隨著行業(yè)競爭的愈發(fā)激烈，印制電路板的制造商不斷以降低成本來提高產(chǎn)品質(zhì)量，追求零缺陷，以質(zhì)優(yōu)價廉取勝。作為專業(yè)從事PCB快速打樣業(yè)務的深圳捷多邦科技有限公司，適應行業(yè)競爭的發(fā)展需求，在激烈的行業(yè)競爭之下，有著自己的一席之地，在對客戶對印制電路板的要求上，捷多邦資深工程師王高工認為客戶并沒有單純停留在對產(chǎn)品性能的可靠性上，同時對產(chǎn)品的外觀也提出了更為嚴格的要求。而在圖形電鍍銅方面，作為化學沉銅的加厚層或其它涂覆層的底層，其質(zhì)量與成品的關(guān)系可謂休戚相關(guān)“一榮俱榮，一損俱損”.

因此，捷多邦的王高工認為，圖形電鍍銅上的任何缺陷如鍍層粗糙、麻點針孔、凹坑、手印等的存在，嚴重影響成品的外觀，透過涂覆其上的阻礙或鉛錫鍍層或是鎳金層，都能清楚的顯露出來。

針對圖形電鍍銅常見的系列故障及缺陷，王高工在實際的操作過程中針對這些缺陷進行跟蹤調(diào)查、模擬實驗，找出產(chǎn)生缺陷的成因，制定切實的糾正措施，以保證生產(chǎn)的正常進行。

2.缺陷特點及成因

2.1 鍍層麻點

圖形電鍍銅上出現(xiàn)麻點，在板中間較為突出，退完鉛錫后銅面不平整，外觀欠佳。

刷板清潔處理后表面麻點仍然存在，但已基本磨平不如退完錫后明顯。此現(xiàn)象出現(xiàn)后首先想到電鍍銅溶液問題，因為出現(xiàn)故障的前一天剛對溶液進行活性炭處理，步驟如下：

1）在攪拌條下件下加入2升H2O2

2）充分攪拌后將溶液轉(zhuǎn)至一個備用槽中，加入4kg活性碳細粉，并加入空氣攪拌2小時，之后關(guān)閉攪拌，讓溶液沉降。

從調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)線考慮到次日有快板，當晚將溶液從備用槽中轉(zhuǎn)回工作槽。未經(jīng)過充分過濾沉降活性炭，而轉(zhuǎn)移溶液時未經(jīng)循環(huán)過濾泵（慢）直接從工作槽的輸出管理返回（管道粗，快）。因為溶液轉(zhuǎn)回工作槽后已過下班時間，電鍍?nèi)藛T沒有小電流密度空鍍處理陽極。在4月3日按新開缸液加完光亮劑FDT-1就開始電鍍。

問題已經(jīng)清楚，電鍍銅上有麻點，來源于電渡溶液里的活性炭顆粒或其它臟東西。因為調(diào)度安排工作急，電鍍?nèi)藛T未按照工藝文件的程序進行操作，溶液沒有充分循環(huán)過濾，導致溶液里的機械雜質(zhì)影響鍍層質(zhì)量。另一個因素是磷銅陽極清洗后，未通過電解處理直接工作，沒來得及在陽極表面生成一層黑色均勻的“磷膜”,導致Cu+大量積累，Cu+水解產(chǎn)生銅粉，致使鍍層粗糙麻點。

金屬銅的溶解受控制步驟制約，Cu+不能迅速氧化成Cu2+.而陽極膜未形成，Cu-e.Cu2+ 的反應不斷以快的方式進行，造成Cu+的積累，而Cu+具有不穩(wěn)定性，通過歧化反應：2Cu+.Cu2+Cu,所生成的 會在電鍍過程中以電泳的方式沉積于鍍層，影響鍍層的質(zhì)量。陽極經(jīng)過小電流電解處理后生成的陽極膜能有效控制Cu的溶解速度，使陽極電流效率接近陰極電流效率，鍍液中的銅離子保持平衡，阻止Cu+的產(chǎn)生，保持鍍液正常工作。

