電鍍常見問題簡明解析

電鍍常見問題簡明解析1第1頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月說明以下的內容均為使用麥德美M-15系列沉銅藥水以及電鍍DC100光澤劑系列發(fā)生的問題和我們的對策，多為經(jīng)驗之談，僅供技術交流之用。其中圖片均為原創(chuàng)。認為我們的分析有問題或者對懸而未決的問題有建議者，可發(fā)郵件討論：Email:ania-wang@qq群：30052899We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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2第2頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月說明以下的內容均為使用麥德美M-15系列沉銅藥水以及電鍍DC100光澤劑系列發(fā)生的問題和我們的對策，多為經(jīng)驗之談，僅供技術交流之用。其中圖片均為原創(chuàng)。認為我們的分析有問題或者對懸而未決的問題有建議者，可發(fā)郵件討論：hinoy@163.com,QQ286645366.PCB技術討論QQ群：30052899We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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3第3頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月問題分類

一、銅絲、銅渣 二、板面問題（外觀、凹陷、凹點）三、針孔四、銅薄五、鍍錫不良六、廠內孔破七、PCBA孔破八、懸而未決的疑問（PTH內層銅處孔破、PCBA點狀被咬蝕的點狀孔破）We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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4第4頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月一、銅絲、銅渣：We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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5第5頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月銅絲、銅渣實物圖片3#、4#We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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6第6頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月銅絲、銅渣實物圖片5#、6#We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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7第7頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月銅絲、銅渣實物圖片7#、8#We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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8第8頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月銅絲、銅渣實物圖片9#、10#We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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9第9頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月銅絲、銅渣實物圖片11#、12#We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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10第10頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月銅絲、銅渣分析縱觀上述1-12#實物圖片，僅從外觀上看，1-8#圖為銅絲，9-12#圖為銅渣。但我個人認為認定銅絲，銅渣不能只看外觀，而是要看它形成的原因和機理，如下兩幅圖片，姑且編號為13、14#：We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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11第11頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月銅絲、銅渣分析很明顯，13、14#是因為孔內鉆孔毛刺未能被完全去除而造成的銅絲，有從孔內延伸到孔口出來而貼附在版面上的，只可惜還原電腦的時候08、09年的收藏都化為烏有了，不能完美展現(xiàn)。類似這樣的“銅絲”，我寧愿稱其為銅渣。我所區(qū)分銅絲、銅渣，主要是看其形成原因及機理：銅絲者，為銅槽藥液組分發(fā)生了變化，或因為有機添加劑的失調，或因為有機污染物，或因為這兩者的綜合作用。當在某一個點上，形成了反應的活化單位（Activesite）,形成尖端放電，而此點相對電位又高，又能吸附更多的活性物質，故單相沉積速度極快，銅離子不斷吸附放電而形成銅絲。一般情況下，有機添加劑中在高電位吸附促進沉積速率的部分如果含量偏高（一般為光澤劑），容易發(fā)生此種情況。還有，過去的染料型光澤劑易發(fā)生此類情況，而現(xiàn)行的含硫的光澤劑只有在光澤劑較高的情況下才會發(fā)生此類情況。We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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12第12頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月銅絲、銅渣分析

同時，電鍍用水最好選用RO（反滲透）水，在去除各種離子雜質后，除去絕大部分（一般為98%以上）的有機雜質，尤其是藻類、菌類的去除，除油和微蝕后的水洗為保證清洗效果，使用DI（去離子）水，但每月需要用一定濃度的NaOH或者H2O2洗槽，堅決不能使用山泉水等天然水。量產(chǎn)結果表明，使用含有天然水的市水會使整體的銅絲不良上升2%以上。銅渣者，是指在銅槽中有異物吸附于板面或者在進入銅槽前就殘留在板面或者孔內，繼而發(fā)生的鍍銅現(xiàn)象。對于此類銅渣的預防，硬件方面，只要取決于光澤劑的電流窗大小和槽體打氣、循環(huán)、噴流的設計以及兩者之間的搭配。更重要的，是定期的保養(yǎng)工作，每周添加銅球，電解方式。一般情況下，銅渣發(fā)生主要是下面幾個原因：

