化學(xué)沉銅是印制電路板孔金屬化過(guò)程中，一個(gè)非常重要的步驟，其目的是在孔壁以及銅面上，形成極薄的導(dǎo)電銅層，為后面的電鍍做準(zhǔn)備。
淺談電路板孔壁鍍層空洞的成因及對(duì)策
【PCB信息網(wǎng)】 化學(xué)沉銅是印制電路板孔金屬化過(guò)程中，一個(gè)非常重要的步驟，其目的是在孔壁以及銅面上，形成極薄的導(dǎo)電銅層，為后面的電鍍做準(zhǔn)備。而孔壁鍍層的空洞是印制電路板孔金屬化常見(jiàn)的缺陷之一，也是易引起印制電路板批量報(bào)廢的項(xiàng)目之一，因此解決印制電路板鍍層空洞問(wèn)題是印制板廠(chǎng)家重點(diǎn)控制的一項(xiàng)內(nèi)容，但由于造成其缺陷的原因多種多樣，只有準(zhǔn)確的判斷其缺陷的特征才能有效的找出解決的方案。
1、PTH造成的孔壁鍍層空洞
PTH造成的孔壁鍍層空洞主要是點(diǎn)狀的或環(huán)狀的空洞，具體產(chǎn)生的原因如下：
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（1）沉銅缸銅含量、氫氧化鈉與甲醛的濃度
銅缸的溶液濃度是首先要考慮的。一般來(lái)說(shuō)，銅含量、氫氧化鈉與甲醛的濃度是成比例的，當(dāng)其中的任何一種含量低于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的10%時(shí)都會(huì)破壞化學(xué)反應(yīng)的平衡，造成化學(xué)銅沉積不良，出現(xiàn)點(diǎn)狀的空洞。所以?xún)?yōu)先考慮調(diào)整銅缸的各藥水參數(shù)。
（2）槽液的溫度
槽液的溫度對(duì)溶液的活性也存在著重要的影響。在各溶液中一般都會(huì)有溫度的要求，其中有些是要嚴(yán)格控制的。所以對(duì)槽液的溫度也要隨時(shí)關(guān)注。
（3）活化液的控制
二價(jià)錫離子偏低會(huì)造成膠體鈀的分解，影響鈀的吸附，但只要對(duì)活化液定時(shí)的進(jìn)行添加補(bǔ)充，不會(huì)造成大的問(wèn)題?；罨嚎刂频闹攸c(diǎn)是不能用空氣攪拌，空氣中的氧會(huì)氧化二價(jià)錫離子，同時(shí)也不能有水進(jìn)入，會(huì)造成SnCl2的水解。
（4）清洗的溫度
清洗的溫度常常被人忽視，清洗的最佳溫度是在20℃以上，若低于15℃就會(huì)影響清洗的效果。在冬季的時(shí)候，水溫會(huì)變的很低，尤其是在北方。由于水洗的溫度低，板子在清洗后的溫度也會(huì)變的很低，在進(jìn)入銅缸后板子的溫度不能立刻升上來(lái)，會(huì)因?yàn)殄e(cuò)過(guò)了銅沉積的黃金時(shí)間而影響沉積的效果。所以在環(huán)境溫度較低的地方，也要注意清洗水的溫度。
（5）整孔劑的使用溫度、濃度與時(shí)間
藥液的溫度有著較嚴(yán)格的要求，過(guò)高的溫度會(huì)造成整孔劑的分解，使整孔劑的濃度變低，影響整孔的效果，其明顯的特征是在孔內(nèi)的玻璃纖維布處出現(xiàn)點(diǎn)狀空洞。只有藥液的溫度、濃度與時(shí)間妥善的配合，才能得到良好的整孔效果，同時(shí)又能節(jié)約成本。藥液中不斷累積的銅離子濃度，也必須嚴(yán)格控制。
（6）還原劑的使用溫度、濃度與時(shí)間
還原的作用是去除去鉆污后殘留的錳酸鉀和高錳酸鉀，藥液相關(guān)參數(shù)的失控都會(huì)影響其作用，其明顯的特征是在孔內(nèi)的樹(shù)脂處出現(xiàn)點(diǎn)狀空洞。