這次電鍍銅的缺陷也暴露出一些問題：操作人員有時因為時間、工時、生產(chǎn)量的關(guān)系而忽略生產(chǎn)程序，影響產(chǎn)品質(zhì)量。所以生產(chǎn)操作要嚴格按照工藝文件執(zhí)行，不能因為生產(chǎn)任務緊，周期短而違規(guī)操作。否則會因為質(zhì)量問題而返工或者造成報廢，影響產(chǎn)品合格率，進而影響生產(chǎn)周期，降低信譽度。

故障排除：在找出原因后，更換圖形電鍍銅溶液的濾芯，加強過濾；另外準備了實驗板500mm×500mm分別對6個電鍍槽位的陽極進行電解處理。這樣除了生產(chǎn)的快板有鍍層麻點的缺陷外，次日生產(chǎn)的印制電路板已經(jīng)完全正常。

2.2 鍍層發(fā)花（樹枝狀）

圖形電鍍銅的表面發(fā)花，特別是大面積鍍層上尤為明顯，似樹枝狀，有長有短。而電鍍面積小，待鍍面積為焊盤或細線條的PCB板子在同一天電鍍后幾乎為零缺陷，所以剛開始出現(xiàn)鍍層發(fā)花的現(xiàn)象沒有引起足夠的重視，叛斷為偶然因素：PCB板子的、基材問題，或是孔金屬化后圖形轉(zhuǎn)移前浮石粉刷板機的刷痕。后來隨著生產(chǎn)量的增加，PCB板面發(fā)花的數(shù)量愈來愈多，特別是圖號為MON?_1的印制電路板，尺寸為265mm×290mm,電鍍面積A面面積為2.35dm2,B面面積為4.48 dm2,整個PCB板面幾乎有一半的面積需要圖形鍍銅，因此圖形電鍍發(fā)花的現(xiàn)象一覽無余，嚴重影響印制電路板外觀。大量缺陷的PCB板子出現(xiàn)，分析特點找出原因并徹底排除故障不容緩。為此，我中心為了達到客戶滿意度，質(zhì)量部門將這批鍍層有缺陷的PCB板子全部截留：不論是大面積鍍層發(fā)花，還是線條上的細絲狀痕跡。

質(zhì)量是企業(yè)的生命，我們技術(shù)部針對鍍層發(fā)花的、進行探究：

1）首先根據(jù)以往經(jīng)驗，判斷為圖形電鍍前處理的弱腐蝕和預浸液時有大量的有機物。因為去油后噴淋水洗可能不充分，將去油液里的有機物帶入后面的工作槽選成二次污染，而有機物吸附在PCB板面待鍍圖形上就會影響 在陰極上的吸附，從而影響鍍層外觀。據(jù)此將弱腐蝕和預浸液重新開缸，之后生產(chǎn)的印制缺陷有所減少，但是PCB板面發(fā)花的現(xiàn)象并沒完全消失?？磥?，以往的經(jīng)驗在這次的故障排除中并沒有完全生效，繼而把重點轉(zhuǎn)移：莫非去油液有問題？去油液老化、去油不凈造成？檢查其溫度、成分均屬正常范圍。為了盡快弄清楚產(chǎn)生缺陷的根源，通過霍爾槽試驗：用一塊小銅片，經(jīng)過木炭機械刷洗后沖凈作為陰極電鍍，結(jié)果發(fā)現(xiàn)樣片高區(qū)上有枝狀鍍層，平整性差。因為樣片未經(jīng)去油液，而是通過機械去油，仍然有枝狀花紋，可見去油液也不能成為這次故障的元兇。