1.長期有燒板現(xiàn)象，尤其是燒邊料，產(chǎn)生銅粉。此種，就要研究光澤劑可允許的電流值和槽液的攪拌搭配。We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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13第13頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月銅絲、銅渣分析2.每周的周保養(yǎng)電解方法不當，電解時間長期不足（建議強、弱電解時間大于4hr），槽液內的雜質累積過多。電解一定要保證Dummy板板面的清潔。

3.硝掛的效果必須要好。不能有夾點處銅顆粒硝不干凈帶入銅槽的情況，不斷累積的結果也是可怕的。

4.活性炭處理一定要徹底，最好在靜止槽要過濾到新的棉芯上看不到明顯的碳粉殘留，而且處理完之后要進行新槽電解。

5.前流程沉銅乃至鉆孔….

預防銅渣關鍵還是保養(yǎng)，周保養(yǎng)、月保養(yǎng)，在槽液維護中會涉及到，不再贅述。We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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14第14頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月二、板面問題這兒的板面問題只談三點：外觀，凹陷，凹點，針孔問題后面單獨討論。1.外觀，這兒的外觀，主要指板面的顏色以及鍍層不平，或者說是梯鍍現(xiàn)象。后者，理論上一般認為是槽液內氯離子偏低，但我在三年的生產(chǎn)實踐中未有見過，倒是哈氏片中的現(xiàn)象很是明顯，量產(chǎn)中，氯離子最低到過30ppm，生產(chǎn)果斷木有發(fā)生問題。板面顏色，主要是沒有光澤，發(fā)紅、發(fā)白以及板子太亮、微粗糙?；旧隙际呛陀袡C添加劑的含量息息相關的，做做調整，基本上都能解決。這兒，觀察板面常用的方法是分別觀察板子高電流區(qū)和低電流區(qū)，用電流大小差別較大的銅面顏色做對比，協(xié)助我們分析問題，板邊、夾點位置?？走?，大銅面、獨立孔以及獨立線，都是我們需要特殊關注的地方。通常情況下，高電流區(qū)亮（孔邊、板邊），低電流區(qū)霧，是光澤劑偏少的癥狀；如果低電流區(qū)亮，高電流區(qū)霧甚至We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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15第15頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月二、板面問題發(fā)白，而低電流區(qū)較亮，光澤劑更高，整個板面就會看起來有點發(fā)紅的感覺。我們遇到過光澤劑特別少的情況：10年5月的時候，一支新的光澤劑，在停產(chǎn)幾天之后，直接開始生產(chǎn)，鍍出來后發(fā)現(xiàn)銅面沒有任何的金屬光澤，顏色跟化學銅出來的板面差不多，但銅厚沒有問題，熱沖擊發(fā)生孔銅斷裂。原因是停產(chǎn)的幾天槽液溫度沒有控制，達30-33℃，光澤劑分解殆盡而造成的。還有一種情況，顏色跟上述沒有光澤劑的情況類似，版面顏色也是沒有光澤的沉銅色，是因為設備等故障，板子在槽液里面停留，打保護電流時間過長造成的（約大于20min后），最外面的無光澤層這是在1.2-1.5ASF的情況下鍍出來的，如果正常電鍍的時間夠，就不會有功能性問題，經(jīng)過一次磨刷一般可以處理的了。長期觀察到一個現(xiàn)象，就是光澤劑較高時，超高電流區(qū)（夾點附近，飛靶最外面的兩片板的板邊呈微粗糙狀）呈微粗糙狀。We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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16第16頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月二、板面問題2.凹陷。至今為止，批量性的板面凹陷已經(jīng)發(fā)生過三次，圖片如下：We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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17第17頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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18第18頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月板面凹陷切片分析（圖片如下）We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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19第19頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月凹陷凹到一銅的情況：We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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20第20頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月沒有凹到基材的切片We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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21第21頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月關于此類凹陷的分析從切片可以很明顯的看出，凹陷特別厲害的直接凹到了一銅，二銅基本上沒有鍍上，而且凹陷部位仍有抗鍍物質存在，兩邊的銅的生長就像要握手一樣，但距離終歸太遠，未能鏈接在一起。還有一副圖片，盡管兩邊的銅連接起來了，但是底部存在抗鍍物質的部位留下了一個空洞。還有未能凹到一銅的，是因為一銅一銅銅面上的抗鍍物質在強酸（12%H2SO4）以及電場作用下發(fā)生了脫落，繼而發(fā)生了未凹到一銅的情況。其中，在我遇到的3次此種凹陷異常中，其中一次是更換干膜供應商，顯影段出了問題而導致的；一次是干膜后沒有及時轉到電鍍，停留時間過長（達4天之久）造成的；還有一次相對較輕微沒有立刻找到明確的原因，在產(chǎn)能壓力下，更換了除油槽和微蝕槽以及對應的四道水洗后解決的，究竟哪個槽子被污染，未能得出結論。預防和杜絕此類問題，必須要管控好干膜放置時間、顯影點以及氯化銅實驗等。We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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22第22頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月3.板面問題-凹點之所以把凹點單獨拿出來，是因為其形成原因不同，外觀看起來類似針孔，但切片立刻使真相無所遁形：We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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23第23頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月凹點原因分析從缺口的痕跡看，是明顯的被蝕刻藥水咬蝕的痕跡，但關鍵在于，保護銅面的錫層何以在蝕刻前或者是蝕刻到一半的時候臨陣脫逃？從咬蝕的深度來看，錫層是在板子進入到蝕刻槽后放棄的。凹點很小，直徑一般在2-4mil，而且兩邊的銅厚無明顯異常We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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24第24頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月三、針孔先來看一些針孔的圖片：We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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25第25頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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26第26頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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27第27頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月針孔成因分析針孔，老外稱之為Mousebite（老鼠咬過的），可見，針孔一般發(fā)生在線路以及Pad的邊緣位置，也有發(fā)生在大銅面上的。就形成原因而言，針孔可以分為兩類：

