李 豐 劉克敢

（深圳崇達(dá)多層線路板有限公司，廣東 深圳 518132）

1 前言

目前生產(chǎn)長(zhǎng)短板邊插頭方法主要有兩種，一是用阻焊油墨覆蓋印制插頭引線，此工藝流程長(zhǎng)成本高，且容易導(dǎo)致退洗困難，所表現(xiàn)的問(wèn)題為退洗不凈（基材油墨殘留）、退細(xì)過(guò)度（基材發(fā)黑）等問(wèn)題，無(wú)法滿足客戶需求；二是用干膜或者抗電金油墨蓋金手指引線，但工藝容易出現(xiàn)電金滲鍍的問(wèn)題。為了解決電金滲鍍問(wèn)題，本文通過(guò)采用DOE（正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)）試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，找出最優(yōu)參數(shù)組合。

2 電鍍滲鎳金原理

由于在電鍍鎳金過(guò)程中均會(huì)發(fā)生析氫反應(yīng)，氣體的釋放會(huì)攻擊抗蝕材料的under-cut位置，導(dǎo)致抗蝕層側(cè)蝕位疏松，容易出現(xiàn)滲鍍問(wèn)題，理論上析氫量越大越容易出現(xiàn)滲鍍問(wèn)題。

（1）電鎳過(guò)程析氫反應(yīng)發(fā)生在陰極上，鍍液中的鎳離子獲得電子沉積出鎳原子，同時(shí)板有少量的氫氣析出：

（2）電金過(guò)程析氫反應(yīng)發(fā)生在陰極，在微氰鍍液中，Au以Au(CN)2-的形式存在，在電場(chǎng)的作用下，金氰絡(luò)離子在放電：

通過(guò)電鎳金工作原理及析氫過(guò)程中不難看出，電鍍時(shí)間越長(zhǎng)，析氫量越多；電壓越高，析氫量越多。同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中析氫是不可避免的，因此要改善滲鍍問(wèn)題需要從以下幾個(gè)方面著手：

（1）金手指引線抗鍍材料選擇：通常為干膜、抗電鍍油墨以及阻焊油墨（阻焊由于褪洗困難不建議使用）；

（2）抗鍍材料側(cè)蝕：影響抗鍍油墨側(cè)蝕主要有曝光能量、顯影速度等；

（3）抗鍍油墨的抗鍍性能：主要受油墨厚度、后固化方式所影響；

（4）電金密度（電壓）：通常采用恒壓的方式自動(dòng)調(diào)節(jié)電流；

（5）受鍍面積：面積越大，電金效率越低，需要電金的時(shí)間越長(zhǎng)，析氫量越大；

（6）電金線速度：速度越慢，電鎳金時(shí)間越長(zhǎng)，析氫量越大；

（7）干膜附著力：主要受貼膜溫度、貼膜壓力、貼膜速度所影響。

3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)以上滲鍍?cè)?，分別以干膜和抗電鍍油墨為抗鍍材料，設(shè)計(jì)2組DOE實(shí)驗(yàn)，以選取最優(yōu)抗鍍材料及流程。

3.1 用干膜蓋金手指引線實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.1.1 實(shí)驗(yàn)方案

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證干膜、電金各參數(shù)對(duì)金手指品質(zhì)的影響；

（2）生產(chǎn)流程：前工序→外層AOI→絲印阻焊→絲印字符→外層圖形1（干膜蓋金手指引線）→電金手指→退膜→外層圖形2→蝕刻金手指引線；

（3）實(shí)驗(yàn)參數(shù)：借助正交實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)，將滲金作為評(píng)估目標(biāo)，將影響滲金的干膜厚度、貼膜溫度、貼膜壓力、貼膜速度、是否返壓、電金線速、受鍍面積作為因子，選擇7因子2水平安排正交實(shí)驗(yàn)，以確定最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)（表1）；

（4）考核指標(biāo)：無(wú)滲金等品質(zhì)缺陷率。

3.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

統(tǒng)計(jì)每組實(shí)驗(yàn)滲金結(jié)果數(shù)據(jù)，排出因子測(cè)主次順序，并得到最佳實(shí)驗(yàn)組合。

