印制电路板生产中碱性蚀刻点状凹坑改善

黄 俊 晋世友 谢伦魁

（深圳市景旺电子股份有限公司，广东 深圳 518102）

0 前言

图形电镀锡的目的是保护它所覆盖的铜导体，避免碱性蚀刻时受到蚀刻液的攻击，因此出现镀锡气泡、铜缸有机污染残留造成的镀锡不良、锡面擦花，均会出现点状凹坑不良，造成报废。本文主要通过对点状凹坑不良原因的查找，进行改善，达到降低点状凹坑报废、提升品质的目的。

1 点状凹坑不良介绍

取外层经AOI（自动光学检测）不良实物板分析，不良板表现为点状咬蚀不良，切片分析排除电镀铜粒影响。均为铜面咬蚀不良，不良产生原因为蚀刻前，锡层电镀质量差或受到损伤、不抗蚀，造成点状凹坑不良。

图1 点状凹坑不良

2 原因分析

经大量排查及看板确认，发现有以下问题可能会导致点状凹坑不良问题的发生：

（1）镀锡震动时间长短、锡缸是否定期排气有。镀锡有气泡，从而造成点状凹坑不良问题；

（2）不同干膜、光剂可能会造成不同点状凹坑问题；

（3）因插板，转运动作不规范，造成较多的锡面擦花不良。

转运动作，通过过程规范即可改善，本次不做研究，仅对镀锡震动时间、锡缸定期排气、干膜、光剂的影响进行研究。

3 改善方案和结果

3.1 震动影响

镀锡的目的是保护它所覆盖的铜导体，蚀刻时避免受到蚀刻液的攻击，镀锡的反应式为：

阳极反应:Sn→Sn2++2e-E=-0.136V

阴极反应：Sn2++2e→Sn

为保证镀锡效果，锡缸药水需循环交换，循环会产生大量气泡，为赶走气泡，需从震动开始检查，震动振幅要求≥25 mm/s，实测27～40 mm/s，震幅没有问题；再从震动时间来检查，锡缸震动为震5 s停10 s秒，此震动时间偏短，震动时气泡还未赶走，震动就停止，震动效果不佳，因此把震动改为震10 s停20 s。震动变更前后的点状凹坑不良对比见表1。

从以上结果可以看到，调整震动时间延长后，点状凹坑不良有了一定的降低，但还是存在一定的不良。

3.2 过滤排气影响

锡缸气泡不良还可以从锡缸过滤排气进行改善，之前不定期排气时，发现气泡较多，因此规定锡缸过滤排气保持常开（打开30度，如图2b），即保证循环效果，又能一直进行排气，减少药水循环中产生的气泡，改善结果如表2。

从以上结果可以看到，调整排气阀为常开状态后，点状凹坑不良有了一定的降低，但也还是存在一定的不良。

3.3 不同干膜和光剂影响

表1 不同震动时间造成的点状凹坑不良

经跟进发现，不同厂商的干膜搭配不同药水对点状凹坑影响很大，本厂使用M干膜和N干膜，两种干膜在不同的电镀线（电镀药水均为A光剂）使用，点状凹坑不良差异也较大；经跟进，M干膜使用的电镀线铜缸药水泡沫较多，N干膜使用的电镀线药水泡沫较少，M干膜的溶出较多。

经统计使用M干膜+A光剂比N干膜+A光剂点状凹坑不良高。其原因为干膜在电镀时干膜中的物质溶解在药水中，溶解物残留在铜面上造成镀不上锡，蚀刻后形成点状凹坑不良。

再对不同图电光剂的影响进行对比，A光剂和B光剂状态见表3。

表2 过滤排气状态造成的点状凹坑不良

图2 排气阀开关

表3 不同光剂状态对比

表4 不同干膜与光剂造成的点状凹坑不良

图3 不同干膜+光剂造成的点状凹坑不良

经对比，A光剂有机物含量高且上升快、溶解干膜速度快。根据相似相溶原理，因干膜也是有机物，在电镀铜时其在有机物含量高的药水中溶解就快，导致这些有机物残留在板面，镀锡时出现抗镀而形成镀锡不良，蚀刻后出现点状凹坑不良（见图3）。

两种干膜和两种光剂分别搭配进行电镀得出的凹坑不良率（见表4）。

经以上对比，使用M干膜和N干膜与A光剂和B光剂的交叉对比对点状凹坑不良的影响如上，说明溶出性高的干膜、COD含量高的光剂均会使点状凹坑不良率升高。

5 总结

经过专案改善，去除镀锡气泡不良,震动由震5 s停10 s更改为震10 s停20 s，锡缸开30°直通排气，选用溶出性小的N干膜和COD含量低的B光剂，可以解决点状凹坑不良问题。