ปัญหาทั่วไปของเทคโนโลยีการชุบทองแดงในกระบวนการ PCB คืออะไร? ทางแก้คือ...

การชุบทองแดงด้วยไฟฟ้าเป็นการเคลือบผิวล่วงหน้าที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อปรับปรุงแรงยึดเกาะของผิวเคลือบ การเคลือบทองแดงเป็นส่วนสำคัญของระบบทองแดง/นิกเกิล/โครเมียมของการเคลือบตกแต่งเพื่อการป้องกัน การยึดเกาะและความต้านทานการกัดกร่อนระหว่างสารเคลือบมีบทบาทสำคัญ การชุบทองแดงยังใช้สำหรับการป้องกันการเกิดคาร์บูไรเซชันเฉพาะที่ การทำให้รูของบอร์ดพิมพ์เป็นโลหะ และเป็นชั้นผิวสำหรับม้วนการพิมพ์ ชั้นทองแดงที่ผ่านการเคลือบสีหลังจากผ่านกระบวนการทางเคมี เคลือบด้วยฟิล์มออร์แกนิก ยังสามารถนำไปใช้ในการตกแต่งได้อีกด้วย ในบทความนี้ เราจะแนะนำปัญหาทั่วไปที่พบในกระบวนการ PCB ของเทคโนโลยีทองแดงชุบด้วยไฟฟ้าและวิธีแก้ปัญหา

1. ปัญหาทั่วไปของการชุบทองแดงกรด

การชุบด้วยไฟฟ้าคอปเปอร์ซัลเฟตครองตำแหน่งที่สำคัญอย่างยิ่งในการชุบด้วยไฟฟ้า PCB คุณภาพของการชุบทองแดงด้วยกรดมีผลโดยตรงต่อคุณภาพและคุณสมบัติเชิงกลที่เกี่ยวข้องของชั้นทองแดงที่ชุบด้วยไฟฟ้า และมีผลกระทบต่อการประมวลผลที่ตามมา ดังนั้นวิธีการควบคุมคุณภาพของการชุบด้วยไฟฟ้าด้วยทองแดงกรดจึงเป็นส่วนสำคัญของการชุบด้วยไฟฟ้า PCB นอกจากนี้ยังเป็นหนึ่งในกระบวนการที่ยากสำหรับโรงงานขนาดใหญ่หลายแห่งในการควบคุมกระบวนการ ปัญหาทั่วไปของการชุบด้วยไฟฟ้าทองแดงด้วยกรดส่วนใหญ่รวมถึงต่อไปนี้: 1. การชุบด้วยไฟฟ้าแบบหยาบ; 2. อนุภาคทองแดงชุบด้วยไฟฟ้า (พื้นผิวกระดาน) 3. หลุมชุบด้วยไฟฟ้า 4. ผิวกระดานเป็นสีขาวหรือสีไม่สม่ำเสมอ เพื่อตอบสนองต่อปัญหาข้างต้น มีการสรุปผลและดำเนินการวิเคราะห์สั้น ๆ และมาตรการป้องกัน

(1) การชุบหยาบ

โดยทั่วไปแล้วมุมกระดานจะขรุขระซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากกระแสไฟฟ้าที่ชุบมาก คุณสามารถลดกระแสไฟและใช้การ์ดมิเตอร์เพื่อตรวจสอบว่าจอแสดงผลปัจจุบันผิดปกติหรือไม่ ในสมัยราชวงศ์หมิง อุณหภูมิต่ำในฤดูหนาว และสารให้แสงสว่างไม่เพียงพอ และบางครั้งแผ่นกระดานที่ทำใหม่และแยกเป็นแผ่นบางแผ่นไม่ได้รับการทำความสะอาดอย่างเหมาะสม และสถานการณ์ที่คล้ายกันอาจเกิดขึ้นได้

