电路板孔壁镀铜层空洞

Jun. 21, 2023   |   1100 views

PTH是印刷电路板孔金属化过程中非常重要的一步。其目的是在孔壁和铜表面形成极薄的导电铜层,为后续电镀做准备。孔壁涂层中的孔洞是印刷电路板金属化过程中常见的缺陷之一,也是容易导致印刷电路板批量报废的项目之一。因此,解决印刷电路板涂层中的孔洞问题是印刷电路板制造商的关键控制。然而,由于其缺陷的原因多种多样,只有准确判断其缺陷的特征,才能找到有效的解决方案。

PTH导致的孔壁涂层空洞

(1) PTH的铜含量、氢氧化钠和甲醛的浓度

铜柱的溶液浓度是首要考虑因素。一般来说,铜含量、氢氧化钠和甲醛浓度是成比例的。当其中任何一种低于标准值的10%时,化学反应的平衡将被打破,导致PTH差和点状空洞。因此,应优先调整铜瓶中各种化学品的参数。

(2) 储罐液体温度

罐溶液的温度也对溶液的活性有重要影响。每种溶液通常都有温度要求,其中一些需要严格控制。因此,还应随时监测储罐液体的温度。

(3) 活化溶液的控制

低二价锡离子会引起胶体钯的分解,影响其吸附。但是,只要定期添加和补充活化溶液,就不会造成重大问题。控制活化溶液的关键是它不能与空气一起搅拌。空气中的氧气会氧化二价锡离子,水不能进入,这会导致SnCl2水解。

(4) 清洗温度

清洗温度往往被忽视,清洗的最佳温度在20℃以上。如果低于15℃,会影响清洗效果。冬天,水温变得很低,尤其是在北方。由于水洗温度低,板清洗后的温度也会变得很低。进入铜柱后,板的温度不能立即升高,由于错过了铜沉积的黄金时期,会影响沉积效果。因此,在环境温度较低的地方,注意清洗水的温度也很重要。

(5) 成孔剂的使用温度、浓度和时间

化学溶液的温度有严格的要求。过高的温度会导致成孔剂分解,降低成孔剂浓度,影响成孔效果。其明显特征是孔内玻璃纤维布上出现点状空隙。只有适当协调药物溶液的温度、浓度和时间,才能在节省成本的同时实现良好的成孔效果。化学溶液中铜离子浓度的持续积累也必须严格控制。

(6) 还原剂的使用温度、浓度和时间

还原的作用是去除钻井后残留的锰酸钾和高锰酸钾。液体药物的参数不受控制会影响其作用。其明显特征是孔内树脂处有点状空腔。

(7) 振动和摆动

振动和不受控制的摇摆会导致圆形空隙,主要是由于未能消除孔中的气泡,其中最明显的是具有高厚度直径比的小孔板。其明显特征是孔内的腔体是对称的,而孔内有铜的零件中的铜厚度正常,图形电镀涂层(二次铜)包裹着整个镀层(一次铜)。

2.图案转移引起的孔壁涂层孔隙

由图案转移引起的孔壁涂层中的空隙主要是孔开口处的环形空隙和孔中的环形空隙。其发生的具体原因如下:

(1) 预处理刷板

(2) 孔口残留粘合剂

(3) 预处理微蚀刻

3.图形电镀引起的孔壁涂层空洞

(1) 图案电镀微蚀刻

图形电镀的微蚀刻量也应严格控制,产生的缺陷与干膜处理前的微蚀刻基本相同。在严重的情况下,孔壁将有很大的面积没有铜,板表面上整个板层的厚度将明显变薄。因此,最好通过进行DOE实验来优化工艺参数,定期测量微侵蚀率。

(2) 镀锡(铅锡)分散性差

由于溶液性能差或摆动不足等因素,镀锡层的厚度不足。在随后的薄膜去除和碱性蚀刻过程中,孔中间的锡和铜层被侵蚀,导致圆形空隙。其明显特征是孔内铜层厚度正常,缺陷边缘有明显的蚀刻痕迹,图形电镀层没有

将整个电路板包裹起来(见图5)。针对这种情况,可以在镀锡前的酸洗中加入一些锡抛光剂,这可以增加板的润湿性,增加摆动幅度。

4.Conclusion

导致涂层空隙的因素有很多,最常见的是PTH涂层空隙。通过控制溶液的相关工艺参数,可以有效减少PTH涂层空隙的产生。但其他因素也不容忽视。只有仔细观察和了解涂层孔隙的原因和缺陷的特点,才能及时有效地解决问题,保持产品质量。由于我的经验有限,我列出了日常生产中遇到的一些实际问题,与同行分享和交流。