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渗镀、浸焊起泡、剥离强度不足原因分析及对策


PCB刚性线路板及FPC软性线路板生产过程中均会时常碰到以下问题:

一,线路工段出现干膜或湿膜处理后在蚀刻线路时出现侧蚀,凹蚀现象,导致线宽不足或线路不平整.究其原因不外乎与干湿膜材料选择不当,曝光参数不当,曝光机性能不良.显影,蚀刻段喷头调节,相关参数调节不合理,药液浓度范围不当,传动速度不当等系列可能导致出现问题的原因.然而我们经常会发现经过检查以上参数及相关设备性能并没有异常,然而在做板时依然会出现线路过蚀,凹蚀等问题.究竟是什么原因呢?

二,在做PCB图形电镀,PCB、FPC终端表面处理如沉金,电金,电锡,化锡等工艺处理时.我们常会发现做出来的板在干湿膜边缘或阻焊层边缘出现渗镀的现象,或大部分板出现,或部分板的部分地方出现,无论是哪一种情况都会带来不必要的报废或不良为后工段加工带来不必要的麻烦,乃至^终报废,令人心痛!究其原因分析大家通常会想到是干湿膜参数,材料性能出现问题;阻焊如硬板用的油墨,软板用的覆盖膜有问题,或在印刷,压合,固化等工段出现了问题.的确,这些地方每一处都可能引起此问题发生.那么我们同样也困惑的是经检查以上工段并没有问题或有问题也解决了,但依然会出现渗镀的现象.究竟还有什么原因没查出来呢?

三,线路板在出货前会做上锡试验,客户当然在使用时会上锡焊接元件.有可能两个阶段均会出现,或在某一阶段会出现浸锡或焊锡时阻焊起泡,剥离基板.乃至做胶带测试油墨剥离强度时,拉力机测试软板覆盖膜剥离强度时即会出现油墨可被明显剥离或覆盖膜剥离强度不足或不均的问题.这类问题客户尤其是做精密SMT贴装的客户是绝对不能接受的.阻焊层一旦在焊接时出现起泡剥离现象将导致无法精确贴装原件.导致客户损失大量元件及误工.线路板厂同时将面临扣款,补料,乃至丢失客户等巨大损失.那么我们平时在碰到此类问题时会在那几方面着手呢?我们通常会去分析是不是阻焊(油墨,覆盖膜)材料的问题;是不是丝印,层压,固化阶段有问题;是不是电镀药水有问题?等等...于是我们通常会责令工程师务必从这些工段一一查找原因,并改善.我们也会想到是不是天气的原因?^近比较潮湿,板材吸潮了?(基材及阻焊均易吸潮)经过一番苦战,多少能收获些效果,问题暂时得到表面上的解决.然不经意间此类问题又发生了,又是什么原因?那些可能发生问题的工段明明已经查过改善过了呀.还有什么是没注意到的?

