PCB電鍍純錫的缺陷

      一、前言
　　
　　在PCB線路板的制作過程中，多數(shù)廠家因考慮成本因素仍采用濕膜工藝成像，從而會造成圖形電鍍純錫時難免出現(xiàn)“滲鍍、亮邊（錫?。钡炔涣紗栴}的困擾，鑒于此，多年總結出的鍍純錫工藝常見問題的解決方法，與大家共同探討。其中線路板的電鍍工藝，大約可以分類：酸性光亮銅電鍍、電鍍鎳/金、電鍍錫，文章介紹的是關于在線路板加工過程是，電鍍工藝的技術以及工藝流程，以及具體操作方法。
　　
　　工藝流程：
　　
　　浸酸→全板電鍍銅→圖形轉移→酸性除油→二級逆流漂洗→微蝕→二級逆流漂洗→浸酸→鍍錫→二級逆流漂洗→逆流漂洗→浸酸→圖形電鍍銅→二級逆流漂洗→鍍鎳→二級水洗→浸檸檬酸→鍍金→回收→2-3級純水洗→烘干
　　
　　二、濕膜板產(chǎn)生“滲鍍”的原因分析（非純錫藥水質量問題）
　　
　　1.絲印前刷磨出來的銅面務必干凈，確保銅面與濕油膜附著力良好。
　　
　　2.濕膜曝光能量偏低時會導致濕膜光固化不完全，抗電鍍純錫能力差。
　　
　　3.濕膜預烤參數(shù)不合理，烤箱局部溫度差異大。由于感光材料的熱固化過程對溫度比較敏感，溫度低時會導致熱固化不完全，從而降低濕膜的抗電鍍純錫能力。
　　
　　4.沒有進行后局/固化處理降低了抗電鍍純錫能力。
　　
　　5.電鍍純錫出來的板水洗一定要徹底干凈，同時須每塊板隔位插架或干板，不允許疊板。
　　
　　6.濕膜質量問題。
　　
　　7.生產(chǎn)與存放環(huán)境、時間影響。存放環(huán)境較差或存放時間過長會使?jié)衲づ蛎洠档推淇闺婂兗冨a能力。
　　
　　8.濕膜在錫缸中受到純錫光劑及其它有機污染的攻擊溶解，當鍍錫槽陽極面積不足時必然會導致電流效率降低，電鍍過程中析氧（電鍍原理：陽極析氧，陰極析氫）。如果電流密度過大而硫酸含量偏高時陰極析氫，攻擊濕膜從而導致滲錫的發(fā)生（即所講的“滲鍍”）。
　　
　　9.退膜液濃度高（氫氧化鈉溶液）、溫度高或浸泡時間長均會產(chǎn)生流錫或溶錫（即所講的“滲鍍”）。
　　
　　10.鍍純錫電流密度過大，一般濕膜質量最佳電流密度適應于1.0~2.0A/dm2之間，超出此電流密度范圍，有的濕膜質量易產(chǎn)生“滲鍍”。
　　
　　三、藥水問題導致“滲鍍”產(chǎn)生的原因及改善對策
　　
　　1.原因：
　　
　　藥水問題導致“滲鍍” 的產(chǎn)生主要取決于純錫光劑配方。光劑滲透能力強且在電鍍的過程中對濕膜的攻擊產(chǎn)生 “滲鍍”。即純錫光劑添加過多或電流稍偏大時就出現(xiàn)“滲鍍”，在正常電流操作下，所產(chǎn)生的“滲鍍”跟藥水操作條件未控制好有關，如純錫光劑過多、電流偏大、硫酸亞錫或硫酸含量偏高等，這些均會加速對濕膜之攻擊性。
　　
　　2.改善對策：
　　
　　多數(shù)純錫光劑的本身性能決定了其在電流作用下對濕膜攻擊性比較大，為避免減少濕膜鍍純錫板“滲鍍”產(chǎn)生， 建議平時生產(chǎn)濕膜鍍純錫板須做到三點：
　　
　?、?。添加純錫光劑時須以少量多次的方式來進行監(jiān)控，鍍液純錫光劑含量通常要控制下限；
　　
　?、?。電流密度控制在允許的范圍內；
　　
　?、?。藥水成分控制，如硫酸亞錫及硫酸含量控制在下限也會對改善“滲鍍”有利。
