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摘要 隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，高密度集成電路和BGA以封裝器件也廣泛用于軍用電子產(chǎn)品，新的器件和焊接工 藝對(duì)印制電路板的表面可焊涂覆層提出了新的要求，其不但要求涂覆層有良好的可焊性，而且要求涂覆層平整，印制板電鍍鎳/金涂層不但表面平整，可焊性好而且具有較好的三防性能和較長的存放期，.因此，電鍍鎳/金印制板正逐漸 被應(yīng)用于高密度的軍用電子產(chǎn)品，本文就印制板電鍍鎳7金過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行探討和交流。
關(guān)鍵詞 電鍍鎳/金印制板;板面氧化;鍍液的維護(hù);脈沖整流器
隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，高密度集成電路和 BGA封裝器件也廣泛用于軍用電子產(chǎn)品，新的器件 和焊接工藝對(duì)印制電路板的表面可焊涂覆層提出了新 的要求，其不但要求涂覆層有良好的可焊性，而且要 求涂覆層平整。而傳流的熱風(fēng)整平(HASL)工藝， 加工的印制板表面涂層凹凸不平，越來越不適合新的 表面貼裝工藝(SMT)。近年來，印制板行業(yè)研制開 發(fā)了多種新型工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的HASL工藝，以取得平整、可焊的表面涂覆層。目前普通采用的有：
(1)電鍍鎳/金;⑵化學(xué)鍍鎳/金;(3)有機(jī)焊接保護(hù)劑(OSP) ; 〔4〕置換鍍錫;(5)化學(xué)浸銀。我公 司地處西部地區(qū)，由于軍用客戶對(duì)存放時(shí)間，焊接 性能和三防性能有特殊要求，所以大部分軍品客戶 更趨向于電鍍鎳丨金工藝。
1鍍金印制板生產(chǎn)過程存在的問題
計(jì)對(duì)軍品客戶提出印制板表面涂層為電鍍鎳義金 的涂層的要求，公司對(duì)生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行修改，按 電鍍鎳〗金的工藝要求進(jìn)行加工，但在近兩個(gè)月的 生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)工藝存在較大的質(zhì)量問題兩個(gè)月共生產(chǎn)電鍍鎳/金印制板275m2，報(bào)廢面積為 50.433 m2，報(bào)廢率為18.3%，其中對(duì)大銅層較多的印 制板加工報(bào)廢率高達(dá)307。以上，不但增加了生產(chǎn)成 本，而且嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的交貨期。為了提高電鍍 鎳乂金印制板的合格率，公司成立了質(zhì)量改進(jìn)小組， 進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，降低電鍍鍵丨金印制板的不良率。
2原因分析
2.1不良品的現(xiàn)狀
我們對(duì)電鍍鎳/金印制板的不良品進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，不良品的主要特征如下表。
3.2原因分析
3~ 2^ 1鍛鏡金層不良
鍍鎳彳金層不良主要表現(xiàn)在鍍層顏色不一致;鍍 金接合力不強(qiáng)，在后工序加工過程中出現(xiàn)掉金露出 電鍍鎳層的質(zhì)量問題;表面粗糙等方面，特別是絲 印阻焊烘烤后，阻焊底層的鍍層出現(xiàn)嚴(yán)重氧化的征 狀，經(jīng)仔細(xì)分析，主要有以下原因：
