是由于在酸性條件下，銅和氯化銅反應(yīng) 生成氯化亞銅，進(jìn)而形成絡(luò)離子，沉銅層咬蝕嚴(yán)重，存在孔內(nèi)無銅風(fēng)險(xiǎn)。因此，酸洗溶液中應(yīng)控制好銅離子和氯離子濃度，而氯離子除了自來水本身存 在，還可能來源

4、于硫酸來料，因此電鍍前酸洗應(yīng)使用純度較高的硫酸，確保來 料雜質(zhì)離子在要求范圍內(nèi)，減少氯離子對(duì)板件沉銅層的影響。3.2 除油、酸洗段停留時(shí)間對(duì)沉銅層的影響：我司目前所用除油劑為酸性清潔劑，在酸性條件下，除油及酸洗缸藥水可能會(huì) 對(duì)沉銅層造成影響，特別是設(shè)備故障停留時(shí)間加長(zhǎng)的情況下，前處理板件在藥 水中浸泡時(shí)間過長(zhǎng)，可能會(huì)造成孔內(nèi)銅層被咬蝕。正常沉銅板件，背光確認(rèn)9 級(jí)，在VCP （連續(xù)垂直電鍍線）前處理進(jìn)行試驗(yàn)，除油及酸洗濃度按現(xiàn)有控制 范圍，試驗(yàn)線別除油為浸泡式，酸洗為噴淋式結(jié)構(gòu)；通過設(shè)備暫停手段使沉銅 板件在除油和酸洗缸停留不同時(shí)間，驗(yàn)證對(duì)沉銅層影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表2 ）。表2除油、酸洗段停留

5、時(shí)間對(duì)沉銅層的影響序號(hào)除油時(shí)間（S）酸洗時(shí)間（S）日光1001009級(jí)1001507級(jí)1002004級(jí)1001008$級(jí)200100&5級(jí)從上表可以看到，沉銅板件在VCP前處理除油缸和酸洗缸停留時(shí)間過長(zhǎng)均會(huì) 造成化學(xué)銅被咬蝕，特別是在酸洗停留時(shí)間過長(zhǎng)對(duì)沉銅層影響較大。在VCP 線實(shí)際生產(chǎn)過程中如遇設(shè)備故障造成暫停，無法及時(shí)解決時(shí)應(yīng)將前處理板件取 出清洗烘干返沉銅處理，以避免造成孔無銅現(xiàn)象。3.3 酸洗后停留時(shí)間對(duì)沉銅層的影響：大多數(shù)VCP垂直連續(xù)電鍍線設(shè)計(jì)在酸洗之后并不是立即進(jìn)入銅缸中，在兩者 之間存在一銅缸藥水回流段，達(dá)到藥水循環(huán)流動(dòng)的目的，板件從酸洗出來后會(huì) 裸露在空氣中一段時(shí)間，

6、沉銅層在空氣中容易氧化，很可能導(dǎo)致殘余藥水咬蝕 沉銅層。正常沉銅板件，背光確認(rèn)9級(jí)，在VCP線前處理進(jìn)行試驗(yàn)，除油及酸洗濃度 按現(xiàn)有控制范圍，試驗(yàn)線除油為浸泡式，酸洗為噴淋式結(jié)構(gòu)；正常過除油、水 洗、酸洗后取出放置不同時(shí)間后水洗烘干，切片確認(rèn)孔內(nèi)沉銅層狀況，實(shí)驗(yàn)結(jié) 果（見表3 ）。表3酸洗后停留時(shí)間對(duì)近銅層的影響序號(hào)酸洗時(shí)間(S)背光1008級(jí)1206級(jí)1807級(jí)隨著酸洗后停留時(shí)間加長(zhǎng)，從背光切片可以看到透光點(diǎn)明顯增多，沉銅層咬蝕 嚴(yán)重，因此VCP線在生產(chǎn)過程中線速應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)，過慢的線速導(dǎo)致 板件在進(jìn)入銅缸前暴露在空氣中時(shí)間過長(zhǎng)，存在孔無銅風(fēng)險(xiǎn)。3.4 浸泡式酸洗和噴淋式酸洗對(duì)沉銅層的

7、影響：現(xiàn)有VCP線酸洗有兩種處理方式：一種是浸泡式，另一種是噴淋式。兩種處 理方式其效果可能存在一定差別，現(xiàn)對(duì)兩種處理方式進(jìn)行測(cè)試，探究其可能造 成的不良影響。正常沉銅板件，背光確認(rèn)9級(jí)，在VCP線前處理進(jìn)行試驗(yàn)，除油及酸洗濃度 按現(xiàn)有控制范圍，除油浸泡相同時(shí)間，在酸浸過程，一組采用噴淋式酸洗，一 組采用浸泡式酸洗，經(jīng)過相同時(shí)間后取出水洗烘干，切片確認(rèn)孔內(nèi)沉銅層狀況， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果(見表4 )。表4浸洵式酸洗和噴淋式酸洗對(duì)沉銅層的影響序號(hào)酸洗方式hTC浸泡式9級(jí)噴淋式6級(jí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明浸泡式酸洗對(duì)沉銅層的影響較小，主要與空氣接觸較少，在溶液 中維持較好的穩(wěn)定性。4 .模擬結(jié)果：(1 )板電前處理酸洗溶液中Cw+和含量對(duì)沉銅層的影響很大，隨著含量的 增加對(duì)沉銅層的咬蝕越來越明顯；(2 )板電前處理除油缸對(duì)沉銅層有一定的影響；(3 )板電前處理除油和酸洗后停留裸露時(shí)間長(zhǎng)，板件氧化，對(duì)沉銅層影響很大；(4)浸泡式前處理對(duì)比噴淋式前處理對(duì)沉銅層影響較小。5 .結(jié)論及建議：為降低前處理段可能帶來孔內(nèi)無銅的風(fēng)險(xiǎn)，針對(duì)現(xiàn)狀，提出以下改善措施：(1 )將酸洗缸銅離子、氯離子等項(xiàng)目加入?yún)?shù)管控，防止