沉铜、OSP问题实战解析与研讨____4

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,沉铜、,OSP,问题实战,解析与研讨,FTC,）,日期：,2009,年,11,月,11,1,钱学森,:,我所说的人才不是,一般,的人才,而是能够,解决重大,问题,进行,重大创新,甚至是,颠覆性创新,的人才,.,培养新一代的科技人才须走,科学,与,艺术结合,之路,:,科学,创新,的思想,火花,是从,不同领域,的,大跨度联想,激活的,.,科学工作是源于,形象思维,而终于,逻辑思维,.,2,背景：,一、沉铜问题实战解析与研讨,沉铜药水：,麦德美,M-15,系列；,沉铜设备：,竞铭机械股份有限公司。,3,背光不良,1,、定义：,沉铜之后的板，对测试孔进行切片后，通过背向光源观察孔壁铜的沉积情况，如透光级别小于要求的级别值，我们把此缺陷称着背光不良。,2,、标准：,我司的背光要求是：背光级别值,8,级，汽车板及一些高层特殊板背光级别值,9,级。（不同的药水供应商对级别值数的定义有所不同，但原理与实际要求都是一致的。,4,3,、麦德美沉铜药水的背光级别判定参考图：,5,6,4,、背光不良的类型：,、不过中和：,玻纤位出现透光，树脂位沉积效果较好,7,、不过除油：,玻纤位出现透光，树脂位沉积效果较好,8,、不过活化：,树脂位与玻纤位均未沉上铜,9,、不过速化：,100X,50X,树脂位出现透光，玻纤位沉积效果较好,10,、铜缸药水被速化剂污染：,树脂位与玻纤位均未沉上铜,11,、铜缸药水,HCHO,过低：,100X,50X,树脂位出现透光，玻纤位沉积效果较好,12,、铜缸药水,NAOH,过低：,树脂位局部出现透光，玻纤位沉积效果较好,13,、铜缸药水,F,过低：,100X,50X,树脂位出现透光，玻纤位沉上部分铜,14,、铜缸药水,CU,离子过低：,100X,50X,树脂位出现透光，玻纤位沉上部分铜,15,沉铜孔无铜不良,1,、定义：,因沉铜不良导致孔壁点状或环状无铜，影响电器性能的互连，我们把这种缺陷称为沉铜孔无铜。,2,、标准：,16,17,18,3,、沉铜孔无铜不良的类型：,、除油流程失效导致的孔无铜：,无铜区主要出现在玻纤位,19,、活化流程失效导致的孔无铜：,树脂、玻纤位均分布有无铜不良,20,、铜缸流程失效导致的孔无铜：,无铜区主要出现在树脂位,21,、沉铜后,-,板电孔内塞气泡或异物导致的孔无铜：,板电层从孔口至孔中心呈递减趋势，直至无铜,22,沉铜孔粗不良,1,、定义：,、 因沉铜除胶过度导致孔壁树脂位凹陷，此不,良称作凹陷型孔粗；,、因除油后清洗不干净，或在沉铜的过程中有异,物附着在孔壁上而形成的凸起不良（比如保,养不到位、水质受污染等），此不良称为凸起,型孔粗。,2,、标准：,23,3,、沉铜孔粗不良的类型：,、凹陷型孔粗不良：,除胶,过度,24,、凸起型孔粗不良：,俯视,图,垂直,切片,孔壁出现瘤状凸起,孔内铜蚀去,后孔壁光滑,无凸起不良,25,沉铜凹点不良（基材铜缺损）,1,、定义：,在沉铜过程中，因为药水的侵蚀，导致底铜局部点状缺失或穿孔，但沉铜层、电镀层完好，蚀刻退锡后底铜受蚀处铜面呈凹点状。,2,、不良图片：,26,3,、不良特征、发生的频率及数量：,、不良特征：底铜缺失或穿孔，断口整齐，基材,处未受到损伤，沉铜、电镀层完好；从外观上看,，像凹点,/,痕，大小不一，形状不一，板面分布无,规律，,H0Z-2OZ,的底铜之板均有此不良出现。,、发生的频率及数量：没有固定的型号，没有固,定的时间，每天出现,10-30PNLS,的不良。