电镀常见问题

1电镀常见问题简明解析2说明•以下的内容均为使用xxxM-15系列沉铜药水以及电镀DC100光泽剂系列发生的问题和我们的对策，多为经验之谈，仅供技术交流之用。•其中图片均为原创。•认为我们的分析有问题或者对悬而未决的问题有建议者，可发邮件讨论：Email:ania-wang@lanchem.comqq群：30052899We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice3说明•以下的内容均为使用xxxM-15系列沉铜药水以及电镀DC100光泽剂系列发生的问题和我们的对策，多为经验之谈，仅供技术交流之用。•其中图片均为原创。•认为我们的分析有问题或者对悬而未决的问题有建议者，可发邮件讨论：hinoy@163.com,QQ286645366.PCB技术讨论QQ群：30052899We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice4问题分类•一、铜丝、铜渣•二、板面问题（外观、凹陷、凹点）•三、针孔•四、铜薄•五、镀锡不良•六、厂内孔破•七、PCBA孔破•八、悬而未决的疑问（PTH内层铜处孔破、PCBA点状被咬蚀的点状孔破）We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice5一、铜丝、铜渣•：We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice6铜丝、铜渣实物图片3#、4#We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice7铜丝、铜渣实物图片5#、6#We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice8铜丝、铜渣实物图片7#、8#We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice9铜丝、铜渣实物图片9#、10#We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice10铜丝、铜渣实物图片11#、12#We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice11铜丝、铜渣分析•纵观上述1-12#实物图片，仅从外观上看，1-8#图为铜丝，9-12#图为铜渣。•但我个人认为认定铜丝，铜渣不能只看外观，而是要看它形成的原因和机理，如下两幅图片，姑且编号为13、14#：We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice12铜丝、铜渣分析•很明显，13、14#是因为孔内钻孔毛刺未能被完全去除而造成的铜丝，有从孔内延伸到孔口出来而贴附在版面上的，只可惜还原电脑的时候08、09年的收藏都化为乌有了，不能完美展现。类似这样的“铜丝”，我宁愿称其为铜渣。•我所区分铜丝、铜渣，主要是看其形成原因及机理：铜丝者，为铜槽药液组分发生了变化，或因为有机添加剂的失调，或因为有机污染物，或因为这两者的综合作用。当在某一个点上，形成了反应的活化单位（Activesite）,形成尖端放电，而此点相对电位又高，又能吸附更多的活性物质，故单相沉积速度极快，铜离子不断吸附放电而形成铜丝。一般情况下，有机添加剂中在高电位吸附促进沉积速率的部分如果含量偏高（一般为光泽剂），容易发生此种情况。还有，过去的染料型光泽剂易发生此类情况，而现行的含硫的光泽剂只有在光泽剂较高的情况下才会发生此类情况。We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice13铜丝、铜渣分析同时，电镀用水最好选用RO（反渗透）水，在去除各种离子杂质后，除去绝大部分（一般为98%以上）的有机杂质，尤其是藻类、菌类的去除，除油和微蚀后的水洗为保证清洗效果，使用DI（去离子）水，但每月需要用一定浓度的NaOH或者H2O2洗槽，坚决不能使用山泉水等天然水。量产结果表明，使用含有天然水的市水会使整体的铜丝不良上升2%以上。铜渣者，是指在铜槽中有异物吸附于板面或者在进入铜槽前就残留在板面或者孔内，继而发生的镀铜现象。对于此类铜渣的预防，硬件方面，只要取决于光泽剂的电流窗大小和槽体打气、循环、喷流的设计以及两者之间的搭配。更重要的，是定期的保养工作，每周添加铜球，电解方式。一般情况下，铜渣发生主要是下面几个原因：1.长期有烧板现象，尤其是烧边料，产生铜粉。此种，就要研究光泽剂可允许的电流值和槽液的搅拌搭配。We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice14铜丝、铜渣分析2.每周的周保养电解方法不当，电解时间长期不足（建议强、弱电解时间大于4hr），槽液内的杂质累积过多。电解一定要保证Dummy板板面的清洁。3.硝挂的效果必须要好。不能有夹点处铜颗粒硝不干净带入铜槽的情况，不断累积的结果也是可怕的。4.活性炭处理一定要彻底，最好在静止槽要过滤到新的棉芯上看不到明显的碳粉残留，而且处理完之后要进行新槽电解。5.前流程沉铜乃至钻孔….预防铜渣关键还是保养，周保养、月保养，在槽液维护中会涉及到，不再赘述。We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice15二、板面问题•这儿的板面问题只谈三点：外观，凹陷，凹点，针孔问题后面单独讨论。•1.外观，这儿的外观，主要指板面的颜色以及镀层不平，或者说是梯镀现象。后者，理论上一般认为是槽液内氯离子偏低，但我在三年的生产实践中未有见过，倒是哈氏片中的现象很是明显，量产中，氯离子最低到过30ppm，生产果断木有发生问题。