金面发白问题分析

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1、于 M e t a l l iz a t io n 但成本偏高 ，硬度 偏 低 。 3 金面发白的两种主要现象 一种为镀层粗糙呈现发白，一种为底镍层牛奶 状发蒙发白 ( 也是粗糙，只是相对轻微) 。产生 原因主要是底铜层底镍层粗糙/ 发白使金层呈现发 白，金层粗糙/ 太薄或镀合金层造成金层发白 ( 阻 焊后呈现暗色) ，见表2. 4 现象 2 0 0 6 年5 月底，全板电 镀金线出现高电流密度 区发白，在大面积电镀金板件四周出现粗糙现象， 但没形成明显的凹凸状，感觉是牛奶片状发雾一 样。用2 5倍放大镜观察，表面粗糙不平，片状中 央部位严重，四周轻微 ( 片状呈现大小头，有拖 尾现象) ，主

2、要集中在板件的高位部分 ( 特别是 靠近夹具的旁边) 。并且，发生板件主要出现在 挂板方向靠在电镀溶液液面部位和缸壁两侧部位， 其它部位相对轻微。 5 原因确定及改善措施 表2 产生原因 金层质 量不好 镀金层 不致密 镀镍层 粗糙 镀镍层 发白 镀铜层 粗糙 1 . 电流偏小，时间太短，接触不良。 2 . 主盐浓度、比重、p H值、温度偏低，过滤不良。 3 . 阳极钝化 ( 需用HCI 浸泡) 。 1 . 金属杂质离子含量偏高，金液有机污染 ( 金层雾状发白) 。 2镍离子含量高，镍与金共沉积，使金面呈现灰白色，此时也影响可焊性。 1 . 电 流 太大 ， 主 盐 浓 度 偏 低， 比 重

3、偏小 ， p H值 过 高。 2 . 金缸药液内颗粒杂质太多，过滤不良。 3 . 有机污染。 1 . 电 流偏大，主盐偏低，p H值偏高，浴液温度偏高，搅拌不足，阳极钝化，镍阳极不足。 2 . 光亮剂不足或过多或多种组分光亮剂比例失调;有机物污染，T O C严重超标。 3 . 镍缸内有颗粒杂物 ( 阳极袋破旧、阳极泥过多、阳极袋低于液位、过滤不足、氯离子含量过高、添 加物料未完全溶解) 。 4 . 过滤泵漏气产生针孔。 5 . 底铜粗糙。 l . 金属杂质离子污染。 2 . 光亮剂不足或过多;或者多组分光亮剂比例失调 ( 特别是开新缸后如控制不当易出现) 3 . 底铜发自 ( 光亮剂不足或超量

4、，沉铜层发自) 。 4 . 有机污染。 1 . 搅拌不足，电流偏大，主盐偏低，硫酸不足，阳极钝化，阳极铜球不足。 2 . 光亮剂不足或多种组分光亮剂比例失调;有机物污染，T O C严重超标 ( 会影响邦定和可焊性) 。 3 . 铜缸内有颗粒杂物 ( 阳极袋破旧、阳极泥过多、阳极袋低于液位、过滤不足) 。 4 . 过滤泵漏气产生针孔。 5显影不洁 ( 曝光过量、贴膜至显影时间太长、显影质量不好、显影后清洗不十净、消泡剂质量不好 或添加过量) 、显影后板面污染，致使镀铜前处理无法处理干净。 6 . 镀铜前处理除油剂质量异常，不能清洁板面或污染板面;除油后水洗不充分。 3 5 P r i n t e

5、 d C ir c u it I n f o r ma t i o n印制电路信息2 0 0 6 N o . 1 2 . . . . . . . 于 M e t a lliz a t io n 化验光亮剂含量，P C - B在控制范围 内，但S A- 1 超出控制要求。为了确保化验结果的 可信性，取样由安美特公司化验分析光亮剂含量 ( 结果见表 3 ) ，同 时检验总有机碳含量 ( T OC) 含 量 。 ( 3 )根据板件表观现象和光亮剂化验结果，判 定光亮剂比例失调造成的可能性比有机污染造成的可 能性高 ( 工艺人员曾在化学室模拟有机污染作霍尔槽 试验，表观现象没有此严重) ，故先调整光亮

