滲鍍、浸焊起泡、剝離強度不足原因分析及對策

PCB剛性線路闆及FPC軟性線路闆生産過程中均會時常碰到以下問題：

一，線路工段出現幹膜或濕膜處理後在蝕刻線路時出現側蝕，凹蝕現象，導緻線寬不足或線路不平整．究其原因不外乎與幹濕膜材料選擇不當，曝光參數不當，曝光機性能不良．顯影，蝕刻段噴頭調節，相關參數調節不合理，藥液濃度範圍不當，傳動速度不當等系列可能導緻出現問題的原因．然而我們經常會發現經過檢查以上參數及相關設備(bèi)性能並(bìng)沒有異常，然而在做闆時依然會出現線路過蝕，凹蝕等問題．究竟是什麽原因呢？

二，在做PCB圖形電鍍，PCB、FPC終端表面處理如沉金，電金，電錫，化錫等工藝處理時．我們常會發現做出來的闆在幹濕膜邊緣或阻焊層邊緣出現滲鍍的現象，或大部分闆出現，或部分闆的部分地方出現，無論是哪一種情況都會帶來不必要的報廢或不良爲後工段加工帶來不必要的麻煩，乃至報廢，令人心痛！究其原因分析大家通常會想到是幹濕膜參數，材料性能出現問題；阻焊如硬闆用的油墨，軟闆用的覆蓋膜有問題，或在印刷，壓合，固化等工段出現瞭(le)問題．的確，這些地方每一處都可能引起此問題發生．那麽我們同樣也困惑的是經檢查以上工段並(bìng)沒有問題或有問題也解決瞭(le)，但依然會出現滲鍍的現象．究竟還有什麽原因沒查出來呢？

三，線路闆在出貨前會做上錫試驗，客戶當然在使用時會上錫焊接元件．有可能兩個階段均會出現，或在某一階段會出現浸錫或焊錫時阻焊起泡，剝離基闆．乃至做膠帶測試油墨剝離強度時，拉力機測試軟闆覆蓋膜剝離強度時即會出現油墨可被明顯剝離或覆蓋膜剝離強度不足或不均的問題．這類問題客戶尤其是做精密SMT貼裝的客戶是不能接受的．阻焊層一旦在焊接時出現起泡剝離現象将導緻無法正確貼裝原件．導緻客戶損失大量元件及誤工．線路闆廠同時将面臨扣款，補料，乃至丢失客戶等巨大損失．那麽我們平時在碰到此類問題時會在那幾方面著(zhe)手呢？我們通常會去分析是不是阻焊（油墨，覆蓋膜）材料的問題；是不是絲印，層壓，固化階段有問題；是不是電鍍藥水有問題？等等．．．於是我們通常會責令工程師務必從這些工段一一查找原因，並(bìng)改善．我們也會想到是不是天氣的原因？近期比較潮濕，闆材吸潮瞭？（基材及阻焊均易吸潮）經過一番苦戰，多少能收獲些效果，問題暫時得到表面上的解決．然不經意間此類問題又發生瞭，又是什麽原因？那些可能發生問題的工段明明已經查過改善過瞭呀．還有什麽是沒注意到的？

