邱成偉 覃事杭 李小海 王曉檳

（惠州中京電子科技有限公司，廣東 惠州 519029）

1 背景

我公司客戶(hù)對(duì)化學(xué)鍍銀板新增可靠性管控要求：“剝銀后銅面微空洞在60 μm×60 μm范圍內(nèi)數(shù)量≤30個(gè)，且不允許連續(xù)”。據(jù)實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)反饋，化學(xué)鍍銀板剝銀后銅面微空洞實(shí)際個(gè)數(shù)達(dá)100個(gè)以上，超出客戶(hù)規(guī)格，（以下“褪銀后銅面微空洞”簡(jiǎn)稱(chēng)“微空洞”）（如圖1）。

圖1 微空洞數(shù)

圖2為微空洞圖，空洞應(yīng)≤20個(gè)，且微空洞不能呈連續(xù)狀。

圖2 微空洞

2 原因分析與驗(yàn)證

原因分析與驗(yàn)證項(xiàng)目見(jiàn)表1所示。

3 試驗(yàn)過(guò)程

3.1 不同銅面來(lái)料對(duì)微空洞影響

選用覆銅基材板、有機(jī)抗氧化表面處理類(lèi)型報(bào)廢板和化學(xué)銀表面處理報(bào)廢板做在線層別實(shí)驗(yàn)，結(jié)果（如圖3）。

表1 原因與驗(yàn)證分析

圖3 不同銅面微空洞

從選不同銅面來(lái)料測(cè)試發(fā)現(xiàn)：覆銅基材板、抗氧化類(lèi)型報(bào)廢板、化學(xué)銀類(lèi)型報(bào)廢板均存在微空洞，故可以判定不同銅面來(lái)料對(duì)微空洞的影響確定為非主因。

3.2 剝銀藥水過(guò)期對(duì)微空洞影響

選用新配剝銀藥水、放置1天、7天、15天的藥水進(jìn)行層別實(shí)驗(yàn)，結(jié)果（如圖4）。

選不同放置時(shí)間的剝銀藥水：新配剝銀藥水、放置1天、7天、15天均存在嚴(yán)重微空洞，故可以判定剝銀藥水過(guò)期對(duì)微空洞的影響確定為非主因。

3.3 預(yù)浸槽溫度對(duì)微空洞影響

設(shè)定不同的預(yù)浸溫度進(jìn)行層別測(cè)試，結(jié)果（如圖5）。

圖4 剝銀藥水放置期對(duì)微空洞影響

圖5 預(yù)浸溫度對(duì)微空洞影響

從設(shè)定不同的預(yù)浸溫度均存在嚴(yán)重微空洞，故可以判定預(yù)浸槽溫度異常確定為非主因。

3.4 除油槽、微蝕槽、預(yù)浸槽、銀槽藥水異常對(duì)微空洞影響

線外燒杯實(shí)驗(yàn)分別新配除油槽、微蝕槽、預(yù)浸槽、銀槽液層別對(duì)微空洞影響，結(jié)果（見(jiàn)表2和圖6）。從線外燒杯實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)：新配除油槽、微蝕槽、銀槽對(duì)微空洞無(wú)直接影響；線外新配預(yù)浸槽微空洞無(wú)，故可以判定預(yù)浸槽藥水異常確定為主要原因。

表2 各種槽藥水對(duì)微空洞影響

圖6 各種槽藥水對(duì)微空洞影響

3.5 預(yù)浸槽藥水異常對(duì)微空洞有直接影響關(guān)系，是主要原因

不同銅面來(lái)料對(duì)微空洞無(wú)直接影響關(guān)系，非主要原因；剝銀藥水過(guò)期對(duì)微空洞無(wú)直接影響關(guān)系，是非主要原因；預(yù)浸槽溫度異常對(duì)微空洞無(wú)直接影響關(guān)系，是非主要原因；預(yù)浸槽藥水異常對(duì)微空洞影響確認(rèn)為主要原因，針對(duì)預(yù)浸藥水異常從藥水分析及異常離子析出進(jìn)行排查。（1）預(yù)浸槽藥水分析排查結(jié)果排查結(jié)果（見(jiàn)表3）；（2）異常離子析出化驗(yàn)為燒杯新配預(yù)浸槽液對(duì)比在線預(yù)浸槽液異常離子分析（見(jiàn)表4）；（3）預(yù)浸缸產(chǎn)生鐵離子原因排查對(duì)預(yù)浸缸滾輪、加熱管、冷卻管材質(zhì)進(jìn)行確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)24根片狀滾輪軸心異常生銹，存在嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。

