印制電路板銅面凹坑問題的探討獲獎科研報告

印制電路板銅面凹坑問題的探討獲獎科研報告摘

要：電路板中的銅面凹坑問題較為常見，如果有大面積凹坑問題出現(xiàn)的話便會直接影響電路板的使用。本文之中針對印制電路板之中引發(fā)銅面凹坑的原因進行探討，分析如何從工藝過程控制的角度對該問題進行解決，希望由此能夠降低業(yè)內(nèi)電路板使用過程中發(fā)生銅面凹坑缺點的概率。

關(guān)鍵詞：印制電路板;銅面凹坑;引發(fā)原因;解決方法

印制電路板上鍍銅的質(zhì)量直接會影響到電路板實際應(yīng)用期間的可靠性，伴隨印制板越發(fā)朝向高精度和高密度的方向發(fā)展，所要求的銅層質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也越來越高，不僅需要鍍層之中擁有良好的均勻性和細致性，同時還要保證上面沒有麻點和凹坑等缺陷問題存在。

1、圖形轉(zhuǎn)移工序出現(xiàn)凹坑的原因和處理方法概述

1.1、刷版效果的影響

進行圖形轉(zhuǎn)移刷板的主要目的在于將表面的氧化和臟污去掉，一旦清潔板面的效果不理想，板面之上存有多余物的話會影響到二銅的電鍍，由此便會使鍍銅之上形成凹坑。筆者同各國剖切凹坑位置，經(jīng)過微蝕之后發(fā)現(xiàn)二銅之上存有的異物會使繼續(xù)電鍍操作受到影響。分析其中原因發(fā)現(xiàn)，所使用的磨料刷輥式刷板機在目數(shù)上不佳，刷板的效果不夠理想，而且刷輥應(yīng)用過程之中存有老化問題。針對這個情況在把刷板機一段和二段分別調(diào)整成500目和800目之后便會使銅面的凹坑缺陷消失。

1.2、曝光過程中板面粘附有干膜殘渣遺留

在圖形轉(zhuǎn)移的曝光和對位過程之中，曝光機和對位臺之間存有一定的干膜殘渣，一旦沒有及時進行清理的話，粘附面上便很有可能出現(xiàn)凹坑，如果嚴重可能導(dǎo)致斷線情況出現(xiàn)。要想將這個問題解決就要定時清理曝光機。操作之前需要針對對位臺和曝光機應(yīng)用靜電進行除塵處理，并且應(yīng)用檫拭紙蘸上一定量的無水乙醇對曝光夾和對位臺進行清潔，按照以往經(jīng)驗這種操作的頻率為每曝光5次就要清潔一次。

1.3、顯影效果帶來的影響

經(jīng)常使用的水溶性干膜顯影液一般都是濃度為百分之一到百分之二的無水碳酸鈉溶液，機理主要是使用稀堿溶液和沒有發(fā)生曝光的羥基活性基團進行反映，由此形成一種可以被溶解掉，呈現(xiàn)為膠狀的聚合羥基鹽。如果顯影機清潔效果不佳，或者其中參數(shù)不合適的話都有可能使板面之上存有一定的余膠，如果這個位置銅面厚度不足或者無法電鍍的話都可能導(dǎo)致凹坑出現(xiàn)，所以可以認為顯影的效果會受到顯影加工產(chǎn)品面積因素的影響。針對這一問題我們需要認識到日常使用堿洗或者酸洗的方法很難將管道之中存在的臟污徹底清理干凈，所以就要在每月清洗期間使用一些專用的清槽劑。

2、完成顯影到電鍍之間放置時間的影響

2.1、電鍍前處理溶液帶來的影響

在進行圖形電鍍銅前需要依次進行清潔和微蝕等準(zhǔn)備步驟，這樣能將板面上存在的手跡和臟污問題去除，使銅層的結(jié)合力得到強化。如果去臟污的效果不理想，電路板面之上的臟污沒有去除干凈邊可能影響后期銅面的厚度和電鍍效果，進而導(dǎo)致鍍銅之上出現(xiàn)凹坑?；谶@一情況可以在沒完成450平方米到500平方米產(chǎn)品加工之后便更換除油溶液，而且沒半個月都要更換微蝕槽中的濾芯和除油。

2.2、鍍銅槽溶液的影響

首先需要分析氯離子的應(yīng)先，如果將擁有較強活性的氯離子加入到具有高分散性的硫酸鹽光亮鍍銅里面，能夠明顯提升陽極極化位，由此形成吸附在陽極表面位置的二氯化銅，能夠抑制負銅離子向正銅離子的轉(zhuǎn)化。一旦氯離子偏低的話，在含磷銅電陽極分解期間氯離子的缺失會導(dǎo)致其無法和銅離子化合，進而便會出現(xiàn)吸附在陽極表面的膠體，并且直接影響溶解的正常進行，促使電鍍同層表面之上有凹凸不平的情況出現(xiàn)。我們在驗證之后發(fā)現(xiàn)氯離子的含量不足50ppm，鍍層之中的平整效果不佳，而且板面上面出現(xiàn)的凹坑數(shù)量也有所增加。在把氯離子的含量提升到60ppm之上后，鍍銅不良的問題得到解決，一般我們建議可以將氯離子的含量控制在60ppm到100ppm的范圍。

其次需要對添加劑的影響進行分析，在酸性硫酸銅鍍?nèi)芤褐畠?nèi)存在的主要是濕潤劑和光亮劑以及整平劑幾種添加劑。在光亮劑之中所含的主要是存有一定硫含量的本基磺酸鹽和烷基磺酸鹽等，這些鹽類能夠起到一定的光亮作用。陰性表面會將整平劑吸附，由此能讓鍍層平整效果得到提升。濕潤劑的主要功能在于將鍍液表面的張力降低，使毒液之間能夠相互擴散，在進行實驗的過程之中我們分析道濕潤劑的含量會影響到鍍銅的效果，如果濕潤劑的含量處在每升6毫升到10毫升的范圍時候的凹坑數(shù)要明顯多于每升12毫升到14毫升范圍時的坑數(shù)?；谶@個情況我們認為最好可以把濕潤劑的含量控制在每升12毫升的標(biāo)準(zhǔn)。

最后需要分析有機雜質(zhì)的影響情況，伴隨添加劑的不斷分解和鍍銅槽中藍膜量溶解含量的增加，會使鍍銅槽液逐漸被一些有機雜質(zhì)污染，最終可能引發(fā)無法鍍銅的問題，最終便會有凹坑出現(xiàn)。基于這個情況就必須對銅槽定期使用活性炭進行清理，一般我們認為最佳處理周期是每隔半年清理一