在制作電路板的過程中,由於成本因素,大部分廠家仍然采用濕膜工藝進行成像,這必然會導致電鍍純錫時出現“滲鍍、亮邊(薄錫)”等問題。鑒於此,我和大家壹起探討壹下多年總結的純錫電鍍工藝中常見問題的解決方法。其中,電路板的電鍍工藝大致可分為酸性光亮鍍銅、鎳/金電鍍和錫電鍍。文章介紹了電路板加工中的電鍍技術、工藝流程和具體操作方法。
工藝流程:
浸出→整板電鍍銅→轉移圖案→酸脫脂→二次逆流漂洗→微蝕→二次逆流漂洗→酸洗→鍍錫→二次逆流漂洗→逆流漂洗→酸洗→圖形電鍍銅→二次逆流漂洗→鍍鎳→二次水洗→檸檬酸浸出→鍍金→回收→2-3次純水洗滌→烘幹。
二、濕膜板“滲鍍”原因分析(不純錫液質量問題)
1.絲印前必須將刷過的銅表面清洗幹凈,以保證銅表面與濕油膜之間有良好的附著力。
2.當濕膜曝光能量較低時,會導致濕膜光固化不完全,耐電鍍純錫性能差。
3.濕膜預烘參數不合理,烘箱局部溫度差異較大。由於感光材料的熱固化過程對溫度敏感,低溫會導致熱固化不完全,從而降低濕膜對電鍍純錫的電阻。
4.沒有後處理/固化處理會降低對電鍍純錫的耐受性。
5.電鍍純錫的板必須徹底清洗,同時每塊板必須用茶甲或幹板隔開,不允許重疊板。
6.濕膜質量問題。
7.生產和儲存環境和時間的影響。儲存環境差或儲存時間長會使濕膜膨脹,降低其耐電鍍純錫性能。
8.錫槽中的純錫光亮劑和其他有機汙染物會侵蝕和溶解濕膜。錫槽陽極面積不足時,電鍍過程中電流效率必然下降並析氧(電鍍原理:陽極析氧,陰極析氫)。如果電流密度過高,硫酸含量過高,陰極會析出氫氣,對濕膜進行攻擊,導致錫滲透(即“滲鍍”)。
9.高濃度的退鍍液(氫氧化鈉溶液)、高溫或長時間浸泡都會產生錫流或溶解(即“滲鍍”)。
10.純錫電鍍的電流密度太高。通常,濕膜質量的最佳電流密度在1.0和2.0A/dm2之間。超過這個電流密度範圍,有些濕膜容易“滲鍍”。
三、藥水問題引起“滲鍍”的原因及改進對策
1.原因:
化學溶液問題導致的“滲鍍”的出現,主要取決於純錫光亮劑的配方。光亮劑的滲透力強,在電鍍過程中對濕膜的攻擊產生“滲鍍”。即當純錫光亮劑加入量過多或電流略高時,就會發生“滲鍍”。在正常的電流操作下,“滲鍍”會與藥液的操作條件不受控制有關,如純錫光亮劑過多、電流過大、硫酸亞錫或硫酸含量過高,會加速對濕膜的侵蝕。
2.改進對策:
大多數純錫光亮劑的性質決定了它們在電流作用下對濕膜的侵蝕性更強。為了避免濕膜鍍純錫的“滲鍍”,建議平時在濕膜鍍純錫生產中做好三點:
(1)添加純錫光亮劑時,需要少量多次監測,鍍液中純錫光亮劑的含量通常控制在下限;
②.電流密度控制在允許範圍內;
③控制化學成分,如控制硫酸亞錫和硫酸的含量在下限,也會有利於提高“滲鍍”。
四、市場上純錫光亮劑的特點
1.有些純錫光亮劑限於電流密度,作用範圍比較窄。這種純錫光亮劑通常容易出現濕膜“滲鍍”,其對硫酸亞錫、硫酸、電流密度等操作條件參數控制的允許標準範圍較窄;
2.壹些純錫光亮劑適用於大範圍的電流密度操作。這種純錫光亮劑通常不易產生濕膜“滲鍍”,其對硫酸亞錫、硫酸、電流密度等操作條件參數控制的允許標準範圍較寬;
3.有些純錫光亮劑在濕膜邊緣容易出現“漏鍍、滲鍍、發黑”甚至“閃光”;
4.有些純錫光亮劑不會造成濕膜邊緣“發亮”的問題(沒有烘烤或紫外光固化處理),但仍有“滲鍍”的問題,可通過烘烤或紫外光固化處理來改善。濕膜板鍍純錫前,不烤板,不UV固化,不存在線路邊緣“閃、滲鍍”等問題。目前市面上這種純錫光亮劑真的很少。
具體操作要根據不同化學品供應商提供的純錫光亮劑的特性,嚴格控制電流密度、溫度、陽極面積、硫酸亞錫、硫酸、錫光亮劑含量等參數。
五、濕膜板鍍純錫“亮”線邊的原因。
因為純錫光亮劑的配方壹般含有有機溶劑,而濕油膜本身是由有機溶劑和其他物質組成的,兩者是不相容的,尤其是在線邊的位置。
與線條邊緣的“光澤”相關的因素:
1.純錫光亮劑(壹般來說,配方中會含有有機溶劑);
2.電流密度低(電流密度越低,越容易造成線路邊緣發光);
3.烘烤條件不壹致(烘烤的主要目的是揮發濕油膜的有機溶劑);