6、剂比 例，观察是否能改善镀层质量或恢复正常。如方案 可行，再安排做相应碳处理，进一步改善镀液性能。 ( 4 ) 根据化验结果，决定暂停补加S A - 1 光亮 剂 ( 建议逐步减少添加量，逐步恢复到控制范围 内) ，P C - B按正常补加:同时，在调整光亮剂过 程中，加强碳芯过滤频率，控制有机污染量的升 nl 】。 ( 5 )但是，调整两周后 ( 期间板件产量刚好 偏小，故调整时间偏长) ，此现象并没有像想象的 那样好转。因此，要求安美特公司协助碳粉处理试 验，处理过滤后再作霍尔槽试验:槽片高位有严重 烧焦和针孔，高位局部有发白现象，调整光亮剂含 量 ( 增加或减少)改善也不大。同时，取样安

7、美 特化验碳处理后光亮剂含量和T O C含量:光亮剂变 化较大，T O C一次碳处理后也只约降低7 0 0 m g / L , 不明显。由于霍尔槽试验无法调整到理想状态，故 暂不考虑碳处理方案，见表4 0 ( 6 )由于前面改善措施不理想，安美特工程 师又到我司现场协助处理，根据板件表观实际情 况，认为可能是镍缸药液内金属杂质含量偏高，造 成金属离子污染，要求添加除杂水拖缸除杂质。因 此，根据供应商提供添加方法、拖缸要求进行除杂 处理。在添加除杂水同时，外协总部化验金属杂质 离子含量，实际并没有超标 ( 具体结果见表5 ) a 拖缸后试板，并没有改善，排除了金属离子污染的 可能性 ( 金属离子

8、污染，最易造成电镀镍金后孔口 ，孔化与电镀 表3 ，六了失行于一万 尸 尸尸气尸-甲尸甲尸，一 - - ，- -一一 一-甲-.，-一 一.一. 署 P丫- 要求范围 化验结果 备注 一 _一 : 铺 助 赴S A - 1 , ， ， -. ;矛 . ; 弄 3 - 5 mV L 8 . 8 mI/ L 1 . 两种光亮剂中，都含有有机和无机成分 添 J* P j 2 -C- 14 5 - 7 ml / L 6 刁 4ml 几 T OC 4 0 0 0 m g / L 5 3 6 3 m g / L ，化验只是根据无机化验部分推算光亮剂含量。在实际化验过 程中和生产情况经验判定，P C - B

9、化验结果相对准确，可信度高:但S A - 1 化验结果准确度相对偏低， 只能作为一个参考。 2 . P C - B :减少镀层的内应力，增加柔软性及维护最佳光泽。在活性碳连续过滤下只能除去微量，电解 时消耗量也较少，但需关注开新缸时此种光亮剂的消耗。 3 . S A - 1 :供给光亮度和填平度，减低氢气析出而形成的气孔。如其含量过低，镀层缺乏光泽和填平力。 S A - 1 主要为电 解时消耗，正常活性碳处理不能显著减少其浓度。同时，随着时间的推移，其化验结果 可信度会越来越低，即化验结果越来越高 ( 主要是分解产物) ，实际没有那么高。 4 . Y - 1 9 :润湿剂，防止镀层产生针孔和保

10、持镀层内应力在要求范围内。 表4 项且_ _-.S A .f 一 4 . 0 m1 / L 一 一6 .5 m V t- 1 碳处理后光亮剂没有明显降低: TOC 6 .4 m l/ L 5 4 1 0 m g / L 一 _ 3 .6 m 成4 6 8 9 m g / L 主要系光亮剂在使用过程中有分解现象，此分解产物碳处理是难以处 理掉的。也是由 于此点，镀镍缸T O C含量会不断上升，正常碳芯过滤也不会有较大降低:并且，随 着生产时间的推移，镀镍缸内T O C会继续逐步上升，直至不能使用。 2 . 此时做试验板检验邦定试验情况: 板件质量己受轻微影响。 . . . P r i n t e

11、 d C i r c u it I n f o r m a t i o n印制电路信息2 0 0 6 N o . t 2 M e t a l liz a t io n 电流过大，主盐浓度过低 ( 包括硫酸浓 度 ); 溶液内有杂质离子或颗粒状东西 ( 过滤不 良、阳极袋破损、阳极泥过多) ; 表6 要 求范围3 5 m l/ L 5 - 7 m l/ L毛 4 0 0 0 m g / L 碑 拇 绣 来 - 一 二 一 ，_一，_ 一 ” ， 匹 _ _ _ _ _ _ _ _ ,_3 2 . _ _ 一_了_一_ _ 一_卜_ _一_ 一 3 7 9 m g /L 一 说明新开缸时，必须关注