4 改善方案和效果

4.1 改善方案

對(duì)預(yù)浸缸24根滾輪異常及Fe離子偏高擬定對(duì)策并實(shí)施：更換預(yù)浸缸內(nèi)24根異常生銹軸心為全新不銹鋼軸心;清洗預(yù)浸槽并新配預(yù)浸槽藥水。

4.2 改善效果驗(yàn)證

更換預(yù)浸槽滾輪后，目前預(yù)浸槽鐵離子監(jiān)控改善結(jié)果，改善后微空洞狀態(tài)（如圖7、圖8）。

表3 預(yù)浸槽藥水分析

表4 異常離子比較

圖7 預(yù)浸槽鐵離子變化

圖8 預(yù)浸槽改善后微空洞變化

小結(jié)：硝酸銀遇鐵時(shí)置換出黑色的銀單質(zhì)，硝酸銀與鐵的反應(yīng)：Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag；硝酸鐵與銅的反應(yīng)：Cu+2Fe（NO3）=Cu（NO3）2+2Fe(NO3)2。從反應(yīng)機(jī)理得出鐵離子在化銀制程中屬于危害性的金屬離子污染，無(wú)論是預(yù)浸槽還是沉銀槽均不能有鐵離子的存在。

5 結(jié)論

5.1 剝銀方法

（1）配置1 L剝銀藥水：分別稱(chēng)取固體氫氧化鈉10 g和高錳酸鉀15 g放入1 L的容量瓶中，加入800 mL的去離子水?dāng)嚢杈鶆?，量? mL的氨水（25%濃度），混合均勻，加水至刻度線，混合均勻；

（2）配置1 L剝銀后酸洗藥水：加入500 mL去離子水于1 L的容量瓶中，量取50 mL硫酸并混合均勻，加入去離子水至刻度線，混合均勻；

（3）剝銀步驟：將沉銀板浸入剝銀藥水中，用軟毛刷輕輕刷洗銀面，目視檢查是否銀面被完全剝除，用去離子水清洗板面，將剝銀后的板子浸泡入剝銀后酸洗藥水中30 s，直到新鮮的銅面顯露出來(lái)，用去離子水沖洗板面，熱風(fēng)烘干板面；

（4）在電子掃描顯微鏡5000倍下觀察，在60 μm×60 μm范圍內(nèi)微空洞數(shù)量≤30個(gè)，且不允許呈現(xiàn)連續(xù)；

（5）銀層下空洞標(biāo)準(zhǔn)：通過(guò)離子切割的方式縱向切片，在電子掃描顯微鏡5000倍下觀察，25 μm范圍內(nèi)，空洞數(shù)量≤5，不允許出現(xiàn)連續(xù)的空洞，空洞長(zhǎng)度/焊盤(pán)長(zhǎng)度要求≤20%。

通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，預(yù)浸槽對(duì)產(chǎn)生微空洞的影響關(guān)系最大，而控制預(yù)浸槽中的鐵離子含量是關(guān)鍵，預(yù)浸槽中的鐵離子需控制在0.0001%以?xún)?nèi)，并每周對(duì)預(yù)浸槽藥水進(jìn)行取樣分析，硝酸銀遇鐵時(shí)置換出黑色的銀單質(zhì)，從反應(yīng)機(jī)理得出鐵離子在化銀制程中屬于危害性的金屬離子污染，無(wú)論是預(yù)浸槽還是沉銀槽均不能有鐵離子的存在。