電路板生產(chǎn)過程中對銅面氧化的防范手段
當(dāng)前在電路板生產(chǎn)過程中沉銅、整板電鍍后至圖形轉(zhuǎn)移的運轉(zhuǎn)周期中,板面及孔內(nèi)(由其小孔內(nèi))銅層的氧化問題嚴(yán)重影響著圖形轉(zhuǎn)移及圖形電鍍的生產(chǎn)品質(zhì);另內(nèi)層板由于氧化造成的AOI 掃描假點增多,嚴(yán)重影響到AOI 的測試效率等;此類事件一直以來是業(yè)內(nèi)比較頭痛的事,現(xiàn)就此問題的解決及使用專業(yè)的銅面防氧化劑做一些探討。
1. 目前電路板生產(chǎn)過程中銅面氧化的方法與現(xiàn)狀
1.1 沉銅—整板電鍍后的防氧化
一般沉銅、整板電鍍后的板子大多會經(jīng)過:
(1)1-3%的稀硫酸處理;
(2)75-85℃的高溫烘干;
(3)然后插架或疊板放置,等待貼干膜或印制濕膜做圖形轉(zhuǎn)移;
(4)而在此過程中,板子少則需放置2-3 天,多則5-7 天;
(5)此時的板面和孔內(nèi)銅層早就氧化成“黑乎乎”的了。
在圖形轉(zhuǎn)移的前處理,通常都會采用“3%的稀硫酸+磨刷”的形式對板面銅層進(jìn)行處理。而孔內(nèi)只有靠酸洗的處理效果了,且小孔在前面的烘干過程中是很難達(dá)到理想效果的;因此小孔內(nèi)往往因干燥不徹底、藏有水份,其氧化程度也比板面嚴(yán)重的多,僅靠區(qū)區(qū)酸洗是無法清除其頑固的氧化層的。這就可能導(dǎo)致板子經(jīng)圖形電鍍、蝕刻后造成因孔內(nèi)無銅而報廢。
1.2 多層板內(nèi)層的防氧化
通常內(nèi)層線路完成后,即經(jīng)過顯影、蝕刻、退膜及3%稀硫酸處理。然后通過隔膠片的方式存放與轉(zhuǎn)運及等待AOI 掃描與測試;雖然在此過程中,操作、轉(zhuǎn)運等都會特別小心與仔細(xì),但板面還是難免有諸如手指印、污點、氧化點等瑕疵;在AOI 掃描時會有大量的假點產(chǎn)生,而AOI 的測試是根據(jù)掃描的數(shù)據(jù)進(jìn)行的,即所有的掃描點(包括假點)AOI 都要進(jìn)行測試,這樣就導(dǎo)致了AOI的測試效率非常低下。
2. 引入銅面防氧化劑的一些探討
目前多家PCB藥水供應(yīng)商都有推出不同的銅面防氧化劑,以供生產(chǎn)之用;該藥水的主要工作原理為:利用有機酸與銅原子形成共價鍵和配合鍵,相互多替成鏈狀聚合物,在銅表面組成多層保護(hù)膜,使銅之表面不發(fā)生氧化還原反應(yīng),不發(fā)生氫氣,從而起到防氧化的作用。根據(jù)我們在實際生產(chǎn)中的使用情況和了解,該銅面防氧化劑一般具有以下優(yōu)點:
a. 工藝簡單、適用范圍寬,易于操作與維護(hù);
b. 水溶性工藝、不含鹵化物及鉻酸鹽,利于環(huán)境保護(hù);
c. 生成的防氧化保護(hù)膜的褪除簡單,只需常規(guī)的“酸洗+磨刷”工藝;
d. 生成的防氧化保護(hù)膜不影響銅層的焊接性能和幾乎不改變接觸電阻。
2.1 在沉銅—整板電鍍后防氧化的應(yīng)用
在沉銅—整板電鍍后的處理過程中,將“稀硫酸”改成專業(yè)用“銅面防氧化劑”,其它如干燥及之后的插架或疊板等操作方式不變;在此處理過程中,板面與孔內(nèi)銅層表面上會生成一層很薄且均勻的防氧化保護(hù)膜,能夠?qū)~層表面與空氣完全隔絕,防止空氣中硫化物接觸銅面,使銅層氧化和變黑;通常情況下,該防氧化保護(hù)膜的有效儲置期可達(dá)6-8 天,完全可滿足一般工廠的運轉(zhuǎn)周期。
在圖形轉(zhuǎn)移的前處理,只需采用通常的“3%的稀硫酸+磨刷”的方式,即可將板面及孔內(nèi)的防氧化保護(hù)膜快速、完全去除,對后續(xù)工序無任何影響。
2.2 在多層板內(nèi)層防氧化的應(yīng)用
與常規(guī)處理的程序相同,只需將水平生產(chǎn)線中的“3%稀硫酸”改成專業(yè)用“銅面防氧化劑”即可。其它如干燥、存儲、轉(zhuǎn)運等操作不變;經(jīng)此處理后,板面同樣會生成一層很薄且均勻的防氧化保護(hù)膜,將銅層表面與空氣完全隔絕,使板面不被氧化。同時也防止手指印、污點直接接觸板面,減少AOI 掃描過程中的假點,從而提高AOI 的測試效率。
3. 分別使用稀硫酸和銅面防氧化劑處理后的內(nèi)層板AOI 掃描、測試的對比
以下為分別使用稀硫酸與銅面防氧化劑處理的同一型號、同一批號的內(nèi)層板,各10PNLS 在AOI掃描與測試的結(jié)果對比。
注:由以上的測試數(shù)據(jù)可知:
a. 使用銅面防氧化劑處理的內(nèi)層板的AOI 掃描假點數(shù)是使用稀硫酸處理的內(nèi)層板的AOI 掃描假點數(shù)的9%不到;
b. 使用銅面防氧化劑處理的內(nèi)層板的AOI 測試氧化點數(shù)為:0;而使用稀硫酸處理的內(nèi)層板的AOI 測試氧化點數(shù)為:90。
4. 總結(jié)
總之,隨著電路板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,產(chǎn)品檔次的提升;由于氧化造成的小孔無銅報廢及內(nèi)、外層AOI測試效率的低下,都是電路板生產(chǎn)過程中需要大力解決的;而銅面防氧化劑的出現(xiàn)與應(yīng)用,對諸如此類問題的解決提供了很好的幫助。相信,在今后的電路板生產(chǎn)過程中,銅面防氧化劑的使用會越來越普及。
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