圖形轉(zhuǎn)移工序周轉(zhuǎn)過程的印制板導(dǎo)電圖 形有嚴(yán)重的氧化。圖形轉(zhuǎn)移工序的板子在顯影、檢 驗(yàn)、周轉(zhuǎn)過程中，操作不當(dāng)，污染表面圖形;圖形 電鍍板在電鍍工序放置過程中，由于操作者不注 意，將水或溶液濺在板面，導(dǎo)致表面銅層氧化。
⑴圖形電鍍銅過程中板面光澤度不良，從而 影響后序工序的電鍍鎳層的光亮度。圖形電鍍銅操 作過程中，由于鍍銅光亮劑添加不及時(shí)或電流密度 過大導(dǎo)致圖形電鍍銅層質(zhì)量欠佳，出現(xiàn)表面粗糙， 光澤度不良的現(xiàn)象，此類情況對(duì)于采用II八81工藝的 印制板影響不大，因?yàn)榻z印阻焊前磨板工序會(huì)大大 減輕此類問題的質(zhì)量損失，而電鍍鎳丨金板則不同， 鍍銅層的瑕疵將直接影響電鎳層的質(zhì)量，從而進(jìn)一 步影響鍍金層的質(zhì)量。
板子在在鍍鎳前放置時(shí)間過長，板面嚴(yán)重 氧化，影響了鍍鎳層的質(zhì)量。由于圖形電鍍銅生產(chǎn) 線產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電鍍鎳生產(chǎn)的產(chǎn)能，電鍍銅后的板子不能及時(shí)進(jìn)行電鍍鎳丨金工序的加工，鍍銅后的板 子在鍍鎳前放置時(shí)間較長，而電鍍銅的板子從鍍槽 從取出后直接放置在專用插架上，在長時(shí)間放置過 程中板面上的水質(zhì)導(dǎo)致板面銅層的嚴(yán)重氧化，從而 影響了鍍鎳層的質(zhì)量。
⑷電鍍鎳槽的有機(jī)物污染和金屬雜質(zhì)導(dǎo)致電 鍍鎳層發(fā)霧、不光亮。電鍍鎳槽溶液的有機(jī)污染來 自兩個(gè)方面，一方面由于電鍍鎳〖金板產(chǎn)量較少，每 次開線工作時(shí)，間隔時(shí)間相對(duì)較長，溶液在放置過 程中部分有機(jī)物分解，產(chǎn)生有機(jī)污染，另一方面是 電鍍過程中產(chǎn)生的濕膜污染，以上兩類有機(jī)物污染 導(dǎo)致鍍鎳層出現(xiàn)發(fā)霧、針孔等不良現(xiàn)象。
鍍鎳槽的金屬離子污染主要來源于銅離子，前 道工序清洗不干凈和印制板下槽時(shí)未開電流，都會(huì) 導(dǎo)致溶液中0^增加過快，而溶液中銅離子累積到一 定量時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致鍍鎳層不光亮，影響印制板的外 觀和可焊性能。
0氯基磺酸鎳體系的光亮鍍鎳添加劑相對(duì)比 較復(fù)雜，其包括鍍鎳柔軟劑、輔助劑、光亮劑和潤濕 劑，其操作過程中補(bǔ)加量也相差較大。如我公司目前 使用的中南所0:5-28系列添加劑，其有4種添加劑，
28-八為柔軟劑，補(bǔ)加量為200 0x1^八七~ 500爪丨/^八七， 08-28-8為輔助劑，補(bǔ)加量為 100 011/1^-11-200 08-28-0為光亮劑，補(bǔ)加量為 10 1X11/1^-11-100 101/^七， 68-28-6為潤濕劑，補(bǔ)加量101111;1^七~501111^七，四種 添加劑補(bǔ)加比例差異較大，特別是08-28-2，補(bǔ)加量僅 為10 11111^-11-50 操作者往往忽視了對(duì)其的補(bǔ)
加，而濕潤劑的累積減少，使鍍液表面張力增大，從 而導(dǎo)致鍍鎳層的出現(xiàn)針孔和麻點(diǎn)，達(dá)不到光亮均勻的 目的。