1.原有槽液中的氣泡吸附而產(chǎn)生針孔；

2.銅離子放電處的電壓問題原有槽液中氣泡的吸附而產(chǎn)生針孔的例子較多，一般為氣體進入過濾機并在高壓下經(jīng)過棉芯后，變成極微小的氣泡進入到槽液中，進而吸附在板面上表面張力并不均一的地方，一般為線路（或者pad）和干膜接觸的地方，或者是板面上有異物的位置，或者是一個有機物殘留，或者是一個凹陷。這就是說，進入到銅槽的板面必須要干凈，這就取決于顯影和除油、微蝕的效果。來料OK的情況下，處理此種問題，就是老程的三板斧：

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28第28頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月a.首先確保設備，過濾機吸入口不能吸入空氣。一般的設備廠商規(guī)避了此問題，過濾機吸入口一般在槽體的邊緣而且在底部，離氣管至少20um.b.每周周保養(yǎng)，停掉過濾機2hr以上，檢查過濾管路各個銜接口，是否有漏液，如有漏液，就有空氣被吸入的嫌疑，必須馬上處理。

c.更換棉芯前，需要用稀硫酸將棉芯泡透（漂浮在液面上約2/3在液面以下），再裝入過濾機，打開過濾機后，進行排氣。今年9月時，剛做完保養(yǎng)更換完棉芯，棉芯沒有浸泡，過濾機個別槽也沒有排氣，晚班的生產(chǎn)就出了針孔，接近100pnls，報廢18pnls，當然，從發(fā)生針孔的板面顏色判斷，光澤劑含量偏高。所以，正常情況下，保養(yǎng)是關鍵，濾芯要泡透，而且排氣要徹底。在這需要提的一點是，深槽電鍍，號稱正常的正常鼓氣也會造成針孔。沒搞過，不發(fā)表意見，淺槽電鍍未有遇到過。