2）但是霍爾槽試驗的結(jié)果為解決問題找到了突破口，重心重新轉(zhuǎn)移到圖形電鍍銅溶液上來：立即讓分析人員取樣分析其成份：

Cu2+ 21.29g/l

H2SO4 198.92g/l

CL- 23mg/l

從分析結(jié)果來看，CL-偏低。但是最近一段時間CL-持續(xù)偏低，因為我中心實驗室采用比濁法分析CL-誤差大，而在短期內(nèi)未找到更理想的分析方法時，采用配制10mg/l,20mg/l,30mg/l,40mg/l,50mg/l,60mg/l70mg/l,80mg/l,90mg/l,100mg/l氯離子標樣濃度，用于對比得出工作液的深度。但是采用這種方法，生產(chǎn)線CL-的含量仍然維持在30--40mg/l的水平。為了防止添加CL-過量，生產(chǎn)線采用間隔一次補加一次的方式進行。難道是CL-偏低造成的鍍層枝狀不平整？進一步做霍爾槽試驗：逐漸補加CL-,隨著CL-濃度的增加，枝狀鍍層的范圍逐漸縮小，由原來的3/5降為1/5,當CL-補加15mg后只有高區(qū)略有條狀不平。接著再添加CL-含量到25mg,霍爾槽的電流密度突然從1A降到0.5A,取出陽極后，發(fā)現(xiàn)磷銅陽極片上布滿一層白色鈍化膜，可見CL-含量已經(jīng)嚴重造成陽極鈍化；而陰極樣片的中低區(qū)正常，高區(qū)的電鍍質(zhì)量欠佳。在此基礎上（補加15mgCL-后）又分別加入1ml、2ml光亮劑FDT-1,電鍍15分鐘取出樣片，發(fā)現(xiàn)加入2ml光亮劑FDT-1的霍爾槽樣片電鍍層光這平整。

3）在小實驗排除故障后，按照比例加入CL-和光亮劑FDT-1到工作槽，充分的空氣攪拌和循環(huán)過濾后，將兩塊350mm×350mm尺寸裸銅板擦完板后經(jīng)去油？水洗？弱腐蝕？水洗？浸酸？圖形電鍍銅，正常駐工序出來后圖形電鍍無任何缺陷。于是生產(chǎn)線繼續(xù)電鍍，隨后的一天電鍍出來的印制電路板已完全正常。

可見，造成鍍層發(fā)花的原因很多：去油液、弱腐蝕液、預浸液、圖形電鍍銅溶液中的氯離子濃度以及光亮劑FDT-1都影響著鍍層的質(zhì)量。氯離子濃度分析的不準確性直接影響溶液的調(diào)整；而光亮劑FDT-1的添加標準“電流積分測量鍍槽的導電量”已不能使用，日常光亮劑FDT-1的添加主要結(jié)合霍爾槽試驗和當日工作量來調(diào)整。在氯離子和添加劑的協(xié)同作下才能得到理想的鍍層，楞此嚴格控制工藝參數(shù)是生產(chǎn)出合格品的關(guān)健，否則任何一項參數(shù)失控就會導致鍍層的缺陷。

2.3 鍍層上的水圈痕跡

尺寸較大的印制電路板圖形電鍍銅上有大量水圈，特別在孔的周圍水圈更為突出。

1）這一現(xiàn)象首先把我們的思路引向水噴淋。因為圖形電鍍線的噴淋水路和孔金屬化線公用一套水路系統(tǒng)，個別噴淋管的電磁閥已失效，只能持續(xù)噴水，這樣兩條線同時工作而且需要同時噴淋時，水的壓力就會不足直接影響噴淋效果。為此，試驗兩面三刀極杠印制電路板，按照正常程序生產(chǎn)，只是在噴淋時外接一根水管加強水洗，圖形電鍍銅后水圈仍然存在。從缺陷特點分析，電鍍銅面上的缺陷和水滴的痕跡一致，應該是水洗耳恭聽的問題，可是，與圖形電鍍線的水洗耳恭聽沒有關(guān)系，難道是圖形轉(zhuǎn)移后顯影沖洗不凈造成的？

2）追根溯源，查找圖形轉(zhuǎn)移的水路。原來是我中心新購旱災的一臺電勝曝光機采用的水循環(huán)制冷方式，其水路和顯影機的沖洗段用一條水路。曝光機和顯影機同時工作時，顯影機的沖洗段噴淋壓力小；而且PCB板面尺寸大，特別是上噴淋的水噴到PCB板面上容易淤積，不利于溶液的循環(huán)更新。這樣作為光致抗蝕劑的干膜或濕膜顯完影的殘流液沒有充分沖洗，經(jīng)過干燥段后，其黏膜水印在隨后的修板工作中不易發(fā)現(xiàn)（不象殘膠有明顯藍膜）；圖形電鍍前處理不易清除，經(jīng)過一小時的電鍍銅，其水印的痕跡清楚可辨，且有一定的深度，不容易打磨掉，影響PCB板面外觀。

為了證實這一結(jié)論，將10塊460mm×420mm圖號為Y005的印制電路板圖形轉(zhuǎn)移后顯影，5塊風干后直接送圖形電鍍線，另5塊顯影后未經(jīng)干燥段而送清洗機清洗后送圖形電鍍線。經(jīng)同樣的前處理和電鍍銅后比較：經(jīng)過充分水洗的5塊印制電路板上未發(fā)現(xiàn)水圈，而顯影后直接送圖形電鍍線的5塊印制電路板可明顯的看見水圈。