(2) เม็ดทองแดงบนกระดานชุบด้วยไฟฟ้า

มีหลายปัจจัยที่ทำให้เกิดอนุภาคทองแดงบนกระดาน ตั้งแต่การจมของทองแดงไปจนถึงกระบวนการถ่ายโอนรูปแบบทั้งหมด และการชุบทองแดงด้วยไฟฟ้าเองก็เป็นไปได้ ผู้เขียนเคยเจออนุภาคทองแดงบนผิวกระดานที่เกิดจากทองแดงจมในโรงงานขนาดใหญ่ของรัฐแห่งหนึ่ง

อนุภาคทองแดงบนพื้นผิวกระดานที่เกิดจากกระบวนการแช่ทองแดงอาจเกิดจากขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่งในการแช่ทองแดง การล้างไขมันแบบอัลคาไลน์ไม่เพียงแต่ทำให้เกิดความหยาบบนผิวกระดานเท่านั้น แต่ยังทำให้รูมีความหยาบในรูเมื่อน้ำมีความกระด้างสูงและมีฝุ่นจากการเจาะจำนวนมาก (โดยเฉพาะแผงสองด้านที่ไม่มีรอยเปื้อน) ความหยาบด้านในและสิ่งสกปรกที่มีลักษณะคล้ายจุดเล็กน้อยบนพื้นผิวบอร์ดสามารถลบออกได้ด้วยการกัดแบบไมโคร มีหลายกรณีของการกัดระดับจุลภาค: คุณภาพของสารกัดกรดระดับไมโครอย่างไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์หรือกรดซัลฟิวริกต่ำเกินไป หรือแอมโมเนียมเพอร์ซัลเฟต (โซเดียม) มีสิ่งเจือปนสูงเกินไป โดยทั่วไปแนะนำว่าควรมีค่า CP เป็นอย่างน้อย เกรด นอกเหนือไปจากเกรดอุตสาหกรรม ความล้มเหลวด้านคุณภาพอื่น ๆ จะเกิดขึ้น; ปริมาณทองแดงของถังกัดไมโครสูงเกินไปหรืออุณหภูมิต่ำ ทำให้เกิดการตกตะกอนของผลึกคอปเปอร์ซัลเฟตอย่างช้าๆ ของเหลวในถังขุ่นและเป็นมลพิษ วิธีแก้ปัญหาการเปิดใช้งานส่วนใหญ่เกิดจากมลภาวะหรือการบำรุงรักษาที่ไม่เหมาะสม เช่น การรั่วไหลของอากาศจากปั๊มกรอง ความถ่วงจำเพาะต่ำของของเหลวในถัง และปริมาณทองแดงสูง (เวลาการเปิดใช้งานของกระบอกสูบการเปิดใช้งานนานเกินไป มากกว่า 3 ปี ) ซึ่งจะผลิตอนุภาคสารแขวนลอยในของเหลวในถัง หรือคอลลอยด์ที่ไม่บริสุทธิ์จะถูกดูดซับบนพื้นผิวจานหรือผนังรู ซึ่งจะมาพร้อมกับการสร้างความหยาบในรู การลอกกาวหรือการเร่งความเร็ว: น้ำยาอาบน้ำมีความขุ่นหลังจากใช้งานนานเกินไป เนื่องจากน้ำยาลอกกาวส่วนใหญ่เตรียมด้วยกรดฟลูออโรโบริก ดังนั้นกรดจะโจมตีเส้นใยแก้วใน FR-4 ส่งผลให้ซิลิเกตเพิ่มขึ้นและ เกลือแคลเซียมในอ่างอาบน้ำ นอกจากนี้ การเพิ่มขึ้นของปริมาณทองแดงและดีบุกที่ละลายในอ่างจะทำให้เกิดอนุภาคทองแดงบนกระดาน