•板面颜色，主要是没有光泽，发红、发白以及板子太亮、微粗糙。基本上都是和有机添加剂的含量息息相关的，做做调整，基本上都能解决。这儿，观察板面常用的方法是分别观察板子高电流区和低电流区，用电流大小差别较大的铜面颜色做对比，协助我们分析问题，板边、夹点位置。孔边，大铜面、独立孔以及独立线，都是我们需要特殊关注的地方。通常情况下，高电流区亮（孔边、板边），低电流区雾，是光泽剂偏少的症状；如果低电流区亮，高电流区雾甚至We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice16二、板面问题发白，而低电流区较亮，光泽剂更高，整个板面就会看起来有点发红的感觉。我们遇到过光泽剂特别少的情况：10年5月的时候，一支新的光泽剂，在停产几天之后，直接开始生产，镀出来后发现铜面没有任何的金属光泽，颜色跟化学铜出来的板面差不多，但铜厚没有问题，热冲击发生孔铜断裂。原因是停产的几天槽液温度没有控制，达30-33℃，光泽剂分解殆尽而造成的。还有一种情况，颜色跟上述没有光泽剂的情况类似，版面颜色也是没有光泽的沉铜色，是因为设备等故障，板子在槽液里面停留，打保护电流时间过长造成的（约大于20min后），最外面的无光泽层这是在1.2-1.5ASF的情况下镀出来的，如果正常电镀的时间够，就不会有功能性问题，经过一次磨刷一般可以处理的了。长期观察到一个现象，就是光泽剂较高时，超高电流区（夹点附近，飞靶最外面的两片板的板边呈微粗糙状）呈微粗糙状。We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice17二、板面问题•2.凹陷。至今为止，批量性的板面凹陷已经发生过三次，图片如下：We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice18We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice19板面凹陷切片分析（图片如下）We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice20•凹陷凹到一铜的情况：We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice21•没有凹到基材的切片We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice22关于此类凹陷的分析•从切片可以很明显的看出，凹陷特别厉害的直接凹到了一铜，二铜基本上没有镀上，而且凹陷部位仍有抗镀物质存在，两边的铜的生长就像要握手一样，但距离终归太远，未能链接在一起。还有一副图片，尽管两边的铜连接起来了，但是底部存在抗镀物质的部位留下了一个空洞。•还有未能凹到一铜的，是因为一铜一铜铜面上的抗镀物质在强酸（12%H2SO4）以及电场作用下发生了脱落，继而发生了未凹到一铜的情况。•其中，在我遇到的3次此种凹陷异常中，其中一次是更换干膜供应商，显影段出了问题而导致的；一次是干膜后没有及时转到电镀，停留时间过长（达4天之久）造成的；还有一次相对较轻微没有立刻找到明确的原因，在产能压力下，更换了除油槽和微蚀槽以及对应的四道水洗后解决的，究竟哪个槽子被污染，未能得出结论。•预防和杜绝此类问题，必须要管控好干膜放置时间、显影点以及氯化铜实验等。We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice233.板面问题-凹点•之所以把凹点单独拿出来，是因为其形成原因不同，外观看起来类似针孔，但切片立刻使真相无所遁形：We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice24凹点原因分析•从缺口的痕迹看，是明显的被蚀刻药水咬蚀的痕迹，但关键在于，保护铜面的锡层何以在蚀刻前或者是蚀刻到一半的时候临阵脱逃？从咬蚀的深度来看，锡层是在板子进入到蚀刻槽后放弃的。•凹点很小，直径一般在2-4mil，而且两边的铜厚无明显异常We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice25三、针孔•先来看一些针孔的图片：We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice26We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice27We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice28针孔成因分析•针孔，老外称之为Mousebite（老鼠咬过的），可见，针孔一般发生在线路以及Pad的边缘位置，也有发生在大铜面上的。•就形成原因而言，针孔可以分为两类：1.原有槽液中的气泡吸附而产生针孔；2.铜离子放电处的电压问题原有槽液中气泡的吸附而产生针孔的例子较多，一般为气体进入过滤机并在高压下经过棉芯后，变成极微小的气泡进入到槽液中，进而吸附在板面上表面张力并不均一的地方，一般为线路（或者pad）和干膜接触的地方，或者是板面上有异物的位置，或者是一个有机物残留，或者是一个凹陷。这就是说，进入到铜槽的板面必须要干净，这就取决于显影和除油、微蚀的效果。来料OK的情况下，处理此种问题，就是老程的三板斧：We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice29a.首先确保设备，过滤机吸入口不能吸入空气。一般的设备厂商规避了此问题，过滤机吸入口一般在槽体的边缘而且在底部，离气管至少20um.b.每周周保养，停掉过滤机2hr以上，检查过滤管路各个衔接口，是否有漏液，如有漏液，就有