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，對印制板而言就是細線路、微小孔、薄介電層的高密度印制板。HDI板制作過程中，對干膜與銅面的結(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細線路的問題。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)工藝改善均無法徹底解決阻焊油墨剝離問題。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-雙氧水系列的無機酸超粗化，此類超粗化的優(yōu)點是處理成本低，缺點是槽液易受氯離子污染，0.0001%的氯離子就會導(dǎo)致槽液無法正常工作，應(yīng)用操作條件要求極高。另一種是有機酸超粗化，此類超粗化的優(yōu)點是槽液不受氯離子污染，缺點是處理成本較高。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，槽液對氯離子的容忍度達20PPM，操作應(yīng)用簡單。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行清潔微蝕，粗化程度很??；而超粗化處理后銅面呈蜂窩狀，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，同時也適用于阻焊油墨前處理。

下面的圖1和圖2是經(jīng)過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

通過特殊添加劑，銅的晶面被保護起來，晶間被蝕刻掉，形成粗糙的銅表面。

3 超粗化應(yīng)用實例

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

3.3.1 比較說明

以下是DY-205超粗化與A公司超粗化抗氯離子影響試驗情況，試驗?zāi)康氖潜容^DY-205超粗化與A公司超粗化對氯離子的容忍度。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帶入極少量的氯離子，因此，一種超粗化藥水對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表1。

表1

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

4 氯離子對超粗化DY-205性能影響驗證

4.1 說明

以下試驗是驗證超粗化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 試驗方案

對照例：超粗化DY-205正常前處理→阻焊制作→沉錫。

實施例：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測試，見圖3。圖3與圖1對比，銅面微觀形貌基本相同，氯離子沒有影響到超粗化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膠帶做拉脫測試，均無阻焊剝離現(xiàn)象。

5 結(jié)語

圖3 SEM圖片 3500倍

由于HDI板細線路對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阻焊油墨的侵蝕作用，對阻焊油墨與銅面附著力要求的提高，傳統(tǒng)的機械磨板、微蝕藥水很難達到這種要求，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用性都有較大優(yōu)勢的新型超粗化藥水，成本遠低于有機酸超粗化前處理，抗氯離子影響遠好于市面上的硫酸-雙氧水體系的無機酸超粗化前處理。經(jīng)DY-205超粗化前處理，可以滿足HDI細線路對干膜附著力的要求，也能滿足化學(xué)沉錫、化學(xué)沉鎳金對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].春季國際PCB技術(shù)/信息論壇論文集,2005.