蓋覆電鍍工藝改善

郝永春 秦正鵬 夏國偉 李 輝

（勝宏科技（惠州）股份有限公司，廣東 惠州 516211）

1 技術(shù)分析

1.1 現(xiàn)狀問題

印制電路板（PCB）為增加布線密度，采取導通孔樹脂填孔后蓋覆鍍銅（Cap Plating）。為防止出現(xiàn)漏蓋和蓋覆不良的情況出現(xiàn)廣大的電鍍生產(chǎn)商生產(chǎn)時采用兩次沉銅蓋孔和降低沉銅線線速的生產(chǎn)模式來滿足品質(zhì)，并且還是有出現(xiàn)漏蓋的情況。嚴重影響在制品的生產(chǎn)進度和電鍍工序的生產(chǎn)效率。

1.2 問題分析和方案

孔蓋覆電鍍和常規(guī)金屬化孔工藝過程相同，只是填孔樹脂表面狀態(tài)和孔壁不同，而且孔的樹脂面接觸面積過小，導致上銅困難，如圖1所示。

圖1 蓋孔電鍍難點分析圖

根據(jù)以上分析主要的不足原因如下。

（1）沉銅槽內(nèi)溫度穩(wěn)定性不夠；

（2）化銅藥水產(chǎn)生的帶銅離子的電流量不足；

（3）化銅缸內(nèi)參數(shù)更優(yōu)化；

（4）樹脂塞孔油墨表面粗糙度問題；

對以上幾個方面做出如下對應分析改善如下。

（1）沉銅槽內(nèi)溫度改善。

改善前槽內(nèi)溫度管理在29 ℃到31 ℃之間波動，變化有 2 ℃ ，這與設備要求的最高水平溫度波動1.0 ℃有差異。通過定期清理熱水/冷水管及過濾方法，可以優(yōu)化達到溫度波動降低至1.2 ℃。已接近設備供應商提供的出廠最高水平。

（2）化銅藥水生產(chǎn)時負載不夠改善。

采用增加基材板隔斷生產(chǎn)中的整體電流，增加電流量的堆積。改善前化銅槽承載最多25 pnl；提升方法為每10 pnl的板投放2 pnl拖缸板，生產(chǎn)時化銅槽承載總負載增加。

（3）化銅缸內(nèi)參數(shù)優(yōu)化。

對比測試確認關(guān)鍵槽體及參數(shù)，并對應優(yōu)化化銅參數(shù)及處理時間。改善前生產(chǎn)參數(shù)：化銅溫度30 ℃（按中值管控），線速2.0 m/min；改善以后的參數(shù)：化銅溫度提升到32 ℃（按中值管控），線速1.5 m/min 。主要目標就是提升槽內(nèi)溫度加快槽內(nèi)的對應反應，降低生產(chǎn)線速使沉銅時的上銅量更好?；~生成銅厚度從0.43 μm提升至0.56 μm 。

（4）增加等離子體處理改善表面粗糙度。

原生產(chǎn)流程：樹脂塞孔研磨→蓋覆電鍍；

改善后流程：樹脂塞孔研磨→ 等離子除膠→ 蓋覆電鍍。

2 試驗驗證

2.1 試板信息

試驗板為10層多層板，板厚（2.1±0.21）mm，板材尺寸468 mm×620 mm，表面12 μm銅箔，表面處理電鍍金。

2.2 試驗板整體流程

原生產(chǎn)流程：多層壓合→鉆孔→孔金屬化→樹脂填孔→蓋覆電鍍（2次化銅）→外層圖形至成品。

改善后流程：多層壓合→鉆孔→孔金屬化→樹脂填孔樹→等離子體處理→蓋覆電鍍（1次化銅）→外層圖形至成品。

原電鍍采用2次化銅流程：

投板機→磨板機→單槽水洗→高壓水洗→超聲波水洗→單槽水洗→入料→彭松→三槽水洗→除膠渣→單槽水洗→兩槽水洗→預中和→中和→三槽水洗→檢視→轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)角機→濕潤→轉(zhuǎn)角機→檢視→整孔→三槽水洗→微蝕→三槽水洗→預浸→活化→三槽水洗→還原→三槽水洗→一次化銅（1-2）→四槽水洗→冷風吹干→熱風吹干→分流機（→三槽水洗→二次化銅（1-2）→四槽水洗→冷風吹干→熱風吹干→分流機）

優(yōu)化后1次化銅流程：省去上述2次化銅中后面括號中流程。

經(jīng)過以上兩種驗證對比結(jié)果分析，在增加等離子體處理流程與增加假板的改善以后的結(jié)果是完全達到預期改善要求的，對產(chǎn)量的提升和品質(zhì)改善都有明顯的改善，在公司內(nèi)又增加投入，全面收集在線品質(zhì)狀況。

2.3 試驗結(jié)論

經(jīng)過八批板（如表1所示）在線測試驗證下，對電鍍化銅槽的溫度提升、化銅槽的負載、化銅的生產(chǎn)線速參數(shù)、等離子的四方面的優(yōu)化，板子在電鍍本站、通電測試、FQC目檢等各站的品質(zhì)情況都有極大的改善，缺陷率在原有的基礎上降低68%。對電鍍工序的生產(chǎn)效率在原有的基礎上可直接提升一倍。

表1 驗證板良率數(shù)據(jù)表

3 結(jié)束語

印制電路板作為電子產(chǎn)品的基礎元器件，交期不斷縮短，品質(zhì)要求不斷提升。對內(nèi)的成本要降低，自身的品質(zhì)改善和效率提升等為主要趨勢體現(xiàn)，對企業(yè)提出了更高的挑戰(zhàn)。本文通過對電鍍過程中CAP電鍍的溫度穩(wěn)定性管控達到設備的最高水平、優(yōu)化化銅負載增加了電鍍槽內(nèi)銅離子的提升、對化銅參數(shù)提升銅離子的生產(chǎn)過程、增加板面介質(zhì)面的粗糙程度的增加等4方面的優(yōu)化改善，從而改善了蓋孔電鍍不良問題，更改善了生產(chǎn)此類板的效率影響。以上為我公司在電鍍生產(chǎn)過程的一些改善經(jīng)驗分享。