印制板表面化学镀镍/金产生金面“龟纹”的改善

邱成伟 李小海 王予州 王晓槟

（惠州中京电子科技有限公司 ，广东 惠州 519029）

1 现象分析

我公司化学镀镍/金（ENIG）板“龟纹”异常高频率出现，产生较大的报废经济损失，随即我公司对此案件做专案改善项目。

龟纹如图1所示，初步观察龟纹可能存在铜面污染，对龟纹异常的料号进行铜面检验未发现有异常污染物在板面。

图1 金面“龟纹”异常

2 验证过程

2.1 验证化金前处理机、压胶机对龟纹是否存在影响

试验方案三种，如表1所示。

表1 试验方案

方案1试验结果龟纹无改善，排除化金前处理异常；方案2结果无龟纹现象，排除因前处理造成污染，剥锡将其咬蚀干净一说；方案3试验结果金面的龟纹呈规律性的粗糙状，用600倍显微镜观察排列要比龟纹更紧凑，与龟纹一样可见其晶格间的粘合物，其中的纹路更像胶状粘合物。

2.2 验证防焊不同显影速度与清洗效果对龟纹是否存在影响

试验方案二种，如表2所示。正常化镍金后两种方案均无龟纹出现，说明显影速度与清洁效果不会对龟纹产生影响。

表2 试验方案

2.3 我司化金线是否存在异常

协力商与厂内都进行生产比较，结果都无龟纹，如表3所示。

表3 试验方案

2.4 验证剥锡前放置时间对剥锡效果影响

试验方案三种，如表4所示，可否定剥锡时间与龟纹生成有关。

表4 试验方案

2.5 验证剥锡速度对龟纹生成是否存在影响

试验方案三种，如表5所示均未出现龟纹现象，也就是说剥锡不净不会造成龟纹不良的发生。

表5 试验方案

2.6 验证除油、微蚀对龟纹是否有影响

试验方案二种，如表6所示，说明龟纹与除油、微蚀关系重大。

表6 试验方案

2.7 验证除油对龟纹生成是否存在影响

将化金线除油更改为酸洗槽，及以除油剂配槽做试验，如表7所示。

表7 试验方案

试验结果：除油更改为酸洗槽的无龟纹现象，生产按此执行跟进七天皆无龟纹出现。除油与龟纹生成有很大关系，在除油剂切换过来的第三天，化金线再次出现龟纹，再次验证除油存在异常。

2.8 确认龟纹异常元素

能谱元素分析灌胶横截面铜镍层间有硅元素，未灌胶的铜层有钡元素 ，委外能谱元素分析铜面有氯元素存在，氯、硅、钡三种异常元素都是油墨中所有。龟纹板金面能谱元素分析如图2、图3所示；对镍铜交界处能谱元素分析如图4、图5所示。

图2

图3

图4

图5

3 问题发生源层别

配槽后试验观察，我司除油槽使用不到三天仍然有龟纹出现，说明槽体本身问题可能性较小。由于我司有一款铝基板需试验处理，无意间在化金线过除油时发现铝基板反应剧烈，不断有气泡产生。于是模拟除油槽开缸比例，以化金除油剂与抗氧化除油剂配槽在烧杯内，再以小铝片放置其中浸泡，观察发现放在化金除油剂铝片反应剧烈，而抗氧化除油剂不产生反应。

试验说明盐酸对油墨攻击性远远高于硫酸，而龟纹的能谱元素分析结果就包含有油墨中的硅、氯、钡异常元素。铝为两性金属，与盐酸和硫酸都产生反应，生成氢气。对两种除油剂原液做氯离子分析，分析结果化金除油剂氯离子高达20 g/L，而抗氧化除油剂分析无氯离子，后向化金药水商负责人确认除油剂中的确有盐酸成份。

4 结论

各项试验说明，除油槽在使用含盐酸的除油剂情况下金面龟纹严重，而在使用3%硫酸与不含盐酸的除油剂时未出现龟纹不良；除油槽中盐酸溶液对油墨攻击较大，使油墨析出吸附在焊盘上，由于小的焊盘不易清洗，从而导致龟纹发生。