高周波回路基板：銅めっき技術の共通課題

回路基板製造、回路基板設計、および PCBA 処理メーカーが高周波回路基板について説明します: 銅めっき技術における一般的な問題と解決策

銅電気めっきは、コーティングの接着性を向上させるために最も広く使用されているプレコーティングです。銅コーティングは、銅/ニッケル/クロム系の保護装飾コーティングの重要な部分です。柔軟で気孔率の低い銅コーティングは、コーティング間の接着性と耐食性を向上させる上で重要な役割を果たします。銅コーティングは、局所的な不透過性カーボン、PCB 穴のメタライゼーション、および印刷ローラーの表面層としても使用されます。化学処理の後、着色された銅層は有機フィルムでコーティングされ、装飾にも使用できます。本稿では、高周波回路基板：プロセスにおける銅めっき技術の共通の問題と解決策を紹介します。

酸性銅電気めっきの一般的な問題

硫酸銅電気めっきは、高周波回路基板の電気めっきにおいて非常に重要な役割を果たします。酸性銅電気めっきの品質は、銅めっき層の品質と関連する機械的特性に直接影響し、その後の処理に一定の影響を与えます。したがって、酸性銅電気めっきの品質をどのように管理するかは、高周波回路基板電気めっきの重要な部分であり、多くの大規模工場では管理が難しいプロセスの 1 つでもあります。

酸性銅電気めっきの一般的な問題には、主に次のようなものがあります。

1. 大まかな電気めっき;

2. 電気めっきピット;

3. 電気めっき (高周波回路基板表面) 銅粒子;

4. 高周波基板が白い、色むらがある。

上記の問題を考慮して、いくつかの要約が作成され、いくつかの簡単な分析、解決策、および予防策が実行されます。

1. 粗い電気めっき

一般に、プレートの角度は粗いですが、そのほとんどは大きな電気メッキ電流によって引き起こされます。電流を下げて、カードメーターを使用して、電流表示が異常かどうかを確認できます。板全体がざらざらしていて、普段は出ていませんが、筆者が一度お客様にお会いしたところ、冬場は気温が低く、磨きの内容が不十分であることがわかりました。さらに、再加工されたフィルム脱落ボードの表面がきれいにされていない場合があります。

2. 電気めっきプレート上の銅粒子

高周波回路基板に銅パーティクルが発生する要因は数多くありますが、電気銅めっき自体は、銅の析出とパターン転写の全工程で可能です。著者は、大規模な国営工場で銅を沈めることによって発生したロジャース回路基板の表面の銅粒子に遭遇しました。

circuit board

銅析出工程による板表面の銅粒子は、いずれの銅析出処理工程に起因するものであってもよい。アルカリ脱脂は基板表面の荒れの原因となるだけでなく、水の硬度が高く穴あけ粉が多すぎる場合（特に両面基板が接着剤残渣でろ過されていない場合）、穴の荒れにつながります。 ; ただし、一般的には、穴の粗さのみが発生し、プレート表面のわずかな孔食汚れや微小腐食も除去できます。マイクロエッチングには、マイクロエッチング剤として使用する過酸化水素や硫酸の品質が悪かったり、過硫酸アンモニウム（過硫酸ナトリウム）に不純物が多すぎたりするケースがいくつかあります。一般的に、マイクロエッチング剤は少なくとも CP グレードであることが推奨されます。工業用グレードは、さらに他の品質障害を引き起こす可能性があります。マイクロエッチング溝の銅含有量が高すぎるか、温度が低すぎると、硫酸銅結晶の析出が遅くなります。タンク液が濁って汚れています。

活性化溶液は、ほとんどの場合、フィルターポンプの空気漏れ、タンク溶液の低比重、高銅含有量などの汚染または不適切なメンテナンスが原因です (活性化タンクは 3 年以上長期間使用されています)。 . このように、粒状の懸濁物質または不純物コロイドがタンク溶液中に生成され、プレート表面または穴壁に吸着され、穴の荒れを伴う。脱ガムまたは加速: タンク溶液が長時間使用され、濁っているように見える。これは、ほとんどの溶液が現在 FR-4 のガラス繊維を攻撃するフルオロホウ酸で調製されているためであり、その結果、ケイ酸塩とカルシウム塩が増加します。タンクソリューション。さらに、銅含有量の増加とタンク溶液へのスズ溶解により、基板表面に銅粒子が生成されます。