　　
　　四、市場純錫光劑的特性
　　
　　1.有的純錫光劑局限于電流密度，操作范圍比較窄，此種純錫光劑通常容易產(chǎn)生濕膜“滲鍍”，它對硫酸亞錫、硫酸及電流密度相對來講操作條件參數(shù)控制允許標準范圍也窄；
　　
　　2.有的純錫光劑適用之電流密度操作范圍廣，此種純錫光劑通常不易產(chǎn)生濕膜“滲鍍”，它對硫酸亞錫、硫酸及電流密度相對來講操作條件參數(shù)控制允許標準范圍也廣；
　　
　　3.有的純錫光劑則對濕膜易產(chǎn)生“漏鍍、滲鍍、發(fā)黑”甚至線邊“發(fā)亮”；
　　
　　4.有的純錫光劑對濕膜不產(chǎn)生線邊“發(fā)亮”問題（不烤板或不過UV固化處理），但仍時有出現(xiàn)“滲鍍” 問題，經(jīng)烤板或過UV固化處理可以改善。濕膜板鍍純錫工藝前，不經(jīng)烤板或過UV固化處理也不產(chǎn)生線邊“發(fā)亮、滲鍍”等問題，目前市場上這種純錫光劑確實少。
　　
　　具體操作應視不同藥水供應商所提供的純錫光劑特性，對藥水操作電流密度、溫度、陽極面積、硫酸亞錫、硫酸以及錫光劑含量等參數(shù)進行嚴格控制。
　　
　　五、濕膜板鍍純錫產(chǎn)生線邊“發(fā)亮”的原因
　　
　　因純錫光劑配方內一般含有機溶劑，而濕油膜本身由有機溶劑等材料組成，兩者存在不兼容，特別是體現(xiàn)在線邊緣位置“發(fā)亮”。
　　
　　產(chǎn)生線邊“發(fā)亮”的相關因素：
　　
　　1.純錫光劑（一般情況下，配方內會含有機溶劑）；
　　
　　2.電流密度偏低（電流密度越低越容易產(chǎn)生線邊“發(fā)亮”）；
　　
　　3.烤板條件不符（烤板主要的目的是將濕油膜有機溶劑揮發(fā)掉）；
　　
　　4.絲印濕油膜厚度不均（油膜越厚的部分越易“發(fā)亮”）；
　　
　　5.濕油膜本身質量問題（選擇濕油膜來匹配電鍍純錫藥水）；
　　
　　6.前處理酸性除油劑質量（選擇好的酸性除油劑，即增強了溶液的水洗性，又大大降低了除油后在銅面上殘留的機率）；
　　
　　7.鍍液錫光劑過量（過多錫光劑會造成鍍液有機污染，為防止?jié)衲ゅ冨a板隨著產(chǎn)能的增大對錫缸造成污染，每半個月進行一次8小時的碳芯過濾，同時每周用5ASF、10ASF、15ASF的電流密度分別電解5小時、2.5小時和0.5小時）；
　　
　　8.溫度有關（溫度越高，低電位區(qū)走位越不均，試驗證明溫度越高越容易產(chǎn)生線邊“發(fā)亮”。另外，溫度高加速了Sn2+的氧化和添加劑的消耗。）；
　　
　　9.導電不良（導電不良直接造成電流密度嚴重偏低，電流密度低于10ASF時最容易出現(xiàn)線邊“發(fā) 亮”）。
　　
　　10.濕膜板存放時間長（濕膜鍍純錫板要存放在環(huán)境相對較好的車間，存放時間不能超過72小時，圖形電鍍工序員工視生產(chǎn)狀況取板，但在電鍍車間的存放時間最好不超過12小時）；
　　
　　11.鍍純錫槽陽極面積不足（鍍錫槽陽極面積不足必然會導致電流效率降低，電鍍過程中析氧。陽極與陰極面積比一般為2~3:1，純錫槽陽極間隔標準為5cm左右，其目的是確保陽極面積足夠）。
　　
　　因此，一些不良問題其實只是某工序不起眼的細節(jié)所引起的，只要多方位的去考慮就能找到問題的關鍵，并解決它。
