溶胀与去钻污时间的匹配

万太鹏

（大连众益电子材料有限公司，大连 116600）

高锰酸钾去钻污法是目前除胶渣流程广泛使用的方法，具有稳定性好，经济高效，便于操作等优点。随着各个PCB生产企业生产流程和工艺的不同，所采用的浸槽时间也不尽相同，溶胀与去钻污时间配合不好，会造成孔内钻污去不净或者过蚀的现象，所以正确掌握溶胀与去钻污的配合时间对PCB生产企业有着重要的意义。

1 除胶渣工艺流程

（1）膨松剂：有机物在碱性条件下对钻孔中残留的高分子树脂进行膨化，使之成为小分子颗粒，便于后序的高锰酸钾去钻污。

（2）除胶渣剂：利用强氧化剂高锰酸钾与C-C键和C-O键的反应，使其发生断裂，达到去钻污的目的。

反应式： 4MnO-4—+C（树脂）+4OH-—→4MnO42-—+CO2↑+2H2O

同时也有以下副反应： 2MnO42-—+2OH-—→2MnO42-—+1/2O2+H2O

MnO42-—+H2O→MnO2↓+2OH-—+1/2O2

正常在去钻污流程过后孔内应该呈蜂窝状（图1）。

图1

（3）中和剂：为还原液，清洗板面上附着的高锰酸钾溶液及残渣，防止其残留于板面带入下道工序，影响印制板品质。

2 实验

实验室正常开缸，设定时间进行去钻污程序。共20块板，每一组作五块板，算平均值及极差。

组号 膨松 去钻污 中和 速率/（mg/cm2）1 6 min 7 min 7 min 0.1980 2 6 min 9 min 7 min 0.2299 3 6 min 11 min 7 min 0.2849 4 6 min 13 min 7 min 0.2914 5 7 min 7 min 7 min 0.2376 6 7 min 9 min 7 min 0.2941 7 7 min 11 min 7 min 0.3257 8 7 min 13 min 7 min 0.3341 9 8 min 7 min 7 min 0.2876 10 8 min 9 min 7 min 0.4126

组号 膨松 去钻污 中和 速率/（mg/cm2）11 8 min 11 min 7 min 0.4464 12 8 min 13 min 7 min 0.4979 13 9 min 7 min 7 min 0.3030 14 9 min 9 min 7 min 0.4267 15 9 min 11 min 7 min 0.5099 16 9 min 13 min 7 min 0.5401 17 10 min 7 min 7 min 0.3763 18 10 min 9 min 7 min 0.4551 19 10 min 11 min 7 min 0.5355 20 10 min 13 min 7 min 0.6408

追加1：空白试验

组号 膨松 去钻污 中和 速率（mg/cm2）空白-1 —— 7 min 7 min 0.0859空白-2 —— 9 min 7 min 0.1038空白-3 —— 11 min 7 min 0.1115空白-4 —— 13 min 7 min 0.1141

追加2：对比试验

组号 膨松 去钻污 中和 速率（mg/cm2）对比-1 7 min 9 min 7 min 0.4204 75℃ 82℃ 28℃对比-2 5 min 9 min 6.5 min 0.177 77℃ 82℃

注：

对比-1：取DPEC板材（保利德）在DPMC生产现场测试

对比-2：取DPMC板材在DPEC生产现场测试

速率数据分析/（mg/cm2）平均1 R 1 MIN MAX 平均2 1 0.1980 0.0365 0.1807 0.2172 0.1974 2 0.2299 0.0346 0.2172 0.2518 0.2268 3 0.2849 0.1019 0.2326 0.3345 0.2858 4 0.2914 0.1731 0.2018 0.3749 0.2935 5 0.2376 0.0289 0.2191 0.2480 0.2403 6 0.2941 0.0980 0.2499 0.3479 0.2909 7 0.3257 0.1615 0.2480 0.4095 0.3236 8 0.3341 0.1384 0.2614 0.3998 0.3364 9 0.2876 0.0827 0.2576 0.3403 0.2800 10 0.4126 0.0563 0.3787 0.4350 0.4164 11 0.4464 0.0865 0.3883 0.4748 0.4562 12 0.4979 0.1692 0.4402 0.6094 0.4799 13 0.2303 0.0519 0.1980 0.2499 0.2345 14 0.4267 0.0788 0.4037 0.4825 0.4158 15 0.5099 0.1095 0.4479 0.5574 0.5147 16 0.5401 0.2903 0.4363 0.7266 0.5126 17 0.3763 0.0846 0.3421 0.4267 0.3710 18 0.4551 0.0596 0.4132 0.4728 0.4632 19 0.5355 0.1019 0.4921 0.5940 0.5305 20 0.6408 0.1807 0.5555 0.7362 0.6375空白试验1 0.0859 2 0.1038 3 0.1115 4 0.1141

从上图中可以看出：不走膨松，直接走去钻污，去钻污速率基本成一条直线，斜率趋近于零。也就是说在树脂没有被膨松的情况下，单一的高锰酸钾对去钻污速率的影响很小且速率比较稳定。

分析得知：如果膨松时间一定，去钻污时间短，则孔内树脂被膨松的部分没有被高锰酸钾完全反应掉，残留的疏松树脂必然会对后续工序产生很大的影响；反之，如果去钻污时间长，虽然会完全反应掉蓬松的树脂，但是生产周期的延长会使产能下降，而且孔内残留的溶液不易于清洗，同样会造成质量隐患。

4 结论

结合图表我们最终得出以下结论：某一去钻污速率曲线，当出现曲线的斜率近似等于空白试验曲线的斜率时，表明去钻污已经完全反应掉被膨松的树脂，此时所对应的去钻污时间即为与膨松相匹配的程序时间。

通过了解，目前国内多数PCB企业都采用薄铜板镀工艺，各家采用的板材也各不相同，但是都未有去钻污速率有达到0.5 mg/cm2以上的，而且速率太大究竟会对产品质量产生什么影响需要进一步研究，故目前不建议将去钻污速率提得太高。程序时间的选择可以是1#、2#、3#，最合理的匹配程序时间是2#，去钻污速率控制范围0.2 mg/cm2～ 0.5 mg/cm2。