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1、图形电镀孔内无铜的产生原因分析L化电镀Plating印制电路信息2011No.4图形电镀孔内无铜的产生原因分析PaperCode:S-046李林宏(深南电路有限公司,刘玉涛广东深圳518053)摘要介绍了造成印制电路板图形电镀工艺过程中,孔内无铜产生的原因,根据流程分析给出了改善此缺陷的方向.关键词印制电路板;孔内无铜;电镀中图分类号:TN41文献标识码:A文章编号:1009—0096(2011】04—0076—04StudyonthecausationofhavingnocopperintheholesofthePCBpatternplatingLiLin—-h
2、ongLiuYu—-taoAbstractThisarticlesimplyintroducesthecausationofhavingnocopperintheholesofthePCBpatternplating.Accordingtotheprocessanalysis,thearticlepointsoutthewayofimprovingthisdefect.KeywordsPCB;inanition;plating印制电路板图形电镀制造过程中,孔内无铜是造成产品报废的原因之一,并且由于过程中无法发现,必须到电测试才能通过分析测试出来,因此是目前PcsN
3、造过程中较为头疼的缺陷之一',文章结合切片分析和理论分析,对生产过程中控制此缺陷的发生给出了解决方法.1图电子L内无铜的类型从图1可以看出,共同的表现现象为:一次铜正常,二次铜孔口正常,往孔中心延伸时急速变小;孔内缺陷以孔中心为轴心,呈对称状态.不同的表现现象为:(1)图a经过蚀刻后,孔内仍然有铜层存在,无空洞产生;此缺陷电测试测出来的几率很小,因此此缺陷可探测度很低,如果有漏检到客户处经过焊接造成失效的风险很高;(2)图b经过蚀刻后,孔内已经有空洞产生;此缺陷电测试测出..76..(b)孔内有空洞型图1孔内无金属图片来的几率很高,此缺陷可探测度很高.印制电路信息
4、2011No.4孑L化电镀Plating2子L内无铜产生的原因图形电镀的工艺流程如图2.微蚀镀铜i图2分析产生上述两种孔内无金属的原因有:(1)图电前处理除油和预浸浸润小孔不良,或者孔内有严重氧化,导致镀铜时孔内有类似气泡残留,溶液无法贯通孔中,溶液浓度从孔口至孔中呈梯度分布,镀铜厚度从孔口到孔中出现渐薄现象;图a和图b均由此原因造成.(2)锡缸内也没有将气泡赶出来,导致镀锡不良,蚀刻后孔内有空洞.图1(a)为镀锡正常,图1(b)为镀锡不良.因此概括分析,造成图形电镀孔内内无金属的主要原因有两个:(1)镀铜前小孔浸润不良;镀铜分散性不良;(2)锡缸内赶小孔气泡能力
5、差.3dxZ~LZFL内浸润不良理论分析PCB电镀中,溶液在从孔口进入孔中,从孔中固/液界面完成电化学反应的难易程度决定了电镀孔内整体铜层质量状况好坏及生产控制的难易程度.因此电镀反应最重要的两步就是:(1)电镀前表面处理,即孔内浸润;(2)电化学反应开始,即孔内溶液交换顺利完成,扩散层厚度变薄.在图形电镀进行电镀前,孔内存在两种界面,那就是固/液界面,固体就是电镀铜面,液体就是硫酸铜电镀溶液,由于电镀溶液表面存在着一种收缩倾向的张力,即表面张力.如果要使电镀反应开始进行,必须使电镀溶液在电镀铜面进行铺展润湿,即电镀溶液在加厚镀铜表面形成的接触角为零,然后液面就均
6、匀的分布在固体界面上.P:f1/R1+1/R2),(为表面张力系数,Rl,R2为液面上某一点水平方向和垂直方向的曲率半径);从公式可以分析,如果要使溶液在固体表面的附加压强变小,必须使溶液在在固体表面无..77..限铺展,也就是使溶液在固体表面的接触角趋向于零,实际也就是降低了溶液的表面张力.影响接触角的因素主要有,滞后,固体表面粗糙度,空气相对湿度,溶液不均匀性,固体表面污染等.在流体动力学中,有一个计算液体从小孔中流出时运动速度的定理,叫做托里折利定理(图3).在水缸的下端有一个小孔,我们在水缸里倒上一定高度的水.那么水会从水缸下端的小孔流出来.当,'J'-t
7、L的截面积不大时,水缸的水平面在较短的时间内的下降高度几乎为零,由于水缸处在大气中,在水缸水面A处和小孔外面B处,其物理属性状态都是一个大气压强Po.B点距水面的位置的高度为白,根据伯努利定理图3水缸底部小子L流体图4板面局部放大图?1可得:P+pgh:D+—p1)2:这个速值等于质点沿着流管下滑时,质点在B点得到的速率.即在PCB板面,必须有足够外加的能量,才会保证孔口至孔中流动的初始速度,才会保证有溶液可以流入孔中,也即电镀液在孔壁进行无限铺展开来.因此在PCB电镀前处理往往需要采用气顶下落,电震振动,来回摇摆等外加方式来完成溶液在小孔内的润湿,为电镀溶液孔内
8、交换做好铺