ถังจมทองแดงมีสาเหตุหลักมาจากกิจกรรมที่มากเกินไปของของเหลวในถัง ฝุ่นในอากาศที่กวน และอนุภาคขนาดเล็กจำนวนมากที่แขวนลอยอยู่ในของเหลวในถัง วิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพ หลังจากสะสมทองแดงแล้ว ควรเก็บถังกรดเจือจางของแผ่นทองแดงไว้ชั่วคราว ของเหลวในถังควรรักษาความสะอาดและควรเปลี่ยนของเหลวในถังในเวลาที่ขุ่น เวลาในการเก็บรักษาของบอร์ดแช่ทองแดงไม่ควรนานเกินไป มิฉะนั้น พื้นผิวของบอร์ดจะถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายแม้ในสารละลายที่เป็นกรด และฟิล์มออกไซด์จะจัดการได้ยากขึ้นหลังจากการออกซิเดชั่น ดังนั้นอนุภาคทองแดงก็จะ ที่เกิดขึ้นบนผิวกระดาน อนุภาคทองแดงบนพื้นผิวกระดานที่ฝากไว้โดยกระบวนการจมทองแดงที่กล่าวถึงข้างต้นโดยทั่วไปจะกระจายอย่างสม่ำเสมอบนพื้นผิวกระดาน ยกเว้นการเกิดออกซิเดชันของพื้นผิวกระดาน และความสม่ำเสมอนั้นแข็งแกร่ง และมลพิษที่เกิดขึ้นที่นี่จะทำให้ไม่ว่าจะเกิดอะไรขึ้นก็ตาม เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าหรือไม่ สำหรับการสร้างอนุภาคทองแดงบนพื้นผิวของแผ่นทองแดงชุบด้วยไฟฟ้า สามารถใช้บอร์ดทดสอบขนาดเล็กบางรุ่นเพื่อควบคุมและตัดสินทีละขั้นตอนได้ สำหรับบอร์ดที่เสียในสถานที่นั้นสามารถแก้ไขได้ด้วยแปรงขนอ่อน นอกจากนี้ยังสามารถชุบและเคลือบระหว่างการชุบด้วยไฟฟ้าได้) หรือการทำความสะอาดหลังจากการพัฒนาไม่สะอาด หรือวางบอร์ดไว้นานเกินไปหลังจากการถ่ายโอนรูปแบบ ส่งผลให้ระดับการออกซิเดชั่นของพื้นผิวบอร์ดแตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากพื้นผิวบอร์ดนั้น ทำความสะอาดหรือจัดเก็บไม่ดี เมื่อมลพิษทางอากาศในโรงงานมีมาก วิธีแก้ไขคือเพิ่มการซักให้เข้มข้นขึ้น เสริมการวางแผนและกำหนดเวลา และเสริมความแกร่งของการขจัดคราบด้วยกรด

ถังชุบทองแดงกรดเองและการปรับสภาพในขณะนี้ โดยทั่วไปจะไม่ทำให้เกิดอนุภาคทองแดงบนพื้นผิวกระดาน เนื่องจากอนุภาคที่ไม่นำไฟฟ้าทำให้เกิดการรั่วไหลของชุบหรือหลุมบนพื้นผิวกระดานมากที่สุด สาเหตุที่กระบอกทองแดงทำให้เกิดอนุภาคทองแดงบนพื้นผิวบอร์ดสามารถสรุปได้อย่างคร่าว ๆ ในหลายประเด็น: การบำรุงรักษาพารามิเตอร์ของอ่าง การดำเนินการผลิต การบำรุงรักษาวัสดุและกระบวนการ การบำรุงรักษาพารามิเตอร์ของอ่างรวมถึงปริมาณกรดซัลฟิวริกสูง ปริมาณทองแดงต่ำเกินไป และอุณหภูมิของอ่างน้ำต่ำหรือสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโรงงานที่ไม่มีระบบทำความเย็นแบบควบคุมอุณหภูมิ ในเวลานี้ช่วงความหนาแน่นของอ่างน้ำจะลดลง ตามกระบวนการผลิตปกติ ผงทองแดงอาจถูกผลิตขึ้นในอ่างและผสมลงในอ่าง

