網(wǎng)站寄語：化學(xué)鍍鎳和化學(xué)鍍金出現(xiàn)滲鍍的問題，是在化學(xué)鍍過程中比較常見的問題，那么針對這些化學(xué)鍍滲鍍問題該怎么解決呢？我們不妨來看看今日分享的文章。以下通過了具體的實驗分析給出了解決方案。原標(biāo)題：化學(xué)鍍鎳/金的滲鍍原因及解決方案

在化學(xué)鍍鎳/金(electrolessNickel/immersionGold，ENIG)制程中產(chǎn)生滲鍍是一種常見現(xiàn)象，一般可通過調(diào)整ENIG的各項參數(shù)得到解決或改善。本公司出現(xiàn)的滲鍍現(xiàn)象與以往有所不同，調(diào)整ENIG各項參數(shù)后，改善不明顯。IC連接盤邊緣的滲鍍現(xiàn)象如圖1所示。

圖1 IC連接盤邊緣滲鍍現(xiàn)象

過程分析及實驗方案

解決滲鍍的常規(guī)方法一般是調(diào)整活化或鎳缸，調(diào)整活化參數(shù)后的滲鍍情況如表1所示。

表1  調(diào)整活化參數(shù)后滲鍍

由表1可知，調(diào)整活化濃度時間及溫度、調(diào)整鎳缸的溫度濃度負載及pH值等后，改善效果均不明顯。從“人機物法環(huán)”5個方面逐一進行排查，排除了沉鎳金工序本身的問題，因此懷疑是否來料有異常，使用放大鏡觀察確認，未發(fā)現(xiàn)有殘銅或蝕刻不盡的現(xiàn)象。又因為本批次滲鍍不良板主要集中在多層板，隨后鎖定銅箔及半固化材料(prepreg,PP),通過對不同批次的PP及銅箔與其他廠家進行交叉驗證，發(fā)現(xiàn)有部分批次的銅箔出現(xiàn)滲鍍情況，如表2所示。

由表2可知，滲鍍原因與PP關(guān)聯(lián)較低，問題可能出現(xiàn)在5月份批次的銅箔中。銅箔導(dǎo)致滲鍍問題及產(chǎn)生機理、不同批次的銅箔主要差異，可從以下幾個方面進行分析：①板面是否殘留其他雜質(zhì);②銅箔毛面粗糙度是否異常;③銅箔毛面的銅牙是否有異常。

關(guān)于第①點，本文對蝕刻后ENIGd的前與后板子進行了掃描電鏡/能譜儀(scanningelectronicmicroscopy/energydispersivespectrometer,SEM/EDS)分析，發(fā)現(xiàn)在基材區(qū)有微量銅元素存在，這種銅元素并非由蝕刻不盡產(chǎn)生，重新再過一次蝕刻依然會有滲鍍現(xiàn)象，初步判斷可能是銅牙或銅粉陷在基材中無法去除。

關(guān)于第②及第③點，使用粗糙度測試儀，測試銅箔毛面及蝕刻后基材表面的粗糙度，如表3所示。

表3 不同銅箔粗糙度

由表3可知，18μm滲鍍與未滲鍍的粗糙度數(shù)值差異不大;35μm及50μm粗糙度均大于18μm,但均無滲鍍現(xiàn)象，說明銅箔粗糙度與沉金滲鍍關(guān)聯(lián)性較小。

對比滲鍍及未滲鍍的切片，未滲鍍的板子銅牙長度最深為4.05μm,滲鍍的板子銅牙長度最深為5.37μm;另外在高倍顯微鏡下，發(fā)現(xiàn)有6~10μm的蜂窩狀空洞，說明滲鍍的板子比未滲鍍的板子空洞更加密集。

綜上所述，此次滲鍍的原因可能為銅箔毛面處理不良，導(dǎo)致基材區(qū)殘留銅元素，銅牙較深及空洞較密集的部分易產(chǎn)生滲鍍。

高倍顯微鏡下的基材區(qū)蜂窩狀空洞如圖2所示。部分不規(guī)則的空洞深陷在基材區(qū)，藥水滲進去后不易清洗，可能產(chǎn)生殘留，造成滲鍍。

圖2 基材區(qū)的蜂窩狀空洞

藥水殘留造成的滲鍍，以2種方案進行驗證：

(1)如果是ENIG過程中產(chǎn)生藥水殘留導(dǎo)致滲鍍，則加強水洗，特別是活化后的水洗。但通過調(diào)整活化后酸洗及水洗時間，以及調(diào)整酸洗濃度后，效果均不明顯，滲鍍依然較為嚴(yán)重。

(2)如果是ENIG前藥水殘留產(chǎn)生的滲鍍，為排除阻焊工序的影響，從蝕刻后取板直接清洗做ENIG,再通過以下步驟加以驗證：①過除油及水平微蝕;②通過離子測試機清洗;③過退膜(3~5%NaOH)處理1~2min。其中①和②幾乎無效，③效果[敏感詞]，ENIG后無滲鍍現(xiàn)象。

以上測試在阻焊返工板中及負片流程中也得到驗證，板經(jīng)阻焊返洗(堿液)后，ENIG再未出現(xiàn)滲鍍現(xiàn)象。將③方案應(yīng)用到實際生產(chǎn)中，多層板在蝕刻后先經(jīng)過退膜處理1~2min,然后再做阻焊，即可杜絕滲鍍現(xiàn)象。另外，經(jīng)NaOH處理后，滲鍍問題同樣得到改善，驗證過程如下：板子過NaOH浸泡前后，對比基材表面EDS/SEM的變化，發(fā)現(xiàn)表面銅元素消失或含量下降。由此可以判斷經(jīng)過NaOH處理可以起到咬蝕及清洗作用。

結(jié)語

本次出現(xiàn)沉鎳金滲鍍問題，原因主要為銅箔毛面出現(xiàn)異常。通過NaOH清洗，咬蝕基材，可去除陷在PP中的銅粉或銅粒；另外，也可在一定程度上改善或整平部分蜂窩狀的空洞，減少藥水的殘留。使用NaOH清洗的方法也為解決沉鎳金滲鍍問題提供了與以往不同的思路，除了使用堿洗，還可使用其他方法處理，如等離子清洗等。

同時要求銅箔供應(yīng)商整改，管控銅箔粗糙度及銅牙的穩(wěn)定性。截至目前，新批次的銅箔無須經(jīng)NaOH處理，并再未出現(xiàn)滲鍍現(xiàn)象。

PS：本篇文章：原標(biāo)題：化學(xué)鍍鎳/金的滲鍍原因及解決方案，轉(zhuǎn)載自作者：陳紅華，來源：《印制電路信息》，為解決化學(xué)鍍鎳，化學(xué)鍍金的滲鍍，通過使用NaOH清洗的方法也為解決沉鎳金滲鍍問題，提供了與以往不同的思路。