“)電鍍鎳丨金工序用的清洗水為自來水，雜質(zhì) 含量過大，水洗過程導(dǎo)致板面鍍層氧化。電鍍鎳義金 工序清洗水的質(zhì)量對(duì)鍍層質(zhì)量有較大的影響，特別 是電鍍鎳、電鍍金的清洗水。公司用的清洗水為自 來水，雜質(zhì)含量過大，易導(dǎo)致板面氧化，特別是電 鍍鎳后的水清洗，導(dǎo)致鎳層氧化，從而影響鍍金層 的外觀和粘合力。
⑴電鍍鎳丨金板在后工序加工過程中出現(xiàn)掉 金導(dǎo)致印制板報(bào)廢。電鍍鎳丨金印制板在后工序加工 過程中，出現(xiàn)掉金的問題主要表現(xiàn)在電鍍后的蝕刻 工序和絲印阻焊不良品的返工過程，蝕刻過程出現(xiàn) 掉金和腐蝕鎳層的主要原因是堿性蝕刻液的?II值偏低，一般印制板生產(chǎn)過程中堿性蝕刻液的?II值控制 在8丨0-83范圍內(nèi)，而鍍鎳丨金印制板蝕刻的?II值最好 控制在偏高的范圍內(nèi)。絲印阻焊不良品的返工過程 中出現(xiàn)掉金主要原因是返工過程在高溫氫氧化鈉退 膜液中浸泡時(shí)間過長和反復(fù)清洗所導(dǎo)致。
(^)鍍金使用的整流器效果差。原鍍金使用的 是一臺(tái)精度不高的普通電鍍用整流器，而鍍金電流 密度本身要求比較小，以上原因?qū)е码娏鞑荒芫_ 控制，從而影響了電鍍金層的質(zhì)量。
3.2.2板面有手污點(diǎn)、手指印。
電鍍操作者手套老化，零件在周轉(zhuǎn)、加工過程 中拿板方式不正確，污染表面鍍層。
3.2.3線條缺陷
線條缺陷是圖形轉(zhuǎn)移過程操作不規(guī)范所導(dǎo)致， 其也是印制板生產(chǎn)過程中普遍存在的問題，因其所 占比例不大，本次工藝改進(jìn)不進(jìn)行重點(diǎn)討論改進(jìn)。
4改進(jìn)措施
電鍍工序?qū)D形轉(zhuǎn)移工序周轉(zhuǎn)過的電鍍鎳 乂金板進(jìn)行自檢，如發(fā)現(xiàn)板面有嚴(yán)重氧化和手指印的 板子，轉(zhuǎn)上工序重工，同時(shí)電鍍工序應(yīng)杜絕印制板 在本工序受到板面污染。 ^
⑵圖形電鍍銅電流密度采用工藝要求的下限 值，即1.8乂(如2,保證鍍銅層的光亮鍍，杜絕燒板、 鍍銅層不細(xì)致的質(zhì)量問題。
圖形電鍍銅后的板子，應(yīng)連續(xù)進(jìn)行電鍍鎮(zhèn)/金工序的加工，如后工序來不及加工，應(yīng)用烘干機(jī)清 洗并烘干待加工的板子，以防止板面氧化。
通過以下方法減少和清除電鍍鎳槽內(nèi)的
污染。
①每次電鍍鎳前，使用拖缸板電解2 11 ~ 4 11，除 去槽內(nèi)金屬雜質(zhì)污染。
②圖形電鍍的印制板在電鍍前在120 I;烘烤 15 ^!!!,減少濕膜層對(duì)鍍槽的污染。
③定期對(duì)鎳槽溶液進(jìn)行活性炭處理。
⑶嚴(yán)格按操作規(guī)范補(bǔ)加各種添加劑，補(bǔ)加過程 應(yīng)注意少加勤加的原則，特別要規(guī)范添加量少的潤濕 劑的補(bǔ)加，從而保證鍍鎳層的光亮度和平整性。
⑷將電鍍鎳丨金工序的清洗水改為純水，防止 清洗過程導(dǎo)致的鍍層表面氧化。
門)電鍍鎳丨金印制板的蝕刻過程中，蝕刻液的 ?11取上線值，最好控制在8.5?8.8之間，同時(shí)，提高 鍍鎳彳金印制板絲印阻焊的一次交驗(yàn)合格率，盡量減 少阻焊的退洗，以避免退洗過程導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。
0更換鍍金整流器，將原普通整流器更改為 脈沖整流器，提升脈沖電鍍反應(yīng)效果的穩(wěn)定性，保 證鍍金質(zhì)量。
5效果檢査
采取以上改進(jìn)措施后，電鍍鎳丨金的質(zhì)量有了較 大改進(jìn)，印制板鍍鎳〖金層色澤均勻，絲印阻焊烘烤 后板面氧化的不良品明顯下降，近兩個(gè)月共加工軍 品鍍镲〖金印制板300饑2,報(bào)廢率僅為3.00/0，達(dá)到預(yù) 期目標(biāo)。