针对以上属于PCB、FPC行业广泛的困惑,难题.我们进行了大量的试验和研究,终于发现产生线路不良,渗镀,分层,起泡,剥离强度不足等问题的一个重要原因竟然在于前处理部分.包括干湿膜前处理,阻焊前处理,电镀前处理等多工段的前处理部分.说到这里,或许很多行业人士不禁要笑.前处理是^简单不过的了,酸洗,除油,微蚀.其中哪一样前处理药水,性能,参数,乃至配方,行业内很多技术人员都清楚.线路板生产过程中涉及大量复杂的表面处理药水,如沉电铜,沉电金,沉电锡,OSP,蚀刻,等.这些较为复杂的工艺在多数情况下,工艺工程师都会选择去深入钻研,分析;力求掌握这些工艺技术,并以此作为提升自身技术能力的突破点.同时多数工厂也以此来作为工程师的薪资标准,绩效考核标准.而前处理这块基本上很少有工程师人员去细心研究.要么直接从供应商处购买成品除油,微蚀剂,酸洗自已用稀硫酸作为酸洗液.乃至有不少厂微蚀也自已配,要么配过钠,过铵体系(配方已众所周知),要么购买双氧水稳定剂自已配双氧水-硫酸体系的.而除油则通过购买供应商成品除油剂或购买除油粉稀释使用.据我们的调查研究发现,众多厂家没有从根本上去认识前处理工艺中各药液的细微作用,或者说是关键作用,只注重表面外观效果.如除油段,大家可能一直认为能把板面的油污,手指印除去即可,肉眼看不到即为除油OK,殊不知除油工艺对线路板而言不仅是将已于铜面深度结合的油污剥落,同时更重要的药液要能把剥离下来的油分子分解掉.这样方能对板面不形成二次污染.市场上现在出售的除油剂,除油粉,通常只含有除油,除锈成分,而其它组分如抗蚀剂,表面活性剂,乳化剂,等重要组分为降低成本根本没加;甚至很多供应商的配方从别处购买而来,根本不了解各成分的作用,更谈不上研究,或结合线路板的实际工艺需求调配加入有效的组份.这样实际上很多线路板厂所使用的除油剂并非适用于线路板行业专用的的除油剂,而是通用于五金,矿产加工业的传统除油剂.如此产品怎么达到良好的除油效果,板面用肉眼看着除油效果不错.实际上呢?我们通过高倍显微镜或油膜测试能发现大量细微的油分子附着在板面上.这样的处理效果如何能保证后续生产抗蚀层,阻焊层,终端表面处理时良好的结合力,剥离强度,可焊性等必须性能的效果及稳定性呢.尤为严重的是我们对微蚀这一块的认识.线路板行业的微蚀工艺实际上要具备1.除去铜面锈层,氧化层,及其它异物;2.均匀粗化铜表面,形成微观凸凹,宏观平坦的粗化层.达到速率稳定的粗化效果.3.活化铜表面,并具有短时期抗气相及液相腐蚀的作用,保证后续表面加工的可操作性.4,较低的过氧化物及硫酸含量,防止药液暴沸及形成高分子有机物残留板面.而实际生产中,我们自配的或购买的微蚀液大多把微蚀当成了蚀刻液.认为只有板面的锈渍异物除去,能露出新鲜的铜面就是达到了微蚀效果.而实际上呢?我们自配的微蚀液中过氧化物如过氧化氢,过硫酸钠,过硫酸铵等,强酸如硫酸.为达到效果含量均较高,如过氧化物含量达到120乃至150克/升,硫酸含量超过5%,如此高的浓度实际上是把微蚀变成了蚀刻,大量的铜被咬蚀,且由于没有调节剂的加入,咬蚀深度粗浅不一,轻则导致板面处理效果不一致,重则二次返工即导致铜层严重被咬蚀,无法进行后工段加工,造成报废.很多配双氧水体系的还会犯以为加了双氧水稳定剂就能达到均匀微蚀作用的常见错误理解.双氧水稳定剂只是为了抑制双氧水过快分解而加入,并不能起到均匀性方面的作用.而实际上用于线路板行业的专业微蚀剂它除了应该配以低泡表面活性剂,专用湿润剂,有机络合剂,微定剂,抗蚀剂等多种添加剂.从而使过氧化物,硫酸等咬蚀速率过快,副反应产物较高的主组分含量尽可能降低,并使药液更稳定,除了除锈基本功能外更能均匀稳定的粗化铜面,形成表面宏观平坦光滑(利于终端表面处理外观),无色差,异样区或点;同时微观达到均匀一致的凸凹粗化层(利于后续抗蚀干湿膜,阻焊层的加工),实际上单靠氧化剂和强酸并不能增加理想的铜表面粗化面积,必须加入活性剂,湿润剂等方能达到良好深度粗化效果,增加铜表面粗化面积,从面提升后加工的结合力及剥离强度.经过完善和改进的线路板专用微蚀液整体应达到:药液无暴沸,无高分子副产物形成污染,良好除锈能力,良好的均匀平坦外观,深度粗化铜面,蚀铜量小.达到板面外观平滑,阻焊或镀层加工时结合强等作用。

随着线路板向超薄铜型转化,我们越来越需要一种蚀铜量更小的微蚀液(同时保证除锈及粗化效果)。

随着线路板的线路精度要求越来越高,我们越来越需要一种前处理效果更好的除油,微蚀液.以确保抗蚀层(干湿膜)的抗渗透力。

随着线路板终端表面处理的外观要求越来越高,我们需要引进优质的前处理工艺。

随着表面焊接向无铅型转化,线路板需承受的焊接温度越来越高,对表面阻焊层的抗热冲击能力要求越来越高,对终端表面处理及阻焊层(油墨,覆盖膜)的剥离强度,与基底铜的结合力要求也越来越高,我们需要一种具有更佳效果的前处理工艺来做保障。

随着线路板行业竞争的日益激烈,我们需要通过改良我们的工艺以使产品良率提高,以获得利润增长点.优质的前处理药水无疑能低成本帮我们的大忙。

线路板产业前沿如日本,美国,韩国,台湾早已重视并启用新一代前处理工艺.使所生产的产品更具竞争力,性能更稳定.以小带大,从前处理着手确保整体工艺的稳定性。

以上谨以我们的研究成果分享于广大线路行业经营者及技术工作者,不足及错误之处敬请批评指正。

若您有更多问题需要探讨或对我们的前处理药水及我们所研发的更多专业线路板行业的药水,化学品需要咨询请按以下方式与我们联系,我们将及时与您联系提供相关咨询支持及产品服务。



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