12、一点:光亮剂的添加量必须控制适当，否则会导致高位或低位发蒙 ( 呈 现牛奶状 发雾) 。特别是对于新缸、新钦蓝、新阳极袋，都会大量吸附光亮剂。如果光亮剂为多组份，则由 于每种光亮剂不同组成导致各自 吸附量不一样，最终导致光亮剂比例失调。如P C - B相对偏高，失去标 准匹配范围，会导致高位发蒙;相反S A - 1 相对偏高，失去标准匹配范围，会导致低位发蒙发白。故 在开新缸后，应多做霍尔槽试验、哈宁槽试验 ( 如果光亮剂含量能够化验，则需加大化验频率) ，以 便及时调整光亮剂含量，保证生产板件质量。 5 . 2 注意力转移 镍缸换缸后，发雾现象消失，却出现粗糙现 象，表观镍层呈现粗糙发白现象

13、，放大镜观察，表 面呈现凹凸不平，故把注意力转移到镀铜。 ( 1 )虽然板件高位发雾现象消失，但高位又 出现粗糙现象，镍缸霍尔槽试验情况良好，产生原 因向前推移。 ( 2 )故此，生产试板:电镀金线正常加工板 件，表观质量粗糙，达不到品质要求;但从电镀 锡线电镀好基铜板件拿到全板电镀镍金线电镀镍金 ( 正常除油、微蚀、活化) ，加工后板件表观质 量正常。因此，初步判定是电镀镍金线铜缸有异 常，把重点转移到铜缸。此时质量正常的板件，只 是没有经过全板电镀金镍线电铜缸而己。 ( 3 )因此，打铜缸药水作霍尔槽试验:发现 高位烧焦严重，霍尔槽片表面呈现一种凹凸的现象 有机物污染; 过滤漏气 ( 此时

14、产生针孔，不会出现片片状 粗糙现象，并且不会只集中在高位地方) 。同时， 针孔用放大镜观察，孔内有反光现象。 ( 5 )生产班组把铜缸阳极提出，发现阳极袋 有少许破漏之处，同时袋内积有部分阳极泥，缸底 也有零星铜球和一块掉缸的板件、边条。生产线按 工艺保养清洗铜球、缸体，同时清除缸内杂物，并 要求所有阳极袋换成新的，清洗倒缸后多次过滤铜 缸 药水 。 ( 6 )调查工艺外协化验光亮剂情况:发现5月 底取样外协安美特化验光亮剂含量和6 月初取样化验 铜光亮剂含量都低于要求范围，见表7 0 ( 7 )因此，要求马上调整光亮剂含量，按少 量多次补加 ( 每次补加量控制在5 0 0 m1 - 1 0

15、0 0 m1 ) o (D 2 2 / 2 4 号缸多补加F P L e v e l l e r 6 m l / L , 2 3 号缸 P r i n t e d C i r c u it I n f o r m a t io n印制电路信息2 0 0 6 N o . 1 2 . . . M e t a l liz a t io n 一种O K试验板虽经过电 镀金线电 镀铜，但是加 强了微蚀处理，把残留脏物清除干净了。 ( 3)试板:一切良好。 6 措施改善结果检查 经过对铜缸光亮剂调整和更换除油剂后，没有 再出现高位粗糙现象。 7 总结经验 ( 1 )此次电镀金线连续出现工艺问题，反映 出平

16、时工艺调整和工艺监控工作没有到位，导致生 产线处于不稳定状态，加重问题的严重性。一个问 题处理完，另一个问题接连出现，影响工艺分析和 判 定 。 ( 2)鉴定问题时，应首先排除板件表面现 象，就板件存在问题进行原因分析和排除，利用鱼 骨图列出所有影响因素，再根据侧重点逐一验证排 除，先 易后难 。 处理在线问题的步骤 ( P D C A ) : P( 界定 问题，原因分析，确认原因，制定对策)D ( 实 施计划)一C ( 检查效果)- - A ( 总结经验，遗 留问题 ) 。 高位粗糙现象即可以采取的工艺验证方法: 这样可以加速处理速度，见表 1 1 . 在验证原因分析时，方法必须正确或验证到 位 ( 避免由于跟进不到位重复验证，影响判定依据 和加长问题处理时间) 。 在进行工艺验证时，必须考虑验证风险，并 提前做出预防措施。 忽略掉高位粗糙现象主要集中发生