　　
　　六、掌握市場濕膜質量的優(yōu)缺點
　　
　　濕膜質量好對減少線邊“發(fā)亮”十分有利，但不能完全杜絕。另外，比較適用于做純錫板之油膜不一定是好油膜，下面簡單介紹濕膜質量特性：
　　
　　1.好的濕膜不容易產(chǎn)生“滲鍍”、耐電流密度高時油膜不容易被擊穿且退膜相對容易；
　　
　　2.有的濕膜也許對減少線邊“發(fā)亮”問題確實能起到一定的作用，但退膜相對困難，此類濕油膜不適用于電流密度操作范圍廣的藥水，稍高電流密度容易產(chǎn)生“滲鍍、夾膜、發(fā)黑”甚至擊穿油膜等問題 。
　　
　　關于電鍍錫
　　
　?、倌康呐c作用：圖形電鍍純錫目的主要使用純錫單純作為金屬抗蝕層，保護線路蝕刻；
　　
　　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35克/升左右，硫酸控制在10%左右；鍍錫添加劑的添加一般按照千安小時的方法來補充或者根據(jù)實際生產(chǎn)板效果；電鍍錫的電流計算一般按1。5安/平方分米乘以板上可電鍍面積；錫缸溫度維持在室溫狀態(tài)，一般溫度不超過30度，多控制在22度，因此在夏季因溫度太高，錫缸建議加裝冷卻溫控系統(tǒng)；
　　
　?、酃に嚲S護：每日根據(jù)千安小時來及時補充鍍錫添加劑劑；檢查過濾泵是否工作正常，有無漏氣現(xiàn)象；每個2-3小時應用干凈的濕抹布將陰極導電桿擦洗干凈；每周要定期分析錫缸硫酸亞錫（1次/周），硫酸（1次/周），并通過霍爾槽試驗來調整鍍錫添加劑含量，并及時補充相關原料；每周要清洗陽極導電桿，槽體兩端電接頭；每周用低電流0。2?0。5ASD電解6?8小時；每月應檢查陽極袋有無破損，破損者應及時更換；并檢查陽極袋底部是否堆積有陽極泥，如有應及時清理干凈；每月用碳芯連續(xù)過濾6?8小時，同時低電流電解除雜；每半年左右具體根據(jù)槽液污染狀況決定是否需要大處理（活性炭粉）；每兩周要更換過濾泵的濾芯；
　　
　?、艽筇幚沓绦颍篈.取出陽極，取下陽極袋，用銅刷清洗陽極表面，水洗沖干后，裝入陽極袋內，放入酸槽內備用B.將陽極袋放入10%堿液浸泡6?8小時，水洗沖干，再用5%稀硫酸浸泡，水洗沖干后備用；C.將槽液轉移到備用槽內，按3?5克/升將活性碳粉緩慢溶解到槽液中，待溶解徹底后，吸附4-6小時候，用10um的PP濾芯加助濾粉過濾槽液至清洗干凈的工作槽內，放入陽極，掛入電解板，按0。2-0。5ASD電流密度低電流電解6?8小時，D.經(jīng)化驗分析，調整槽中的硫酸，硫酸亞錫含量至正常操作范圍內；根據(jù)霍爾槽試驗結果補充鍍錫添加劑；E.待電解板板面顏色均勻后，即停止電解；F.試鍍OK.即可；
　　
　?、菅a充藥品時，如添加量較大如硫酸亞錫，硫酸時；添加后應低電流電解一下；補加硫酸時應注意安全，補加量較大時（10升以上）應分幾次緩慢補加；否則會造成槽液溫度過高，亞錫氧化，加快槽液老化；
　　
　?、匏幤诽砑佑嬎愎剑?br /> 　　
　　硫酸亞錫（單位：公斤）=（40-X）×槽體積（升）/1000
　　
　　硫酸（單位：升）=（10%-X）g/L×槽體積（升）
　　
　　或（單位：升）=（180-X）g/L×槽體積（升）/1840