,27,4,、模拟实验及原因分析：,、经跟进来料一周，全检粗磨前与粗磨后的,板，没有发现有类似的不良缺陷，故可以排,除是来料与粗磨的问题，因沉铜层与电镀层,均完好，故可以排除板电及后工序的影响，,因此问题就可以锁定在沉铜拉的本身。,、沉铜拉除微蚀缸咬铜较大外，其他大多数都,是碱性药水，对铜的攻击不大，故先对微蚀,药水进行层别实验：,28,A,、模拟刚开缸,NPS,未溶解时对铜面的攻击：结,果铜面只出现轻微的凹点，未发现有类似的,不良；,B,、模拟高微蚀浓度（,NPS,：,140G/L,）、长时间,（,5MINS,）对铜面的攻击：结果板边出现露基,材，铜面整体微蚀均匀，未发现露铜，没有,出现类似不良。,由以上实验结果，结合本次不良可知：微蚀液不会对铜面产生点状局部攻击 ，它对铜面的攻击是均匀的，故可排除微蚀的影响。,29,、对沉铜拉所有药水成分进行分析，只有除胶,缸中高锰酸甲在酸性环境下会攻击铜面，后,巡拉发现操作人员为了保证除胶缸后水洗的,干净度，在水洗缸中不定时的加入中和剂与,硫酸，为验证是否是这一因素导致，我们进,行了以下实验,A,、,烧杯实验：,取除胶液,1L,放在电热炉上加热至,78,，放入底铜,1OZ,的板条，然后将中和剂与硫酸按,不同的比例加入烧杯中，放置,5MINS,，结果,6,个实,验中，发现,2,个实验出现铜面无规则的点状穿孔，,与生产中的异常完全一致。,30,B,、 反应机理及原因分析：,反应机理：,MnO4,-,+H,+,+ R2MnO4,2-,+1/2O,2,+2H,2,O,O +2CU CU,2,O,CU,2,O + O CUO,CU,2,O +H,+, CU,2+,原因分析：,因除胶缸到了保养末期，缸中存在一些悬浮物，此,悬浮物附着在板面上，当进入水洗缸时，这时刚好,加入硫酸与中和剂，那么悬浮物中藏留的高锰酸与,硫酸、中和剂就会发生剧烈反应，迅速将铜腐蚀掉。,31,5,、改善措施：,、禁止在除胶后水洗缸中添加硫酸与中和剂；,、将除胶后一级溢流水洗与二、三级溢流水洗,隔离，防止一、二、三级溢流水洗的相互污,染，保证 水洗的效果。,一级,二级,三级,流出,二级,三级,流出,改造前（三级水洗）,改造后（三级水洗）,32,ICD,不良之探讨,1,、定义：,多层,PCB,板中，在完成,PCB,制作或客户插件后，因内层铜环与孔壁铜的连接出现局部或环状分离，而影响电器性能的互连，我们将此缺陷称为,ICD,不良。,2,、标准：,33,34,35,36,3,、,ICD,不良的类型：,、,A,型不良：沉铜层与内层铜环之间发生分离的,不良。,37,影响因素与预防措施：,A,、钻孔时内层孔环上附着的胶渣，在沉铜除胶,时没有除干净，从而导致沉铜层与内层铜环,的剥离：,a,、钻孔异常导致内层铜环上的胶渣过厚，在沉,铜除胶时无法完全去除；（可从钻嘴质量及,钻孔参数等方面进行改善）,b,、沉铜除胶异常导致，内层铜环上的胶渣没有,清除干净（保证除胶温度、浓度、及时间）,38,、沉铜前微蚀效果差，不能将内层铜环上的氧,化等异物清除，不能为沉铜层的沉积提供良,好的沉积界面，从而影响沉铜层与内层铜环,的结合力而导致两者之间的分离。,a,、保证微蚀缸之前各水洗缸的清洁度及中和,缸的中和效果；,b,、控制好微蚀药水的浓度及温度，按时换缸,及作千尺补料。,39,、活化时间过长或速化不足，导致在界面处产,生一层屏障，从而减弱两者之间的结合力：,a,、将活化时间、浓度、温度控制在范,围内；,b,、保证速化药水的温度、浓度及处理时间，,作好换缸及千尺补料。,、各药水槽受除油剂等污染，或水质等问题导,致各水洗缸受污染，从而影响药水与水洗对,内层铜环的处理效果：,40,a,、按规范操作，防止药水的交叉污染；,b,、按时做好大保养，并对水质进行监控。