3）幫障排除：改造曝光機的水路，使其與顯影機的水洗兵分兩路；另外在顯影機的水洗段后又加了上下各3排噴淋管。而且，將圖形電鍍線上失、去作用的噴淋管重新更換。在維修改造之后，圖形電鍍銅質(zhì)量良好。

2.4 鍍層粗糙

PCB板子表面輕微的鍍層粗糙可通過刷板機機械摩擦去除，嚴重的表面不平整甚至孔里的粗糙造成孔小，影響焊接和電性能，只能報廢。

引起鍍層粗糙的原因比較容易查找，諸如陰極電流密度過大，添加劑不足，銅離子含量過低，圖形面積錯誤（過大）或圖形面積分布嚴重不均勻等。針對印制電路板的具體情況一一分析，不難找到鍍層粗糙的原由。譬如整批PCB板子粗糙，應該核對溶液的成分、通過霍爾槽試驗判斷光亮劑是否不足還有電流表是否出現(xiàn)故障。如若個別PCB板子出現(xiàn)鍍層粗糙，首先核對生產(chǎn)記錄：電鍍級別輸入是否正確、電流是否偏大、加工單上圖形面積是不是偏大還有機器故障（電流表不穩(wěn)定造成電流突然增加），上述原由各種資料介紹的比較多，故障排除并不難，在此不再贅述。

值得注意的是有些印制電路板設計的原因，電鍍圖形分布嚴重不均勻，局部只有孤立的焊盤或幾根細線條，而其它部位圖形面積過大，或者A/B面面積相差大。這樣即使電鍍?nèi)芤毫己?，一切參?shù)正常，也容易出現(xiàn)不合格品。有經(jīng)驗可參考：1）電流減半時間加倍，但這樣會降低生產(chǎn)效率。2）采用陪鍍的方式，找一些邊角料搭配著一起電鍍，改善電流分布。3）對于A/B面面積相差大的可分別控制電流。

2.5 滲鍍

圖形電鍍銅滲鍍造成線條不整齊，線間距減小，嚴重的甚至短路。

由于PCB板面清潔不夠（有油污點或氧化）與抗蝕劑結(jié)合不良；或者貼膜輥子有凹坑、曝光機臟點、生產(chǎn)底片局部對比度差或粘上灰塵，都構(gòu)成圖形電鍍滲鍍的隱患。所以貼膜前的刷板清潔處理工序不容忽視：包括酸洗段的硫酸（10%）及時更新，刷輥壓力合適，高壓水洗循環(huán)流動且清潔，烘干溫度適中，保證PCB板面清潔干燥。另外，貼膜時根據(jù)板材厚度調(diào)整輥子的壓力，選擇合適的溫度、速度。生產(chǎn)底片的品質(zhì)、曝光機的清潔保養(yǎng)以及凈化間的環(huán)境都要嚴格控制。預防滲鍍必須控制圖形轉(zhuǎn)移過程的生產(chǎn)操作、光致抗蝕劑的品質(zhì)及各項工藝參數(shù)。電鍍操作時保證抗蝕劑完好，選擇合適的電流密度。這樣就能有效避免滲鍍現(xiàn)象。

2.6 分層

圖形電鍍銅的另一缺陷為銅/銅分層，明顯的分層一目了然，鍍層結(jié)合力較差的用膠帶粘緊后用力扯起，膠帶上會隨之粘上結(jié)合不牢的鍍層。由于鍍層起泡分層結(jié)合力差，阻礙前刷板時局部脫落，造成短路的隱患，或者因為局部線條分層后形成凹面與其它圖形部分不平，印上阻礙后有顏色差異（凹面顏色深），這樣的缺陷都不能被用戶接受。

造成鍍層分層的因素有很多。

3.結(jié)束語

圖形電鍍銅作為印制電路板生產(chǎn)中一個重要的工序，電鍍質(zhì)量的好壞直接影響著印制電路板的外觀。本文闡述了圖形電鍍銅常見缺陷，并根椐缺陷特點查找故障原因并制定了切實可行的糾正措施，供同行參考。

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