圖1 干膜滲金因子主次圖

表1 干膜正交實(shí)驗(yàn)因子與水平表

表2 干膜正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由以上數(shù)據(jù)可以看出，因子主次順序?yàn)锳＞G＞C＞F＞B＞E＞D，影響滲鍍的主要因素是干膜厚度和電鍍面積，從結(jié)果來(lái)看，實(shí)驗(yàn)5滲金比例最小，但從主次因子圖看最優(yōu)組合為A2G2C2F2B1E1D2，此實(shí)驗(yàn)在27組實(shí)驗(yàn)中未出現(xiàn)過(guò)，需對(duì)此組實(shí)驗(yàn)做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

3.1.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

按A2G2C2F2B1E1D2組合參數(shù)生產(chǎn)6PNL（合計(jì)2520PCS），經(jīng)過(guò)全檢，滲金比例10.2%。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，干膜蓋金手指引線無(wú)法解決滲鍍問(wèn)題。主要是因印制插頭處銅面和基材存在高低落差，干膜的填充能力差，與基材的結(jié)合力差，加上析氫反應(yīng)對(duì)干膜的攻擊，最終導(dǎo)致滲金。

3.2 用抗電金油墨蓋金手指引線

3.2.1 實(shí)驗(yàn)方案

（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證抗電金油墨、電金各參數(shù)對(duì)金手指品質(zhì)的影響；

（2）生產(chǎn)流程：前工序→外層AOI→絲印阻焊→絲印字符→絲印抗電金油墨（油墨蓋印制插頭引線）→電金手指→退膜→外層圖形2→蝕刻印制插頭引線；

（3）實(shí)驗(yàn)參數(shù)：借助正交實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)，將滲金作為評(píng)估目標(biāo)，將影響滲金的絲印網(wǎng)版、曝光能量、顯影速度、固化方式、電金線速、受鍍面積作為因子，選擇6因子3水平安排正交實(shí)驗(yàn)，以確定最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)（表4）；

（4）考核指標(biāo)：無(wú)滲金等品質(zhì)缺陷率。

3.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

統(tǒng)計(jì)每組實(shí)驗(yàn)滲金結(jié)果數(shù)據(jù)，排出因子測(cè)主次順序，并得到最佳實(shí)驗(yàn)組合。

圖2 滲金因子主次圖

表3 干膜驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)參數(shù)

表4 抗電金油墨正交實(shí)驗(yàn)因子與水平表

表5 抗電金油墨正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表5

由以上數(shù)據(jù)可以看出，因子主次順序?yàn)镈＞B＞E＞F＞C＞A，影響滲鍍的主要因素是抗電金油墨固化方式和曝光能量，從結(jié)果來(lái)看，實(shí)驗(yàn)9滲金比例最小，但從主次因子圖看最優(yōu)組合為D3B3E3F3C1A1，此實(shí)驗(yàn)在27組實(shí)驗(yàn)中未出現(xiàn)過(guò)，需對(duì)此組實(shí)驗(yàn)做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

3.2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

按D3B3E3 A1C1F1組合參數(shù)生產(chǎn)6PNL（合計(jì)2520PCS），經(jīng)過(guò)全檢，無(wú)滲金。

4 結(jié)論

（1）因金手指處銅面和基材存在高低落差，干膜的填充能力差，與基材的結(jié)合力差，加上析氫反應(yīng)對(duì)干膜的攻擊，最終導(dǎo)致滲金，干膜蓋金手指引線無(wú)法解決滲鍍問(wèn)題；

表6 抗電金油墨驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)參數(shù)

（2）抗電金油墨是液態(tài)，能很好的填充金手指處銅面和基材的高低落差，并通過(guò)調(diào)整各生產(chǎn)參數(shù)，可以很好地改善滲金問(wèn)題；

（3）使用抗電金油墨蓋金手指引線，影響滲鍍的主要因素是抗電金油墨固化方式和曝光能量。

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[3]黃李海.電鍍鎳金工藝滲金原因分析及改善.印制電路信息. 2013 NO1.