,41,、,B,型不良：板电铜与沉铜层之间发生分离的,不良。,42,影响因素与预防措施：,沉铜后孔内铜面受到严重氧化或污染，从而影响沉铜层与电镀层的结合力而发生分离：,a,、保证铜缸后水洗的清洁度；,b,、做好水质的监控；,c,、沉铜完的板必须马上放进浸酸槽中，不能将,板暴露在空气中；,d,、按要求及时更换浸酸液；,e,、板电前最好过除油及酸洗流程,43,、,C,型不良：沉铜层本身发生裂离的不良。,44,影响因素与预防措施：,因沉积速率过高，导致沉铜层内部结晶不致,密，从而影响其对抗应力的强度而发生内部,分离（一般多发生在沉厚铜工艺上）：,a,、控制好铜缸药水浓度、温度、时间；,b,、控制好沉铜速率及其厚度。,45,4,、,ICD,不良之测试板的设计讨论：,、业界实验室常用的测试板之设计：,46,47,48,、我司目前的测试板之设计：,A,、,TG130 / TG150 ,，,6-10,层板；,B,、底铜,1OZ/2OZ,，压板结构界质层厚度不一；,C,、采用梅花距阵设计，便于测试追踪不良孔；,D,、对于钻孔参数、钻嘴质量、沉铜参数、板料,质量对,ICD,的影响均可进行较好的测试；,E,、内层互连的完整性可通过,28810SEC,漂锡,7,次,-10,次冲击来测试；,F,、测试有问题的孔，可以通过水平及垂直切片,来进行观察分析（用碱性微蚀液进行微蚀）。,49,50,51,52,二、,OSP,问题实战解析与研讨,背景：,OSP,药水：,乐思,CU106-HT,系列；,OSP,设备：,宇宙,PCB,设备股份有限公司。,53,膜厚影响因素之研究,1,、抗氧化缸,PH,值对膜厚的影响 ：,B,拉,PH,值,膜厚,（,um,）,咬蚀量 （,um,）,速度,(,m/min,),温度,(,),备注,2.8,0.32,1.2,1.4,36,实际生产中,PH,控,制范围（,2.8-3.1,）,2.9,0.38,1.2,1.4,36,3.0,0.40,1.2,1.4,36,3.1,0.41,1.2,1.4,36,3.2,0.42,1.2,1.4,36,3.4,0.44,1.2,1.4,36,、测试数据：,54,、关系曲线图：,55,2,、行板速度对膜厚的影响,、测试数据：,B,拉,速度,(,m/min,),膜厚,(,um,),咬蚀量,(,um,),PH,值,温度,(,),备 注,1.2,0.35,1.2,2.9,36,实际生产速度控制范围：,1.2-1.8,m/min,1.4,0.38,1.2,2.9,36,1.7,0.391,1.2,2.9,36,2.1,0.405,1.2,2.9,36,2.3,0.417,1.2,2.9,36,2.5,0.42,1.2,2.9,36,56,、关系曲线图：,57,、测试数据：,3,、抗氧化缸温度对膜厚的影响,B,拉,温度,(,),膜厚,(,um,),咬蚀量,(,um,),PH,值,速度,(,m/min,),备注,30,0.425,1.2,2.9,1.4,实际生产温度控制范围：,32-42,32,0.417,1.2,2.9,1.4,34,0.40,1.2,2.9,1.4,36,0.38,1.2,2.9,1.4,38,0.362,1.2,2.9,1.4,40,0.351,1.2,2.9,1.4,58,、关系曲线图：,59,、测试数据：,4,、预浸缸,PH,值对抗氧化膜厚的影响,B,拉,预,浸,PH,膜厚,（,um,）,咬蚀量,（,um,）,速度,(,m/min,),抗氧化,缸,PH,抗氧化温,度,(,),备注,8.0,0.272,1.2,1.