ในแง่ของการดำเนินการผลิต กระแสมากเกินไป เฝือกไม่ดี จุดหยิกว่าง แผ่นล้มในถังละลายกับขั้วบวก ฯลฯ ซึ่งจะทำให้กระแสของบอร์ดบางตัวมากเกินไป ส่งผลให้ผงทองแดงตกลงในถังและค่อยๆผลิตอนุภาคทองแดงล้มเหลว วัสดุส่วนใหญ่เกี่ยวกับปริมาณฟอสฟอรัสของมุมทองแดงฟอสเฟอร์และความสม่ำเสมอของการกระจายฟอสฟอรัส การผลิตและการบำรุงรักษาส่วนใหญ่เกี่ยวกับการประมวลผลขนาดใหญ่ เมื่อมีการเพิ่มมุมทองแดงลงในถัง ส่วนใหญ่เมื่อการประมวลผลขนาดใหญ่ การทำความสะอาดแอโนดและการทำความสะอาดถุงแอโนด โรงงานหลายแห่งหากไม่ได้รับการจัดการที่ดี มีอันตรายซ่อนอยู่ สำหรับการรักษาลูกทองแดงขนาดใหญ่ ควรทำความสะอาดพื้นผิว และควรกัดพื้นผิวทองแดงสดเล็กน้อยด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ควรแช่ถุงแอโนดด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ของกรดกำมะถันและน้ำด่าง และทำความสะอาด โดยเฉพาะถุงแอโนดควรเป็นถุงกรอง PP ที่มีช่องว่าง 5-10 ไมครอน .

3. หลุมชุบด้วยไฟฟ้า

นอกจากนี้ยังมีกระบวนการมากมายที่เกิดจากข้อบกพร่องนี้ ตั้งแต่การจมของทองแดง การถ่ายโอนรูปแบบ ไปจนถึงการชุบล่วงหน้า การชุบทองแดง และการชุบดีบุก สาเหตุหลักของการจมของทองแดงคือการทำความสะอาดตะกร้าแขวนทองแดงที่จมเป็นเวลานาน ในระหว่างการกัดไมโคร สารละลายปนเปื้อนที่มีแพลเลเดียมและทองแดงจะหยดลงมาจากตะกร้าแขวนบนพื้นผิวกระดาน ทำให้เกิดมลพิษและทำให้เกิดการรั่วไหลเฉพาะจุดหลังจากที่แผ่นซิงค์ทองแดงถูกไฟฟ้าดูด หลุม กระบวนการถ่ายโอนกราฟิกมีสาเหตุหลักมาจากการบำรุงรักษาอุปกรณ์และการพัฒนาและทำความสะอาดที่ไม่ดี มีหลายสาเหตุ: ลูกกลิ้งแปรงของเครื่องแปรงมีคราบกาวปนเปื้อน พัดลมมีดลมในส่วนอบแห้งสกปรก และมีฝุ่นน้ำมัน ฯลฯ และบอร์ดถูกปิดด้วยฟิล์มหรือฝุ่นก่อนพิมพ์ ไม่เหมาะสม, เครื่องที่กำลังพัฒนาไม่สะอาด, การล้างไม่ดีหลังจากการพัฒนา, และสารลดฟองที่มีซิลิกอนปนเปื้อนบนพื้นผิวบอร์ด ฯลฯ การเตรียมการก่อนการชุบด้วยไฟฟ้า, เพราะไม่ว่าจะเป็นสารขจัดคราบด้วยกรด, การกัดไมโคร, การเตรียม การจุ่ม ส่วนประกอบหลักของน้ำยาอาบน้ำคือกรดซัลฟิวริก ดังนั้นเมื่อความกระด้างของน้ำสูง มันจะขุ่นและทำให้พื้นผิวกระดานสกปรก นอกจากนี้ บางบริษัทมีการห่อหุ้มกาวไม่ดี เป็นเวลานาน จะพบว่าการห่อหุ้มจะละลายและกระจายในคืนถัง ปนเปื้อนของเหลวในถัง อนุภาคที่ไม่นำไฟฟ้าเหล่านี้จะถูกดูดซับบนพื้นผิวของบอร์ด ซึ่งอาจทำให้เกิดหลุมชุบไฟฟ้าในระดับที่แตกต่างกันสำหรับการชุบด้วยไฟฟ้าในภายหลัง