（7）震蕩器和搖擺
震蕩器和搖擺的失控會(huì)造成環(huán)狀的空洞，這主要是由于孔內(nèi)的氣泡未能排除，以高厚徑比的小孔板最為明顯。其明顯的特征是孔內(nèi)的空洞對(duì)稱(chēng)，而孔內(nèi)有銅的部分銅厚正常，圖形電鍍層（二次銅）包裹全板鍍層（一次銅）。
2、圖形轉(zhuǎn)移造成的孔壁鍍層空洞
圖形轉(zhuǎn)移造成的孔壁鍍層空洞主要是孔口環(huán)狀和孔中環(huán)狀的空洞，具體產(chǎn)生的原因如下：
（1） 前處理刷板
刷板的壓力過(guò)大，將全板銅和PTH孔口處的銅層被刷磨掉，使后面的圖形電鍍無(wú)法鍍上銅，從而產(chǎn)生孔口環(huán)狀空洞。其明顯的特征是孔口的銅層漸漸變薄，圖形電鍍層包裹全板鍍層。所以要通過(guò)做磨痕測(cè)試，控制刷板壓力。
（2）孔口殘膠
在圖形轉(zhuǎn)移工序?qū)に噮?shù)的控制非常重要，因?yàn)榍疤幚砗娓刹涣肌①N膜的溫度、壓力的不當(dāng)都會(huì)造成孔口的邊緣部位出現(xiàn)殘膠而導(dǎo)致孔口的環(huán)狀空洞。其明顯的特征是在孔內(nèi)的銅層厚度正常，單面或雙面孔口處呈現(xiàn)環(huán)狀空洞，一直延伸到焊盤(pán)，斷層邊緣有明顯被蝕刻的痕跡，圖形電鍍層沒(méi)有包裹全板（參見(jiàn)圖3）。
（3）前處理微蝕
前處理的微蝕量要嚴(yán)格控制，尤其要控制干膜板的返工次數(shù)。主要是孔中部因電鍍均勻性的問(wèn)題鍍層厚度偏薄，返工過(guò)多會(huì)造成全板孔內(nèi)的銅層減薄，而最終產(chǎn)生孔內(nèi)中部的環(huán)狀無(wú)銅。其明顯的特征是孔內(nèi)全板鍍層漸漸變薄，圖形電鍍層包裹全板鍍層（參見(jiàn)圖4）。
3、圖形電鍍?cè)斐傻目妆阱儗涌斩?/p>
（1）圖形電鍍微蝕
圖形電鍍的微蝕量也要嚴(yán)格的控制，其產(chǎn)生的缺陷與干膜前處理微蝕基本相同。嚴(yán)重時(shí)孔壁會(huì)大面積無(wú)銅，板面上的全板層厚度明顯偏薄。所以要定時(shí)測(cè)微蝕速率，最好通過(guò)進(jìn)行DOE實(shí)驗(yàn)優(yōu)化工藝參數(shù)。
（2）鍍錫（鉛錫）分散性差
由于溶液性能差或搖擺不足等因素使鍍錫的鍍層厚度不足，在后面的去膜和堿性蝕刻時(shí)把孔中部的錫層和銅層蝕掉，產(chǎn)生環(huán)狀空洞。其明顯的特征是孔內(nèi)的銅層厚度正常，斷層邊緣有明顯被蝕刻的痕跡，圖形電鍍層沒(méi)有包裹全板（參見(jiàn)圖5）。針對(duì)這種情況，可以在鍍錫前的浸酸內(nèi)加一些鍍錫光劑，能夠增加板子的潤(rùn)濕性，同時(shí)加大搖擺的幅度。
4、結(jié)論
造成鍍層空洞的因素很多，最常見(jiàn)的是PTH鍍層空洞，通過(guò)控制藥水的相關(guān)工藝參數(shù)能有效的減少PTH鍍層空洞的產(chǎn)生。但其它因素也不能忽視，只有通過(guò)細(xì)致的觀察，了解到產(chǎn)生鍍層空洞的原因及缺陷的特點(diǎn)，才能及時(shí)有效的解決問(wèn)題，維護(hù)產(chǎn)品的品質(zhì)。由于本人的水平經(jīng)驗(yàn)有限，在此列舉了一些平時(shí)生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問(wèn)題，與同行共享和交流。