4,2.9,36,实际生产,PH,控制范围：,（,8.5-9.5,）,8.2,0.288,1.2,1.4,2.9,36,8.5,0.33,1.2,1.4,2.9,36,8.8,0.363,1.2,1.4,2.9,36,9.0,0.42,1.2,1.4,2.9,36,9.5,0.465,1.2,1.4,2.9,36,10.0,0.51,1.2,1.4,2.9,36,10.5,0.542,1.2,1.4,2.9,36,11.0,0.567,1.2,1.4,2.9,36,60,、关系曲线图：,61,5,、 小结：抗氧化,B,拉,HT,药水，对膜厚影响的因素主,要有抗氧化缸的温度、,PH,值、,RA,的浓度、行板速,度及预浸缸的,PH,值，从其与膜厚关系曲线可看出：,、膜厚随抗氧化缸的,PH,值、预浸缸的,PH,值、行,板速度的升高而增加，抗氧化缸温度的升高而,减少；,、其中对膜厚影响最大的是预浸缸的,PH,值，其作用,是对微蚀后的铜面进行均匀的有机处理，为抗氧,62,化缸的成膜提供了基础与保障，在其它参数都符合要的情况下，预浸缸,PH,值的升高或降低，膜厚随之有明显的变化。,、其中对膜厚影响最大的是预浸缸的,PH,值，故在,实际生产控制中如其它参数在控制范围内，一般,是通过调整预浸缸,PH,值及行板速度来控制膜厚的 。,63,氯离子对微蚀速率的影响因素之研究,1,、背景：,、微蚀药水：,殷田,YT-33R,系列；,、测试设备：,烧杯实验（如使用,OSP,设备做实验效果,就更佳）；,、测试方法：,、使用的覆铜板；,、采用称重计算微蚀速率。,64,2,、曲线图：,0 0.3 0.5 1 2 4 8 16,（，,mm/L,）,um/min,65,3,、小结：,氯离子对微蚀的速率影响非常明显，从曲线图,可以看出：,、当的浓度从,.,mm/L,递增时，,微蚀速率呈明显递减；,、当的浓度从,.,mm/L,递增时，,微蚀速率变化不大；,、当的浓度从,mm/L,递增时，,微蚀速率呈明显递增，但始终比没有添加,要小。,66,膜厚不均、膜面发紫不良,发紫不良图片,膜面发紫,67,、铜面局部受到药水污染，或停放时间太长，而导,致铜面严重氧化，在做时，微蚀无法将氧,化层清除干净，影响上膜效果，出现局部膜薄或,不上膜，从产生发紫不良，预防改善措施如下：,、未做抗氧化的板须存放在专用的板架上，禁止,放在地板上，以防止药水溅落在板面上造成污,染；,、合理安排生产计划，在抗氧化车间的板，在一,周内必须安排做完；,成因及预防改善措施,68,、如发现铜面严重氧化的板，可以先过酸洗幼磨,将氧化层清除干净后再做；,、上膜后受到酸液等污染，膜面遭到破坏，譬如：,抗氧化缸后面的水洗缸未及时保养、酸度过高，,板子放在地面上受到药水的污染等，预防改善措,施如下：,、按照要求做足保养（更换棉芯、水洗,槽，清洁行辘、缸壁等）；,、做完的板须即刻放进检板房，同时避免,将板子放在地面上等低处。,69,、因微蚀浓度过低、喷嘴堵塞、或微蚀液受污染、,老化等而导致的膜面发紫，预防改善措施如下：,、做好千尺补料，及时化验，防止浓度失调；,、及时换缸，防止药水老化；,、使用专用的补料器具，防止药水的交叉污染，,特别是要防止氯离子污染微蚀药水；,、做好日常保养，检查喷嘴有无堵塞，如有须清,理后再行生产。,70,、因预浸液浓度失调、喷嘴堵塞、或预浸液受污染、,老化等而导致的膜面发紫，预防改善措施如下：,、做好千尺补料，及时化验，防止浓度失调；,其,中提高值及的浓度，是提,高膜厚，改善发紫不良最简便有效的方法,；,、及时换缸，防止药水老化；,、使用专用的补料器具，防止药水的交叉污染，,特别是要防止氯离子污染微蚀药水；,、做好日常保养，检查喷嘴有无堵塞，如有须清,理后再行生产。