4. ผิวกระดานเป็นสีขาวหรือสีไม่สม่ำเสมอ

ถังชุบทองแดงด้วยไฟฟ้าที่เป็นกรดอาจมีลักษณะดังต่อไปนี้: ท่อเป่าลมเบี่ยงเบนไปจากตำแหน่งเดิม และอากาศไม่ได้รับการกวนอย่างสม่ำเสมอ ปั๊มกรองรั่วหรือทางเข้าของของเหลวอยู่ใกล้กับท่อเป่าลมเพื่อสูดอากาศ ทำให้เกิดฟองอากาศละเอียดซึ่งถูกดูดซับบนผิวกระดานหรือขอบเส้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ขอบแนวนอนและมุมของเส้น อาจมีอีกจุดหนึ่งที่ใช้แกนฝ้ายด้อยคุณภาพ, การบำบัดไม่ทั่วถึง, สารป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ที่ใช้ในกระบวนการผลิตแกนฝ้ายปนเปื้อนของเหลวในอ่าง, ทำให้เกิดการรั่วไหลของสารชุบ, สถานการณ์นี้สามารถเพิ่มได้ เป่าลมและ ทำความสะอาดโฟมพื้นผิวของเหลวในเวลา หลังจากที่แกนฝ้ายถูกแช่ด้วยกรดและด่างแล้ว สีของพื้นผิวกระดานจะเป็นสีขาวหรือไม่สม่ำเสมอ สาเหตุหลักมาจากปัญหาของสารขัดเงาหรือการบำรุงรักษา และบางครั้งอาจเป็นปัญหาของการทำความสะอาดหลังจากขจัดคราบกรด ปัญหาการกัดไมโคร สารขัดถังทองแดงไม่สมดุล มลพิษทางสารอินทรีย์ร้ายแรง และอุณหภูมิของอ่างอาบสูงเกินไป การขจัดคราบด้วยกรดโดยทั่วไปจะไม่ทำให้เกิดปัญหาในการทำความสะอาด แต่ถ้าค่า pH ของน้ำมีค่าเป็นกรดมากเกินไปและมีสารอินทรีย์จำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการรีไซเคิลและการล้างน้ำแบบหมุนเวียน การกัดไมโครนั้นส่วนใหญ่พิจารณาว่าปริมาณสารกัดไมโครกัดที่มากเกินไปมีปริมาณต่ำ ปริมาณทองแดงในน้ำยากัดไมโครสูงเกินไป และอุณหภูมิของน้ำยาอาบน้ำต่ำ ฯลฯ ซึ่งจะทำให้การกัดไมโครไม่สม่ำเสมอของ พื้นผิวกระดาน นอกจากนี้ คุณภาพน้ำที่ใช้ทำความสะอาดไม่ดี เวลาในการซักนานขึ้นเล็กน้อย หรือสารละลายกรดก่อนแช่เป็นมลพิษ และพื้นผิวบอร์ดอาจได้รับการบำบัดหลังการบำบัด จะมีออกซิเดชันเล็กน้อย เมื่อถังทองแดงชุบด้วยไฟฟ้า เนื่องจากเป็นปฏิกิริยาออกซิเดชันของกรดและบอร์ดถูกชาร์จเข้าไปในถัง ออกไซด์จะถูกกำจัดออกได้ยาก ซึ่งจะทำให้สีบนพื้นผิวบอร์ดไม่สม่ำเสมอ นอกจากนี้ พื้นผิวบอร์ดสัมผัสกับถุงแอโนด และแอโนดนำไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอ , ขั้วบวกทู่ ฯลฯ อาจทำให้เกิดข้อบกพร่องดังกล่าวได้เช่นกัน