銅沈降タンク自体は、主にタンク液の過度の活動、空気攪拌中のほこり、およびタンク液に浮遊する多くの小さな粒子によって引き起こされます。プロセスパラメータを調整し、エアフィルターエレメントを増やしたり交換したり、タンク全体をフィルタリングしたりすることで、効果的に解決できます。銅析出後、銅板の希酸タンクを一時保管し、タンク液を清浄に保つ。タンクの液体が濁っている場合は、適時に交換する必要があります。銅板の保管期間は長すぎてはいけません。そうしないと、酸溶液でも板の表面が酸化しやすくなり、酸化後の酸化膜の除去が難しくなるため、板の表面にも銅粒子が生成されます。基板表面の酸化によって引き起こされるものを除いて、上記の銅堆積プロセスによって沈殿した高周波回路基板上の銅粒子は、一般に高周波回路基板上に強い規則性で均一に分布し、汚染が発生しますここで、導電性であるかどうかにかかわらず、電気めっき銅板上に銅粒子が生成されます。いくつかの小さなテストボードを使用して、比較と判断のために段階的に個別に処理できます。オンサイトの障害ボードは柔らかいブラシで解決できます。グラフィック転写プロセス: 現像時に糊が残っている (非常に薄い残留フィルムは、電気メッキ時にメッキおよびコーティングすることもできます)、または現像後にボードが洗浄されていない、またはグラフィック転写後にボードが長時間置かれていると、特に、Rogers 回路基板の基板が十分に洗浄されていない場合や、保管作業場の大気汚染がひどい場合は、基板上のさまざまな程度の酸化が発生します。解決策は、水洗を強化し、計画とスケジュールを強化し、酸脱脂強度を強化することです。

この時点での酸性銅電気めっき浴自体の前処理は、通常、高周波回路基板に銅粒子を発生させません。これは、ほとんどの非導電性粒子がロジャース回路基板に漏れや穴を引き起こすためです。銅シリンダーによってプレート表面に銅粒子が発生する原因は、いくつかの側面に要約できます。タンク流体パラメーターの維持、生産操作、材料およびプロセスの維持です。タンク液パラメータの維持には、特に温度制御冷却システムのない工場では、硫酸含有量が高すぎる、銅含有量が低すぎる、タンク液温度が低すぎるまたは高すぎることが含まれます。これにより、タンク液の電流密度範囲が低下します。通常の製造工程では、タンク液中に銅粉が発生し、タンク液に混入する場合があります。

生産操作の観点から、過電流、不十分なクランププレート、空のクランプポイント、陽極溶解に依存するタンク内のプレート落下なども、一部のプレートの過電流を引き起こし、銅粉を生成し、タンクの液体に落下し、徐々に銅粒子欠陥を生成します。材料に関しては、主な問題はリン銅中の角リンの含有量とリン分布の均一性です。製作・整備面では、主にメジャーな扱いです。銅の角を追加すると、それらはタンクに落ちます。主に主な処理である陽極洗浄と陽極バッグ洗浄です。多くの工場はそれらを適切に処理しておらず、隠れた危険がいくつかあります。銅球の主な処理として、表面をきれいにし、新しい銅の表面を過酸化水素でわずかにエッチングします。陽極袋は、硫酸過酸化水素、アルカリ溶液に順次浸し、洗浄する。特に、アノードバッグには、5 ～ 10 ミクロンのギャップの PP フィルターバッグを使用する必要があります。