,71,、因抗氧化缸药水浓度失调、偏低、总酸度过,高，或槽液老化等而导致的膜面发紫，预防改善,措施如下：,、做好千尺补料，及时化验，防止浓度失调，尤,其是对及值的控制，另也要按时,进行补加；,、及时换缸，防止药水老化；,、使用专用的补料器具，防止药水的交叉污染，,特别是要防止氯离子污染微蚀药水。,72,、因抗氧化返工板退膜不净导致的膜面不良：,、禁止做完的板进行高温烤板后再返工；,、控制好退膜速度与退膜液的浓度，批量返工须,走机退流程，不能采用手动退膜，且要做好首,的监控，后方可批量返工；,、退膜后过一次幼磨（软刷）后再做。,73,位脏污不良、局部色差不良,、位脏污不良：,、不良图片：,污物从孔中流出,并沾覆到上面,74,塞孔油墨中出现葫芦状的坑洞，,此凹坑中极易藏药水、污物等,75,、不良成因：,因此板本身的设计比较特殊，板厚较厚（,.,），位处,.,的孔要求绿油塞孔且单面开窗，故板子在过水平线时，此孔中很易藏药水、污物，尤其是当绿油控制失效，塞孔油墨中出现凹缝时；当板子做完后，凹缝污液一时流不出来，但到了客户处时间一长，此污物就从孔中慢慢溢出来，沾污了位。,76,、预防改善措施：,、控制好绿油的相关参数（塞孔、预烤、暴光、,显影等）；,、水平拉生产时，位一律朝上放，开窗的,一面朝下放置；,、抗氧化前过一遍抗氧化拉的磨板段，以便冲,刷孔中的脏物；,、控制好烘干参数，保证烘干效果；,、抗氧化后及包装均采用新纸皮隔板，起吸湿与,防止板子之间的交叉污染的作用。,77,、位局部色差不良：,、不良图片：,靠板边的孔边出现膜面色差,78,、不良成因：,因此板本身的设计比较特殊，板边的定位孔相对独立，周围没有关位铜，因此形成一个相对高位的凸起，板在过完预浸后，在滚辘的压擦下，会对此凸起位形成较大的摩擦，从而擦伤预浸膜，并影响其在抗氧化缸中的正常上膜，因此处上膜厚度相对其它位置要薄，故形成色差。,、预防改善措施：,在板边包红胶纸，降低孔,RING,相对高度，减少滚辘对其的摩擦力。（亦可通过其他方式进行改善）。,79,膜厚偏薄、偏厚不良,膜厚偏薄、偏厚不良：,在保证抗氧化缸药,水浓度及,PH,正常的情况下，通过调整预浸,缸,PC-1030,的浓度及提高,PH,来改善，是最简,单、最省事、最有效的方法。,80,膜面结晶、膜面异物不良,1,、膜面结晶：为抗氧化缸,RA,析出后沾附在板,面上所致。,、成因：,A,、抗氧化缸长时间未做保养，尤其是吸水,棉辘未及时做清洗与更换；,B,、抗氧化缸,PH,过高，导致,RA,析出加速；,C,、用氨水调整抗氧化缸的,PH,值时，禁止一,次性大量、直接加在行板槽及主槽中，,必须少量多次缓慢从副槽加入,81,、预防改善措施：,A,、按时保养，尤其是要及时更换、清洁吸,水棉辘；,B,、如发现,PH,偏高，要及时进行调整；,C,、用氨水调整抗氧化缸的,PH,值时，必须少,量多次缓慢从副槽加入，一般采用,DI,水,稀释后从特制添加盒中加入。,82,2,、膜面异物：为板面或抗氧化拉本身的异物,沾附在板面上所致。,、成因：,A,、抗氧化拉未按时做保养，尤其水洗缸、,吸水棉辘未及时做清洗与更换；,B,、,OSP,前，铜面上就沾附有胶渍等异物；,、预防改善措施：,A,、按时做好保养，及时更换、清洁水洗缸、,吸水棉辘；,B,、在抗氧化过幼磨磨板（软刷），如抗氧,化拉匹备有磨板段就更好。,83,朱熹,:,问渠那得清如许,为有源头活水来。,古语,:,人的心大了,大事也变小了,;,人的心小了,小事也变大了,.,84,THANKS！,THE END！,85,