化學(xué)鎳金板過孔阻焊單面開窗優(yōu)化

江清兵

（深圳市強(qiáng)達(dá)電路有限公司，廣東 深圳 518103）

0 前言

隨著電子產(chǎn)品的告訴發(fā)展，對(duì)PCB提出線路高密度、尺寸小型化的要求，此要求對(duì)PCB的設(shè)計(jì)及制造提出更高要求，基于成本因素及設(shè)計(jì)的局限性，過孔（鍍通孔）單面塞孔、單面開窗的PCB設(shè)計(jì)非常常見，特別是一些成品孔徑小于0.3 mm的此類板件，在表面處理為化學(xué)鎳金的工藝條件下，在生產(chǎn)過程中容易存在有孔銅咬蝕的現(xiàn)象，從而降低了產(chǎn)品的可靠性，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致功能失效。

1 孔銅咬蝕主要因素分析

過孔單面塞孔、單面開窗設(shè)計(jì)的板件在阻焊曝光過程中只有塞孔的一面進(jìn)行曝光，發(fā)生聚合反應(yīng)達(dá)到初步的固化，開窗的一面沒有曝光，顯影過程中顯影液和沒有曝光的油墨發(fā)生分解反應(yīng)，將開窗一面孔內(nèi)部分油墨顯影分解掉，形成一個(gè)類似“控深孔”的形狀，在化學(xué)鎳金過程中，部分單面開窗的孔內(nèi)有微蝕藥水進(jìn)入，但因微蝕后面的水洗張力問題及孔深度與孔直徑比例過高的情況下，微蝕藥水無法有效的全部清洗干凈，到了鎳缸之后，因鎳缸溫度較高、活性較強(qiáng)，可以有效的將單面開窗的孔內(nèi)殘留藥水交換出來，但微蝕殘留的藥水在微蝕缸、鎳缸之前這段時(shí)間內(nèi)會(huì)腐蝕孔內(nèi)孔銅，單面開窗設(shè)計(jì)孔內(nèi)銅被蝕刻圖片（如圖1）。

圖1

2 工藝方法探討

2.1 更改表面處理

設(shè)計(jì)板厚1.6 mm、孔徑為0.2 mm阻焊單面塞孔、單面開窗的板件，表面處理分別做沉銀、沉錫、OSP（因熱風(fēng)整平錫會(huì)出現(xiàn)錫塞孔，故沒有測(cè)試），驗(yàn)證孔銅蝕刻改善效果，結(jié)果顯示單面塞孔、單面開窗的均無咬蝕。

（1）表面處理為沉銀，孔銅無咬蝕現(xiàn)象，切片圖（如圖2）。

圖2 切片圖

（2）表面處理為沉錫，孔銅無被咬蝕刻現(xiàn)象，切片圖如（如圖3）。

圖3 切片圖

（3）表面處理為OSP，孔銅無被咬蝕刻現(xiàn)象，切片圖（如圖4）。

圖4 切片圖

小結(jié)：通過更改表面處理為沉銀、沉錫、OSP，可以有效的避免阻焊單面塞孔、單面開窗的板件孔銅被蝕刻問題。

2.2 更改為表面處理之后塞孔制作

（1）常規(guī)制作流程：

正常流程→外蝕AOI→阻焊塞孔→阻焊→字符→表面處理（化學(xué)鎳金）→下工序

（2）更改后流程：

正常流程→外蝕AOI→阻焊→字符→表面處理（化學(xué)鎳金）→阻焊塞孔→固化→下工序

（3）制作方法及驗(yàn)證：先將單面塞孔、單面開窗的板件在阻焊做雙面開窗處理，顯影后此類孔需保證孔沒有被油墨堵死，以此保證在做化學(xué)鎳金的過程中藥水的交換，化學(xué)鎳金之后再返塞孔處理，驗(yàn)證孔銅被蝕刻改善效果，結(jié)果顯示單面塞孔、單面開窗的均無銅被蝕刻，但容易出現(xiàn)塞孔油墨冒到背面的現(xiàn)象，相關(guān)圖片（如圖5～圖9）。

圖5 第一次阻焊開窗

圖6 化學(xué)鎳金后

圖7 塞孔后

圖8 背面冒油

圖9 孔內(nèi)銅無蝕刻

小結(jié)：此方法可以避免阻焊單面塞孔、單面開窗的板件孔銅咬蝕問題，但此方法增加了流程，操作相對(duì)更加復(fù)雜，且對(duì)操作員工技能、設(shè)備精度要求較高，不易控制。

2.3 改善化學(xué)鎳金生產(chǎn)條件

目前行業(yè)內(nèi)化學(xué)鎳金線水洗段普遍都沒有單獨(dú)配備氣頂或超聲波，這種配置對(duì)于阻焊單面塞孔、單面開窗設(shè)計(jì)且孔徑小于0.3 mm的板件，藥水容易殘留在孔內(nèi)，造成清洗效果不足，為改善此問題，將化學(xué)鎳金線微蝕后水洗段增加氣頂配置，驗(yàn)證孔銅被蝕刻改善效果，結(jié)果顯示單面塞孔、單面開窗的均無銅被蝕刻，切片圖（如圖10）。

圖10 孔內(nèi)無咬蝕

小結(jié)：通過化學(xué)鎳金線水洗增加氣頂配置，其目的是增加藥水的貫穿能力，將孔內(nèi)殘留的藥水交換出來，可以有效的避免阻焊單面塞孔、單面開窗的板件孔銅被蝕刻問題。

3 結(jié)論

阻焊單面塞孔、單面開窗設(shè)計(jì)的化學(xué)鎳金板通過更改表面處理為OSP、沉銀、沉錫或者將過孔先做雙面開窗設(shè)計(jì)，塞孔更改為表面處理之后制作，或者化學(xué)鎳金線水洗段增加氣頂/超聲波均能有效的避免孔銅銅蝕刻風(fēng)險(xiǎn)，提高產(chǎn)品的可靠性。

考慮到成本及生產(chǎn)制作的難易程度，建議將化學(xué)鎳金線改造，增加水洗段氣頂或超聲波，增加水洗的貫穿能力，以此避免阻焊單面塞孔、單面開窗設(shè)計(jì)孔銅咬蝕的風(fēng)險(xiǎn)，保證產(chǎn)品的可靠性。

感謝強(qiáng)達(dá)宋世祥、龍華、楊亞兵在過程中提供的技術(shù)指導(dǎo)及寶貴建議。