面对快速发展的PCB，本人在这里就电镀前的质量控制作出一些见解。首先，我们知道印制板电镀处理工艺的特点，就是在非金属或金属基体表面上形成覆盖层所进行的电化学反应，都是在基体表面和镀液之间的界面处完成的，因此覆盖层的质量既受制于镀液的组成和工艺条件，也要受制于基体的表面质量。通常我们的操作者及工艺比较重视表面处理工艺对覆盖层质量的影响，而往往忽视基体表面质量对覆盖层质量的影响。印制板表面与孔内的镀前的表面状态对覆层的生成质量的影响，通常是通过板表面形状、图形的疏密程度、孔径的精度、表面缺陷、表面粗糙度、多层板的结构，制造过程中各种影响因素表现出来的。这些影响因素对板与孔表面与溶液之间的界面处进行电化学的反应过程和覆盖层的质量影响是很大的。 一、表面状态对镀覆层质量的影响 (1)印制板结构的影响印制板的几何形状和图形的疏密程度是设计员根据电子产品的结构的需要而设计的，但由于设计的要求状态，往往给予表面处理生产带来许多技术难题。如在电路图形内导体铜分布不均匀，大面积接地集中在板的一端，精细的导线在另一端、多层板结构中带有盲孔、纵横比在即孔小而深、导线有粗细不等、导线之间的间距有宽窄等电路图形状比较复杂的印制板进行表面处理时，如果不采取相应的工艺对策或技术措施，就很难获得比较满意的镀层质量。在电镀中由于电路图形的复杂程度，往往造成电流在板面与孔内电流分布的不均匀性。而在导线的边缘与孑L口部位电流以比较集中，这些部位分布的电镀电流可能要比中间部位高很多倍，而在孑L内部是很难取得均匀的电流分布，也就是金属分布，因此各部位的电镀厚度不采取相应的工艺措施，其厚度必然相差很大，就是采用分散能力、覆盖能力都非常好的镀液配方进行电镀也很难克服板表面与孔内质量状态取得满意的效果。 2)导线与孔尺寸精度的影响由于镀覆层具有～定的厚度，印制板进行表面处理后，必然会引起导线尺寸变化。即使采用图形电镀，也会产生导体尺寸的变化。特别是有特性阻抗要求的导线其精度的要求会更高。还有孔径也会随着镀覆时间的延长，其孔径也会变化。特别对一般插装用的印制板，镀层在孔内的不均匀性或镀层过厚都会造成器件的腿插不进行，就很容产生硬插，导致管脚产生内应力，长期使用过程中，就会使孔内镀层脱开，造成似断似连的不稳定状态的出现，严重时会造成孔镀层被挤压造成镀层环形断裂，直接影响电气连接的可靠性。所以，孔尺寸精度要求应根据电镀对孔几何尺寸的要求要相一致，才能获得比较好的结果。更重要的是控制镀层厚度和孔内镀层厚度的均匀性，要达到这一工艺目的，就必须采取相应的工艺对策。有的设计在电路图形设计时采用导线有粗有细电镀时就很难控制其镀覆层厚度的变化，往往产生延伸，使导线的尺寸变化，直接影响导线的精度。所以，导线尺寸的均匀性和一致性是非常重要的，否则就很难获得均匀的厚度层，它直接会影响电气性能。有的电路图形设计时，导线边距过小即离板连缘距离短。这样的结果是在机加工时，就很容易碰伤导线，也容易将导线上的阻焊膜层弄脱落，导致产品报废。所以，设计时尺寸要适合后续工序机加工的需要。 (3)印制板表面缺陷的影响基板的表面缺陷，也会影响镀覆层的质量。印制板的生产工艺是非常复杂的，它从下料开始，就会使面板留下伤痕。特别是基板在工序之间转移或运输过程中。有可能人们的忽视而受到机械损伤，使基板表面产生划伤、撞击凹陷等，这些缺陷如果不消除，经表面处理后仍然会被复制出来，影响镀覆层的外观，更重要会由此引发细导线断开，造成电路短路。有时设计的尺寸比较复杂，设置不必要的直角，未倒成圆角等。它会直接影响电镀效果，使镀层在这个部位电流过于集中，造成镀层缺陷。 (4)印制板表面与孔表面粗糙度的影响从印制板表面加工状态分析，环氧树脂基材表面覆铜箔，铜导体表面的粗糙程度和非导体孔内壁的粗糙程度是不一致的，它与金属材料制造的另件表面粗糙程度是不同的。印制板表面加工的工艺特性，就是如何制造表面粗糙度，以提高表面比，增强与非金属材料或电镀层的结合力。但铜箔通过机械刷光其表面粗糙程度就会有很大的下降。对于有孔隙率技术指标要求的镀覆层来讲，板面的粗糙度越低，就越容易获得无孔隙的镀覆层。