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29第29頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月三、真空分析之電壓關于銅離子放電點電壓的分析，讓我先引用高教版《物理化學下冊》上的一段話：用鉑電極電解CuSO4溶液（1mol/dm3）時，當外加電壓等于1.36v，電解才開始進行。當電壓增加到2.0v時，銅離子的濃度已降到極?。?*10-22mol/dm3）。直到電壓提高到2.30v時，才開始析出氫氣。從上可以看出，析氫既要銅離子濃度很低，還要電壓夠高，正常情況下（電流傳輸各接點接觸良好），是不會發(fā)生析氫的?？上形纯吹竭^用正常的槽液濃度做上述實驗的數(shù)據(jù)。關于電壓升高，一定是傳輸介質的電阻增大，一般要檢查：電纜各節(jié)點、陽極籃和陽極桿的接觸、陽極狀況（鈍化）、槽液狀況（是否需要活性炭處理）、板面是否干凈等。We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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30第30頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月針孔原因分析-關于有機添加劑很多針孔的最終形成可能是多重因素綜合的結果，電壓的升高、過濾機漏氣、板面不夠潔凈等，在加上有機添加劑和這些因素的某種結合，最終引發(fā)針孔。在我們三年的生產(chǎn)中，發(fā)現(xiàn)光澤劑較高（全板面較亮）的槽子，產(chǎn)生針孔的幾率比較大，而且在高電流區(qū)伴隨著銅結晶的微粗糙狀。在板面較霧的情況下，尚未遇到過針孔。因為使用的光澤劑CVS結果波動較大，所以判斷光澤劑含量一般以實際作板情況為主，哈氏片為輔，CVS結果僅供參考。有報告指出，濕潤劑偏下限的時候，容易發(fā)生針孔，報告中的172484管控范圍為10-20ml/L，分析范圍多在11-13ml/L，而我們使用的范圍為4-12ml/L，曾經(jīng)(09年5-11月)分析基本上在6-8ml/L之間，未有發(fā)生過針孔問題。關于含硫的光澤劑，我總感覺，含量太高，分子量特大的分子吸附于表面張力較大的位置，更容易吸引槽液中的微小氣泡，因為其電性，分子量小的表面活性劑，則沒有這么大的吸引力吧。We,LanchemChemical,arereadytoprovidethebesttechnicalservice

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31第31頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月四、銅薄銅薄這個問題，很多情況下都是由于管控銅球的成本而誘發(fā)的，正如所話說的：“常在河邊站，哪有不濕鞋”。除此之外，就是要看薄多少。正如基礎理論所講的，一級電流分布對鍍銅的影響約在75-80%，二級電流分布為10-15%，三級電流分布僅為約5%的樣子。所以，銅薄的關鍵還是在電流方面，電流密度、正確的有效的鍍銅面積、電流損耗；其次呢，就是槽液的無機物的情況，尤其是氯離子，一定不能低于30ppm，陽極的狀況；最后才是調節(jié)有機添加劑，銅薄現(xiàn)象偶發(fā)的情況下，可不用考慮“最后”。我們曾經(jīng)遇到過的一個現(xiàn)象是，二銅孔內要鍍600uin，但只有150-300uin，面銅也是一樣，而且增大了電流密度，對孔內銅厚沒有明顯的改善，檢查陽極以及陽極膜嗎，沒有發(fā)現(xiàn)任何的異常。調整了無機物和氯離子后，可以鍍到500uin左右，但是氯離子