印制板表面化學(xué)鍍鎳/金產(chǎn)生金面“龜紋”的改善

邱成偉 李小海 王予州 王曉檳

（惠州中京電子科技有限公司 ，廣東 惠州 519029）

1 現(xiàn)象分析

我公司化學(xué)鍍鎳/金（ENIG）板“龜紋”異常高頻率出現(xiàn)，產(chǎn)生較大的報(bào)廢經(jīng)濟(jì)損失，隨即我公司對(duì)此案件做專案改善項(xiàng)目。

龜紋如圖1所示，初步觀察龜紋可能存在銅面污染，對(duì)龜紋異常的料號(hào)進(jìn)行銅面檢驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)有異常污染物在板面。

圖1 金面“龜紋”異常

2 驗(yàn)證過程

2.1 驗(yàn)證化金前處理機(jī)、壓膠機(jī)對(duì)龜紋是否存在影響

試驗(yàn)方案三種，如表1所示。

表1 試驗(yàn)方案

方案1試驗(yàn)結(jié)果龜紋無改善，排除化金前處理異常；方案2結(jié)果無龜紋現(xiàn)象，排除因前處理造成污染，剝錫將其咬蝕干凈一說；方案3試驗(yàn)結(jié)果金面的龜紋呈規(guī)律性的粗糙狀，用600倍顯微鏡觀察排列要比龜紋更緊湊，與龜紋一樣可見其晶格間的粘合物，其中的紋路更像膠狀粘合物。

2.2 驗(yàn)證防焊不同顯影速度與清洗效果對(duì)龜紋是否存在影響

試驗(yàn)方案二種，如表2所示。正?；嚱鸷髢煞N方案均無龜紋出現(xiàn)，說明顯影速度與清潔效果不會(huì)對(duì)龜紋產(chǎn)生影響。

表2 試驗(yàn)方案

2.3 我司化金線是否存在異常

協(xié)力商與廠內(nèi)都進(jìn)行生產(chǎn)比較，結(jié)果都無龜紋，如表3所示。

表3 試驗(yàn)方案

2.4 驗(yàn)證剝錫前放置時(shí)間對(duì)剝錫效果影響

試驗(yàn)方案三種，如表4所示，可否定剝錫時(shí)間與龜紋生成有關(guān)。

表4 試驗(yàn)方案

2.5 驗(yàn)證剝錫速度對(duì)龜紋生成是否存在影響

試驗(yàn)方案三種，如表5所示均未出現(xiàn)龜紋現(xiàn)象，也就是說剝錫不凈不會(huì)造成龜紋不良的發(fā)生。

表5 試驗(yàn)方案

2.6 驗(yàn)證除油、微蝕對(duì)龜紋是否有影響

試驗(yàn)方案二種，如表6所示，說明龜紋與除油、微蝕關(guān)系重大。

表6 試驗(yàn)方案

2.7 驗(yàn)證除油對(duì)龜紋生成是否存在影響

將化金線除油更改為酸洗槽，及以除油劑配槽做試驗(yàn)，如表7所示。

表7 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)結(jié)果：除油更改為酸洗槽的無龜紋現(xiàn)象，生產(chǎn)按此執(zhí)行跟進(jìn)七天皆無龜紋出現(xiàn)。除油與龜紋生成有很大關(guān)系，在除油劑切換過來的第三天，化金線再次出現(xiàn)龜紋，再次驗(yàn)證除油存在異常。

2.8 確認(rèn)龜紋異常元素

能譜元素分析灌膠橫截面銅鎳層間有硅元素，未灌膠的銅層有鋇元素 ，委外能譜元素分析銅面有氯元素存在，氯、硅、鋇三種異常元素都是油墨中所有。龜紋板金面能譜元素分析如圖2、圖3所示；對(duì)鎳銅交界處能譜元素分析如圖4、圖5所示。

圖2

圖3

圖4

圖5

3 問題發(fā)生源層別

配槽后試驗(yàn)觀察，我司除油槽使用不到三天仍然有龜紋出現(xiàn)，說明槽體本身問題可能性較小。由于我司有一款鋁基板需試驗(yàn)處理，無意間在化金線過除油時(shí)發(fā)現(xiàn)鋁基板反應(yīng)劇烈，不斷有氣泡產(chǎn)生。于是模擬除油槽開缸比例，以化金除油劑與抗氧化除油劑配槽在燒杯內(nèi)，再以小鋁片放置其中浸泡，觀察發(fā)現(xiàn)放在化金除油劑鋁片反應(yīng)劇烈，而抗氧化除油劑不產(chǎn)生反應(yīng)。

試驗(yàn)說明鹽酸對(duì)油墨攻擊性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硫酸，而龜紋的能譜元素分析結(jié)果就包含有油墨中的硅、氯、鋇異常元素。鋁為兩性金屬，與鹽酸和硫酸都產(chǎn)生反應(yīng)，生成氫氣。對(duì)兩種除油劑原液做氯離子分析，分析結(jié)果化金除油劑氯離子高達(dá)20 g/L，而抗氧化除油劑分析無氯離子，后向化金藥水商負(fù)責(zé)人確認(rèn)除油劑中的確有鹽酸成份。

4 結(jié)論

各項(xiàng)試驗(yàn)說明，除油槽在使用含鹽酸的除油劑情況下金面龜紋嚴(yán)重，而在使用3%硫酸與不含鹽酸的除油劑時(shí)未出現(xiàn)龜紋不良；除油槽中鹽酸溶液對(duì)油墨攻擊較大，使油墨析出吸附在焊盤上，由于小的焊盤不易清洗，從而導(dǎo)致龜紋發(fā)生。