此外，板面的粗糙程度越大，镀覆表面的真实面积与计算面积之间偏差也就越大，当表面粗糙度小的板面与粗糙度比较大的板面在同样的电流密度下电镀，镀覆层达到同样的镀层厚度所需时间前者将明显少于后者。当带有大量孔的板进行电镀时，不仅降低镀速，还明显的影响深孔部位镀入的深度及镀层的均匀性。如果印制板进行图形转移曝光显影时，露出铜导体的表面有残留的余胶的话，就会在加厚镀铜时表面呈现粗糙过度，就会后续工序产生半湿润状态，不但影响镀层外观，还会严重地影响焊接质量孔内粗糙程度会直接影响沉铜层和电镀层的质量.从质量角度讲，孔壁越光滑反而会影响孔与镀覆层的结合强度。但表面过于粗糙就会造成沉铜层多孔，电阻增加在电镀时很容易热和腐的双重冲击下无镀层或者镀层不完整，直接影响孔层质量。 (5)印制板的结构的影响印制板的形状由整机结构和内部空间位置大小决定。外形多般是矩形，也是最隹的选择，尽量避免异形板。焊盘多数采用圆形和岛形焊盘。分布应均匀，确保电镀镀层的均匀性和基本一致性但特别是多层板结构中的盲孔，却对电镀质量有很大的影响，因为此种孔朝上或朝上都会对镀层质量产生影响。当盲孔朝上溶液交换困难，如果不采取机械振动就是采用水平电镀，也会对镀层的质量产生影响;当盲孔朝下时还容易形成气袋，溶液无法进行交换，就要可能孔内无镀层所以，印制板这种结构势必给电镀带来难度。如果采用的薄多层板，其盲孔化学沉铜和电镀都不会产生很大的质量问题。 (6)冶金因素的影响冶金因素是造成印制板表面上存在宏观或微观的物理和化学不均一现象的主要原因。由于导体表面的物理化学的不均一，导致镀覆层的质量受到明显的影响。导体材料的化学组成、热冷成型工艺方法、电解方法等对镀覆过程特别是转化膜(内层铜层夺前的氧化)处理过程影响比较大。印制板所采用的铜箔分为电解铜箔和压延铜箔，它们经过热处理后结晶结构大不相同，性能上有很大的不同。经过热处理的铜箔的微观结构是有很大的区别，压延铜箔经过压延，铜箔呈现出很薄的层状组织结构，在热压固化过程中，金属经过重结晶，不易形成裂纹，所以铜箔的耐弯曲性能比较好，而且也非常柔软，而电解铜箔在厚度方向上呈现出柱状结晶组织，弯曲时易产生裂纹而断裂。压延合金箔与铜箔成型的工艺方法是不同的，压延铜箔经过熔解铸造获得，比较容易合金化。一些电解铜箔难以实现的工艺特性，而通过压延铜箔的合金化就很容易实现。现有的已开发出一系列的高弹性、高强度、高导电的合金箔，如使用在HDD(硬盘驱动器)悬浮线路的18μmC7025合金箔，现已大量生产。12μmNK120合金箔已进入批量生产阶段，HS1200的导电率大于90%，接近纯铜，其机械性能比普通压延铜箔高，而且热稳定性好，半软化点也比普通压延铜箔高近200℃关于铜合金箔退火温度与抗拉强度的关系、导电率与抗拉强度关系。通过上述处理的各种类型的铜箔的冶金因素是不相同的，有的纯度比较高，杂质含量少，导电性能比较好。镀层厚度的均性就比较理想。所以冶金因素对镀覆层质量的影响是很大的。而这些材料的表面很容易被空气中的氧气所氧化或钝化，如果没有使表面很好活化的工艺对策，就很难在这种金属表面上获得与基体结合冲固的镀覆层，也很难在其表面上获得好质量的转化膜层。 二、印制板表面状态的质量控制 要根据铜箔的结构和表面状态，有针对性地选择好的化学处理方法，使表面呈现激活状态，以获得高质量的镀覆层。同时还要对材料的外形结构的特点，选择利用电镀的工艺措施，以确保镀覆层能均匀一致的在板的导体表面与孔内沉积，以达到设计技术要求。(1)必须认真地消化设计技术要求和基板材料的工艺特性以及表面状态，有针对性地制定工艺程序以确保镀覆层的质量。(2)在制造过程中，对基板表面导体状态要了解，采用何种表面清洁处理工艺方法，不会严重地影响表面状态，构成对镀覆质量的影响。铜箔表面经过多次处理，如何保证导体表面的自然状态，不会产生表面划伤、压痕等缺陷，否则在运输过程和工序转换过程受化学环境的影响，加上划伤、压痕等缺陷会产生比较厚而又不均匀的的氧化膜层，将会直接影响其镀覆层质量。(3)还要考虑制板过程中，工序比较多有冷的冲击、热冲击会交替发生，势均必对表面状态产生不利的影响，就需要有工艺防范措施，才能保证导体表面质量，对提高镀覆质量是个保证。中时，孔壁状态直接影响电镀层的最终质量，特别要关注它。 |
