電鍍填孔凹陷偏大不良的改善

孫亮亮 席道林 萬(wàn)會(huì)勇

（廣東東碩科技有限公司，廣東 廣州 510288）

近年來(lái)，電子產(chǎn)品對(duì)于輕薄小、多功能、高可靠性的需求日益迫切，對(duì)印制電路板的技術(shù)要求越來(lái)越高，從工程、工藝設(shè)計(jì)到配套設(shè)備和人員操作等都提出了更高的要求[1]。采用垂直連續(xù)電鍍線（VCP）搭配可溶或不溶性陽(yáng)極進(jìn)行盲孔電鍍，在近幾年得到快速發(fā)展[2]。而填孔凹陷值偏大是線路板加工企業(yè)面臨的一個(gè)主要的問(wèn)題[3]-[5]。本文針對(duì)一種在垂直連續(xù)電鍍填孔中發(fā)現(xiàn)的底部凹陷偏大進(jìn)行深入研究，通過(guò)對(duì)設(shè)備排查及調(diào)整，最終徹底解決問(wèn)題。

1 填孔電鍍凹陷偏大現(xiàn)象描述

我公司某客戶采用的是水平沉銅和盲孔直填工藝方式，其中填孔設(shè)備采用不溶性垂直連續(xù)電鍍生產(chǎn)線，傳動(dòng)為最新一代鋼帶一體化設(shè)計(jì)。在FQC檢板過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)多個(gè)型號(hào)出現(xiàn)凹陷過(guò)大現(xiàn)象，且每片板都是局部不良，不良切片如圖1，面銅無(wú)異常，電鍍填孔效果表征示意圖如圖2所示。

通常凹陷（Dimple）評(píng)價(jià)填孔品質(zhì)∶內(nèi)層Dimple控制＜15 μm，外層Dimple控制＜25 μm。

2 填孔電鍍凹陷偏大原因分析

從不良切片圖來(lái)看，凹陷偏大微切片均出現(xiàn)了盲孔內(nèi)鍍銅明顯分層現(xiàn)象，填平位置盲孔切片無(wú)分層現(xiàn)象。從填孔機(jī)理分析，是因?yàn)樘羁纂婂冸娏鞑贿B續(xù)引起填孔不足，而最終產(chǎn)生凹陷偏大現(xiàn)象。填孔電鍍分層引起凹陷偏大真因查找如下。

圖1 盲孔凹陷偏大圖示

圖2 電鍍填孔效果表征示意圖

（1）銅缸槽液打入下槽，檢查缸體無(wú)掉板、無(wú)明顯異物進(jìn)缸現(xiàn)象；

（2）模擬陪鍍板數(shù)量不夠，受影響的僅為前后幾塊產(chǎn)品，表現(xiàn)為個(gè)體現(xiàn)象，切片有明顯的分層現(xiàn)象，無(wú)填孔效果，且表觀為整板填孔不良，如圖3所示；

圖3 陪鍍板不足異常板盲孔切片圖

（3）跟進(jìn)在線產(chǎn)品從板子進(jìn)銅缸到出銅缸過(guò)程中鉗表全程測(cè)量夾具電流，無(wú)明顯波動(dòng)，排除電源接觸不良；

（4）隨機(jī)調(diào)取三款有異常反饋產(chǎn)品電鍍資料，核查資料無(wú)誤；生產(chǎn)該款板期間，電流輸出正常，無(wú)異常報(bào)警；填孔線保護(hù)電流均設(shè)置80%無(wú)異常；浮架遮掩設(shè)置無(wú)異常。

（5）模擬因浮架卡住未完全回位，結(jié)果會(huì)造成局部填孔不良，現(xiàn)象基本吻合，但不良位置CMI測(cè)量銅厚比其他正常位置偏薄約15 μm，不同于此次問(wèn)題（本次電鍍分層引起凹陷大，面銅厚度無(wú)異常）；

（6）進(jìn)一步將FQC挑選的不良板進(jìn)行排布?xì)w類，發(fā)現(xiàn)固定寬度（約6 cm）兩面均凹陷過(guò)大，微切片均有分層現(xiàn)象，規(guī)律一致，查電鍍生產(chǎn)記錄，均顯示為填孔4#線生產(chǎn)，立即對(duì)現(xiàn)場(chǎng)填孔4#線產(chǎn)品進(jìn)行跟進(jìn)確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)在線產(chǎn)品板底部?jī)擅婢霈F(xiàn)凹陷偏大現(xiàn)象，結(jié)果如圖4。

圖4 底部凹陷偏大及切片圖

此問(wèn)題類似與另一家客戶單面底部凹陷偏大現(xiàn)象，立即對(duì)設(shè)備進(jìn)行再次確認(rèn)，由于此線設(shè)計(jì)噴管與板面距離15 cm，排除板子底部靠近噴管引起的阻擋電力線現(xiàn)象。經(jīng)進(jìn)一步與垂直連續(xù)電鍍?cè)O(shè)備商溝通了解，此電鍍線需要兼顧薄板生產(chǎn)，為了防止卡板，設(shè)備商在每個(gè)銅缸連接位加有導(dǎo)向塊。隨即對(duì)導(dǎo)向塊進(jìn)行確認(rèn)如圖5，長(zhǎng)100 cm×高6 cm，為PP實(shí)心板，板子在通過(guò)此位置期間，導(dǎo)向塊對(duì)電流擴(kuò)散產(chǎn)生影響，填孔爆發(fā)階段不能持續(xù)，造成填孔能力不夠（孔內(nèi)的分層線比面銅的分層線會(huì)更為明顯），最終產(chǎn)生凹陷偏大現(xiàn)象，原因等同于《垂直連續(xù)電鍍填孔凹陷的原因分析與改善》[7]中提到的單面凹陷偏大現(xiàn)象。

圖5 銅缸間導(dǎo)向塊圖片

3 改善后效果驗(yàn)證

根據(jù)真因分析結(jié)果，與設(shè)備商一起討論解決方案：去除現(xiàn)有的導(dǎo)向塊，浮架底部增加一對(duì)波浪條，既不阻擋電力線，又可以防止薄板卡板。

全線改造后跟進(jìn)首件及批量生產(chǎn)，未再出現(xiàn)板底兩面凹陷偏大現(xiàn)象，切片確認(rèn)也無(wú)分層現(xiàn)象，如圖6，此問(wèn)題得到徹底改善。

圖6 設(shè)備改造后生產(chǎn)板切片圖

隨著PCB技術(shù)的飛速發(fā)展，HDI板的要求會(huì)越來(lái)越高，垂直連續(xù)電鍍填孔技術(shù)的推廣和應(yīng)用會(huì)日益普及，作為技術(shù)應(yīng)用人員需要深入研究盲孔填平工藝中出現(xiàn)的各類問(wèn)題，并不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)本文提及的填孔電鍍底部分層引起的凹陷偏大問(wèn)題，期望能為后續(xù)的產(chǎn)品應(yīng)用和制程改善提供參考依據(jù)。

4 總結(jié)