4.絲印濕油膜厚度不均(油膜越厚越容易“發亮”);
5.濕油膜本身質量問題(選擇濕油膜配電鍍純錫液);
6.酸性脫脂劑的預處理質量(選用的酸性脫脂劑不僅增強了溶液的可洗性,而且大大降低了脫脂後銅表面殘留的概率);
7.錫光亮劑在鍍液中過量(錫光亮劑過量會造成鍍液中的有機汙染。為了防止濕膜馬口鐵隨著產能的增加而汙染錫筒,每半個月進行8小時的碳芯過濾,同時每周分別進行5小時、2.5小時、0.5小時的電解,電流密度分別為5ASF、10ASF、15 ASF);
8.溫度依賴性(溫度越高,低電位區位移越不均勻,試驗證明溫度越高,越容易產生“亮”邊。此外,高溫加速了Sn2+的氧化和添加劑的消耗。);
9.導電性差(導電性差直接導致電流密度嚴重偏低,當電流密度低於10ASF時,線路邊緣最容易“亮”)。
10.濕膜板應長期存放(濕膜鍍純錫板應存放在環境相對較好的車間,存放時間不超過72小時。圖文電鍍工序員工根據生產情況取板,但在電鍍車間存放時間不得超過12小時);
11.純錫鍍液陽極面積不足(鍍錫液陽極面積不足必然導致電流效率降低,電鍍時析氧。陽極與陰極的面積比壹般為2~3:1,純錫槽陽極間距標準為5cm左右,旨在保證陽極面積充足)。
所以有些不好的問題,其實就是某個流程的不顯眼的細節造成的。只要我們從各方面考慮,我們就能找到問題的關鍵並解決它。
六、把握濕膜質量在市場中的優勢和劣勢
良好的濕膜質量對減少線邊“發亮”非常有利,但不能完全消除。另外,適合做純錫板的油膜不壹定是好油膜。濕膜的質量特性簡述如下:
1.良好的濕膜不易產生“滲鍍”,在電流電阻密度較高時油膜不易被擊穿,膜相對容易去除;
2.有些濕膜可能對減少線邊“發光”問題有壹定的作用,但去膜相對困難。這種濕膜不適合電流密度範圍較大的化學品,稍高的電流密度容易造成“滲透、夾膜、發黑”甚至油膜擊穿等問題。
關於電鍍錫
目的和作用:純錫的圖案電鍍目的主要是利用純錫作為金屬防腐層,保護電路蝕刻;
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35g/L左右,硫酸控制在65438±00%左右。鍍錫添加劑的添加壹般按照千安培小時的方法或根據板材的實際生產效果進行補充;目前電鍍錫的計算壹般是1。5安培/平方分米乘以板上可電鍍面積;錫筒溫度維持在室溫,壹般溫度不超過30度,多控制在22度。因此,由於夏季溫度過高,建議安裝錫筒冷卻溫控系統。
(3)工藝維護:每天按千安培小時及時補充鍍錫添加劑;檢查過濾泵工作是否正常,有無漏氣現象;每隔2-3小時,用幹凈的濕抹布擦洗陰極導電棒;每周定期分析硫酸亞錫(1次/周)和硫酸(1次/周),通過霍爾槽試驗調整鍍錫添加劑的含量,及時補充相關原料;每周清潔陽極導電桿和槽兩端的電連接器;每周使用低電流0。2?0。5ASD電解6?8小時;每月檢查陽極包有無損壞,如有損壞及時更換;並檢查陽極袋底部是否有陽極泥堆積,如有及時清理;碳芯連續過濾6個月?8小時,同時小電流電除雜;每半年左右,根據罐液汙染情況決定是否需要進行大處理(活性炭粉);每兩周更換壹次過濾泵的濾芯;
④大規模處理程序:a .取出陽極,取下陽極袋,用銅刷清潔陽極表面,用水沖洗並晾幹,然後裝入陽極袋,放入酸槽備用。b .將陽極包浸泡在10%的堿溶液中6?8小時,洗凈晾幹,然後用5%稀硫酸浸泡,洗凈晾幹備用;c .將槽液轉移到備用槽,按3?5 g/L將活性炭粉緩慢溶解於槽液中,待其完全溶解後,吸附4-6小時,用10um PP濾芯和濾粉將槽液過濾至幹凈的工作槽中,置於陽極中,掛於電解板中,按0。2-0。5ASD電流密度小電流電解6?8小時,d .通過實驗室分析,將槽中硫酸和硫酸亞錫的含量調整到正常操作範圍;根據霍爾槽試驗結果,補充鍍錫添加劑;e、待電解板表面顏色均勻後,停止電解;f .試鍍合格。
(5)添加藥物時,如添加大量硫酸亞錫、硫酸;加入後要小電流電解;加入硫酸時註意安全,加入量大時(10升以上)慢慢分幾次加入;否則,鍍液溫度過高,亞錫被氧化,加速鍍液老化;