針對以上屬於PCB、FPC行業廣泛的困惑，難題．我們進行瞭大量的試驗和研究，終於發現産生線路不良，滲鍍，分層，起泡，剝離強度不足等問題的一個重要原因竟然在於前處理部分．包括幹濕膜前處理，阻焊前處理，電鍍前處理等多工段的前處理部分．說到這裏，或許很多行業人士不禁要笑．前處理是簡單不過的瞭，酸洗，除油，微蝕．其中哪一樣前處理藥水，性能，參數，乃至配方，行業内很多技術人員都清楚．線路闆生産過程中涉及大量複雜的表面處理藥水，如沉電銅，沉電金，沉電錫，OSP，蝕刻，等．這些較爲複雜的工藝在多數情況下，工藝工程師都會選擇去深入鑽研，分析；力求掌握這些工藝技術，並(bìng)以此作爲提升自身技術能力的突破點．同時多數工廠也以此來作爲工程師的薪資标準，績效考核标準．而前處理這塊基本上很少有工程師人員去細心研究．要麽直接從供應商處購買成品除油，微蝕劑，酸洗自已用稀硫酸作爲酸洗液．乃至有不少廠微蝕也自已配，要麽配過鈉，過铵體系（配方已衆所周知），要麽購買雙氧水穩定劑自已配雙氧水－硫酸體系的．而除油則通過購買供應商成品除油劑或購買除油粉稀釋使用．據我們的調查研究發現，衆多廠家沒有從根本上去認識前處理工藝中各藥液的細微作用，或者說是關鍵作用，隻注重表面外觀效果．如除油段，大家可能一直認爲能把闆面的油污，手指印除去即可，肉眼看不到即爲除油OK，殊不知除油工藝對線路闆而言不僅是将已於銅面深度結合的油污剝落，同時更重要的藥液要能把剝離下來的油分子分解掉．這樣方能對闆面不形成二次污染．市場上現在出售的除油劑，除油粉，通常隻含有除油，除鏽成分，而其它組分如抗蝕劑，表面活性劑，乳化劑，等重要組分爲降低成本根本沒加；甚至很多供應商的配方從别處購買而來，根本不瞭解各成分的作用，更談不上研究，或結合線路闆的實際工藝需求調配加入有效的組份．這樣實際上很多線路闆廠所使用的除油劑並(bìng)非适用於線路闆行業專用的的除油劑，而是通用於五金，礦産加工業的傳統除油劑．如此産品怎麽達到良好的除油效果，闆面用肉眼看著(zhe)除油效果不錯．實際上呢？我們通過高倍顯微鏡或油膜測試能發現大量細微的油分子附著(zhe)在闆面上．這樣的處理效果如何能保證後續生産抗蝕層，阻焊層，終端表面處理時良好的結合力，剝離強度，可焊性等必須性能的效果及穩定性呢．尤爲嚴重的是我們對微蝕這一塊的認識．線路闆行業的微蝕工藝實際上要具備1.除去銅面鏽層，氧化層，及其它異物；2.均勻粗化銅表面，形成微觀凸凹，宏觀平坦的粗化層．達到速率穩定的粗化效果．3.活化銅表面，並(bìng)具有短時期抗氣相及液相腐蝕的作用，保證後續表面加工的可操作性．4，較低的過氧化物及硫酸含量，防止藥液暴沸及形成高分子有機物殘留闆面．而實際生産中，我們自配的或購買的微蝕液大多把微蝕當成瞭蝕刻液．認爲隻有闆面的鏽漬異物除去，能露出新鮮的銅面就是達到瞭微蝕效果．而實際上呢？我們自配的微蝕液中過氧化物如過氧化氫，過硫酸鈉，過硫酸铵等，強酸如硫酸．爲達到效果含量均較高，如過氧化物含量達到120乃至150克／升，硫酸含量超過5％，如此高的濃度實際上是把微蝕變成瞭蝕刻，大量的銅被咬蝕，且由於沒有調節劑的加入，咬蝕深度粗淺不一，輕則導緻闆面處理效果不一緻，重則二次返工即導緻銅層嚴重被咬蝕，無法進行後工段加工，造成報廢．很多配雙氧水體系的還會犯以爲加瞭雙氧水穩定劑就能達到均勻微蝕作用的常見錯誤理解．雙氧水穩定劑隻是爲瞭抑制雙氧水過快分解而加入，並(bìng)不能起到均勻性方面的作用．而實際上用於線路闆行業的專業微蝕劑它除瞭應該配以低泡表面活性劑，專用濕潤劑，有機絡合劑，微定劑，抗蝕劑等多種添加劑．從而使過氧化物，硫酸等咬蝕速率過快，副反應産物較高的主組分含量盡可能降低，並(bìng)使藥液更穩定，除瞭除鏽基本功能外更能均勻穩定的粗化銅面，形成表面宏觀平坦光滑（利於終端表面處理外觀），無色差，異樣區或點；同時微觀達到均勻一緻的凸凹粗化層（利於後續抗蝕幹濕膜，阻焊層的加工），實際上單靠氧化劑和強酸並(bìng)不能增加理想的銅表面粗化面積，必須加入活性劑，濕潤劑等方能達到良好深度粗化效果，增加銅表面粗化面積，從面提升後加工的結合力及剝離強度．經過完善和改進的線路闆專用微蝕液整體應達到：藥液無暴沸，無高分子副産物形成污染，良好除鏽能力，良好的均勻平坦外觀，深度粗化銅面，蝕銅量小．達到闆面外觀平滑，阻焊或鍍層加工時結合強等作用。

随著(zhe)線路闆向超薄銅型轉化，我們越來(lái)越需要一種蝕銅量更小的微蝕液（同時保證除鏽及粗化效果）。

随著(zhe)線路闆的線路精度要求越來越高，我們越來越需要一種前處理效果更好的除油，微蝕液．以確(què)保抗蝕層（幹濕膜）的抗滲透力。

随著(zhe)線路闆終端表面處(chù)理的外觀要求越來越高，我們需要引進優質的前處(chù)理工藝。

随著(zhe)表面焊接向無鉛型轉化，線路闆需承受的焊接溫度越來越高，對表面阻焊層的抗熱沖擊能力要求越來越高，對終端表面處理及阻焊層（油墨，覆蓋膜）的剝(bō)離強度，與基底銅的結合力要求也越來越高，我們需要一種具有更佳效果的前處理工藝來做保障。

随著(zhe)線路闆行業競争的日益激烈，我們需要通過改良我們的工藝以使産品良率提高，以獲得利潤增長點．優質的前處理藥水無疑能低成本幫(bāng)我們的大忙。

線路闆産業前沿如日本，美國，韓國，台灣早已重視並(bìng)啓用新一代前處理工藝．使所生産的産品更具競争力，性能更穩定．以小帶大，從前處理著(zhe)手確保整體工藝的穩定性。

以上謹以我們的研究成果分享於(yú)廣大線路行業經營者及技術工作者，不足及錯誤之處(chù)敬請批評指正。

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