3. メッキピット

この欠陥はまた、銅の析出、パターンの転写から、電気メッキ、銅メッキ、スズメッキの前処理まで、多くのプロセスを引き起こします。銅沈みの主な原因は、銅沈下バスケットの長期にわたる不十分な洗浄です。マイクロエッチング中、パラジウムと銅を含む汚染溶液がバスケットからプレート表面に落ち、汚染を引き起こします。銅沈み板の通電後、スポット漏れ、つまりピットが発生します。グラフィック転送プロセスは、主に機器のメンテナンスと現像のクリーニングが不十分であることが原因です。理由はたくさんあります：ブラシマシンのブラシローラーの吸引棒が接着剤の汚れを汚す、乾燥セクションのエアナイフブロワーの内臓が乾燥している、油粉があるなど、ボードの表面が汚れていない印刷前に適切にコーティングまたは除塵すると、現像液がきれいにならない、現像後の水が悪い、シリコン含有消泡剤がロジャースの回路基板表面を汚染する、などがあります。浴液の主成分は硫酸なので、水の硬度が高いと濁りが出てボード表面を汚します。また、同社のハンガーの中には粘着性の弱いものもあり、長時間経つと夜間にタンク内で溶解・拡散し、タンク液を汚染する。これらの非導電性粒子はパネルの表面に吸着され、その後の電気メッキでさまざまな程度の電気メッキピットが発生する可能性があります。

4. 高周波基板が白くなったり、色むらがある

酸性銅電気めっきタンク自体には、次のような側面がある可能性があります。エアチューブが元の位置からずれており、空気の攪拌が不均一です。フィルターポンプが空気を漏らしたり、リキッドインレットがエアブローパイプの近くで空気を吸い込んだりして、細かい気泡が発生し、ボード表面やラインエッジ、特に水平ラインエッジやラインコーナーに吸着されます。また、低品質の綿芯を使用しているため処理が行き届いておらず、綿芯の製造工程で使用する帯電防止処理剤が浴液を汚染し、めっき漏れの原因となる場合もあります。この場合、空気の吹き込みを増やすことができ、液体の泡を時間内に洗浄することができます。綿芯を酸やアルカリに浸した後、高周波回路基板（ロジャース回路基板）の色が白くなったりムラになったりするのは、主に研磨やメンテナンスの問題であり、場合によっては後の洗浄の問題かもしれません酸脱脂、マイクロエッチングの問題。銅シリンダーの研磨の調整不良、深刻な有機汚染、バス液の高温が原因である可能性があります。一般的に酸脱脂では洗浄に問題はありませんが、水のpH値が酸性で有機物が多い場合、特に循環循環水洗浄の場合、洗浄不良や不均一な微細腐食の原因となります。マイクロエッチングは主に、マイクロエッチング液の含有量が低すぎる、マイクロエッチング溶液中の銅含有量が高すぎる、および浴溶液の温度が低いため、プレート表面に不均一なマイクロエッチングが生じると考えられます。また、洗浄水の水質が悪い、洗浄時間がやや長い、またはプリプレグ酸溶液が汚染されている、処理されたプレートの表面がわずかに酸化している可能性があります。銅浴での電気めっき中、酸化物は酸性酸化であり、プレートが浴に帯電するため、除去が困難であり、プレート表面の色むらの原因にもなります。さらに、高周波回路基板の表面が陽極バッグに接触し、陽極の導電率が不均一になり、陽極のパッシベーションもこのような欠陥を引き起こします。

まとめ

酸性銅めっきプロセスにおけるいくつかの一般的な問題は、この論文に要約されています。同時に、酸性銅めっきプロセスは、その単純な基本組成、安定した溶液、高い電流効率、および適切な光沢剤の添加により、高輝度、高い平坦性、および高いめっき能力を備えたコーティングが得られるため、広く使用されています。酸性銅光沢剤の選択と適用は、酸性銅めっき層の品質の鍵でもあります。そのため、多くのスタッフが日々の業務の中で経験を積み、問題を発見して解決するだけでなく、革新を通じて技術レベルを根本的に向上させることが望まれます。 PCB メーカー、PCB 設計者、および PCBA メーカーが、高周波回路基板について説明します。銅めっき技術における一般的な問題と解決策です。