陸海兵

（廣州大洋化工科技有限公司，廣東 廣州 510540）

1 前言

電子產(chǎn)品追求輕、薄、短、小而采取的高集成化設(shè)計(jì)，對(duì)印制板而言就是細(xì)線路、微小孔、薄介電層的高密度印制板。HDI板制作過(guò)程中，對(duì)干膜與銅面的結(jié)合力有較高的要求，普通的化學(xué)前處理及機(jī)械前處理都滿足不了要求，超粗化前處理能大大提高銅面與干膜的結(jié)合力，很好的解決了HDI細(xì)線路的問(wèn)題。還有，化學(xué)沉錫和化學(xué)沉鎳金處理中，由于化學(xué)沉錫和化學(xué)沉鎳金藥水對(duì)阻焊油墨的侵蝕，表面完成后阻焊油墨剝離（俗稱“甩油”）也常有發(fā)生。調(diào)整阻焊制作工藝參數(shù)，試用不同阻焊油墨等常規(guī)工藝改善均無(wú)法徹底解決阻焊油墨剝離問(wèn)題。超粗化可提高銅面與阻焊油墨的結(jié)合力，確保不出現(xiàn)甩油現(xiàn)象。

現(xiàn)市面上通常有兩種體系的超粗化工藝，一種是硫酸-雙氧水系列的無(wú)機(jī)酸超粗化，此類超粗化的優(yōu)點(diǎn)是處理成本低，缺點(diǎn)是槽液易受氯離子污染，0.0001%的氯離子就會(huì)導(dǎo)致槽液無(wú)法正常工作，應(yīng)用操作條件要求極高。另一種是有機(jī)酸超粗化，此類超粗化的優(yōu)點(diǎn)是槽液不受氯離子污染，缺點(diǎn)是處理成本較高。在此情況下，廣州大洋化工科技有限公司開(kāi)發(fā)了DY-205超粗化前處理工藝，這是屬于硫酸雙氧水體系的超粗化，處理成本低，槽液對(duì)氯離子的容忍度達(dá)20PPM，操作應(yīng)用簡(jiǎn)單。經(jīng)DY-205超粗化工藝處理，可提高干膜與銅面的結(jié)合力，可提高銅面與阻焊油墨的結(jié)合力，解決甩油問(wèn)題。

2 超粗化工藝

2.1 超粗化概要

經(jīng)超粗化前處理工藝處理后的銅面不同于傳統(tǒng)微蝕型化學(xué)前處理。傳統(tǒng)銅面微蝕工藝只是將銅表面進(jìn)行清潔微蝕，粗化程度很?。欢只幚砗筱~面呈蜂窩狀，粗化程度高，可顯著增大銅表面積，提高干膜或阻焊油墨與銅面附著力。適用于干膜前處理，同時(shí)也適用于阻焊油墨前處理。

下面的圖1和圖2是經(jīng)過(guò)DY-205超粗化藥水處理的SEM照片。

圖1 SEM圖片 1000倍

圖2 SEM圖片 3500倍

2.2 超粗化原理

化學(xué)反應(yīng)式如下：

Cu + H2SO4+ H2O2=CuSO4+ 2H2O

通過(guò)特殊添加劑，銅的晶面被保護(hù)起來(lái)，晶間被蝕刻掉，形成粗糙的銅表面。

3 超粗化應(yīng)用實(shí)例

3.1 工藝流程

超粗化工藝適合水平噴淋方式，采用流程如下：

板面清潔（除油或磨刷）→水洗→超粗化→水洗→酸洗→水洗→干板

3.2 各流程作用

板面清潔：除去板面氧化物和手指印，保證粗化效果，獲得色澤均勻粗化銅面

超粗化：主反應(yīng)槽，采用噴淋方式，保證銅表面獲得均勻一致的粗糙度

酸洗：洗去板面氧化物

3.3 DY-205超粗化抗氯離子比較試驗(yàn)

3.3.1 比較說(shuō)明

以下是DY-205超粗化與A公司超粗化抗氯離子影響試驗(yàn)情況，試驗(yàn)?zāi)康氖潜容^DY-205超粗化與A公司超粗化對(duì)氯離子的容忍度。超粗化配槽需要硫酸及雙氧水，硫酸、雙氧水及配槽所使用的純水中不可避免的會(huì)帶入極少量的氯離子，因此，一種超粗化藥水對(duì)氯離子的容忍度情況決定這種藥水操作使用的可行性與便利性。

3.3.2 比較方案

分別在超粗化DY-205及A公司超粗化槽液中加入0.0001%、0.0002%、0.001%、0.002%的氯離子，試驗(yàn)槽液加入氯離子后比較不同條件的超粗化外觀及微蝕速率見(jiàn)表1。

表1

從對(duì)比結(jié)果來(lái)看，A公司超粗化受氯離子影響較大，0.0001%~0.0002%的氯離子就對(duì)其產(chǎn)生重大的影響，氯離子達(dá)0.0002%時(shí)，超粗化槽液失去正常處理能力，而DY-205超粗化在0.002%內(nèi)的氯離子對(duì)其基本無(wú)影響。

4 氯離子對(duì)超粗化DY-205性能影響驗(yàn)證

4.1 說(shuō)明

以下試驗(yàn)是驗(yàn)證超粗化DY-205中混入氯離子之后，處理的銅表面微觀形貌是否有變化，沉錫之后，阻焊是否有剝離現(xiàn)象。

4.2 試驗(yàn)方案

對(duì)照例：超粗化DY-205正常前處理→阻焊制作→沉錫。

實(shí)施例：超粗化DY-205槽液中加入20×10-6/℃氯離子后前處理→阻焊制作→沉錫。

加入20PPM氯離子后的DY-205槽液處理的銅面做SEM測(cè)試，見(jiàn)圖3。圖3與圖1對(duì)比，銅面微觀形貌基本相同，氯離子沒(méi)有影響到超粗化DY-205處理效果。

經(jīng)正常DY-205超粗化前處理及加入0.002%氯離子的DY-205超粗化前處理，沉錫之后，用3M膠帶做拉脫測(cè)試，均無(wú)阻焊剝離現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

圖3 SEM圖片 3500倍

由于HDI板細(xì)線路對(duì)干膜附著力要求的提高，以及化學(xué)沉錫、化學(xué)沉鎳金等工藝中藥水對(duì)阻焊油墨的侵蝕作用，對(duì)阻焊油墨與銅面附著力要求的提高，傳統(tǒng)的機(jī)械磨板、微蝕藥水很難達(dá)到這種要求，超粗化這種新型工藝能很好的滿足這種要求。

現(xiàn)有DY-205超粗化前處理是一種成本及操作實(shí)用性都有較大優(yōu)勢(shì)的新型超粗化藥水，成本遠(yuǎn)低于有機(jī)酸超粗化前處理，抗氯離子影響遠(yuǎn)好于市面上的硫酸-雙氧水體系的無(wú)機(jī)酸超粗化前處理。經(jīng)DY-205超粗化前處理，可以滿足HDI細(xì)線路對(duì)干膜附著力的要求，也能滿足化學(xué)沉錫、化學(xué)沉鎳金對(duì)阻焊油墨與銅面附著力的要求。

[1]張芹,沈衛(wèi)軍,吳啟昌. N種前處理方式之介紹[C].春季國(guó)際PCB技術(shù)/信息論壇論文集,2005.