內(nèi)層殘銅產(chǎn)生的原因分析和改善

李子龍

（奧士康精密電路（惠州）有限公司，廣東 惠州 516200）

0 引言

電子技術在高速發(fā)展，印制電路板（PCB）層數(shù)的不斷增加，結構的復雜化，內(nèi)層殘銅已成為工程師困擾的問題之一。從我公司2018年數(shù)據(jù)表明，殘銅長期處于20%以上的狀態(tài)，帶來嚴重的品質(zhì)問題，也嚴重影響了內(nèi)層的生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本。現(xiàn)我公司工程師對殘銅產(chǎn)生原因進行分析，并對其制定出一些相應的工藝措施。

本文對PCB內(nèi)層殘銅產(chǎn)生的原因從內(nèi)層板材來料不良、無塵室衛(wèi)生清潔以及DES線油墨反沾三個方面進行了分析，并提出相應的改善措施及方法。

1 殘銅產(chǎn)生的原因

1.1 板材來料不良造成殘銅的原因分析

1.1.1 板面有殘膠

對于來料不良的板材，在百倍鏡下可看到有一層薄薄的保護膜，如果在內(nèi)層前處理沒有添加磨刷段，很難在酸洗段及微蝕段洗掉，就會殘留在板面抗蝕，形成殘銅（見圖1、圖2）。這種不良主要集中在0.8 mm及以上的板材上。

圖1 來料不良

圖2 蝕刻后殘銅

1.1.2 基材上有基銅

板材的另一種不良就是基材內(nèi)有殘銅，在AOI工序的VRS檢修機很難檢測到，遺漏后就會使產(chǎn)品產(chǎn)生報廢。基材內(nèi)有殘銅是所占比例極少，這種也是難免的。圖3是在內(nèi)短報廢板做到的切片圖。

圖3 基材有銅

1.2 曝光時產(chǎn)生殘銅的原因分析

1.2.1 涂布油墨屑

內(nèi)層生產(chǎn)多使用水溶性濕膜，生產(chǎn)時會有很多干油墨屑，成為內(nèi)層無塵室衛(wèi)生最難處理的問題之一。內(nèi)層無塵室最難處理衛(wèi)生毋庸置疑是涂布房，對內(nèi)層生產(chǎn)的品質(zhì)也造成很大影響。比如，涂布時烤箱夾爪清潔不到位；板面夾爪印形成積墨；涂布后板邊的殘留油墨（0.8以上板厚極為嚴重）；板面夾爪印形成積墨。經(jīng)烤箱烤干后這些干油墨屑到處飛散，落在板面上，對曝光品質(zhì)將造成嚴重影響。

1.2.2 曝光垃圾及底片刮傷

曝光是內(nèi)層制作的核心，如果曝光房的衛(wèi)生達不到要求，就無法談品質(zhì)良率。曝光房的污染物主要來自于工作人員自身帶來的灰塵；涂布房轉(zhuǎn)入的板帶入的油墨屑；無塵室傳遞窗口飄進無塵室的灰塵，這些都是要靠現(xiàn)場管理來減少垃圾的產(chǎn)生。另外，照相底片也是圖形轉(zhuǎn)移中必不可少的一部分，如果底片本身有問題，那做出的板就肯定也有問題，所以，在生產(chǎn)前必須檢查底片是否存在不良問題。

1.3 DES線造成殘銅的原因分析

DES線的主要流程為：顯影→顯影水洗→蝕刻→蝕刻水洗→退膜→退膜水洗→烘干。主要產(chǎn)生殘銅的區(qū)域有顯影段和蝕刻段。在顯影時會產(chǎn)生很多的膜渣，如果顯影和顯影水洗無法將板面膜渣清洗干凈，將會污染蝕刻槽，形成蝕刻類殘銅，蝕刻類殘銅多表現(xiàn)為凸銅，與曝光垃圾造成的殘銅相似（見圖4）。顯影水洗由于水的導電率和pH值不合適，會導致顯影段出來的油墨粘附在水洗的擋水滾輪上面，如果不能及時清潔，就會反沾到其他板上形成殘銅，此類殘銅表現(xiàn)為不規(guī)則形的，面積較大的一種殘銅（見圖5）。

圖4 蝕刻類凸銅

圖5 油墨反粘

2 改善措施

2.1 板材來料

（1）板材來料進行抽檢，看板面是否有存在有膠狀物和黑點墊傷，如有上述情況，可安排過磨刷后在生產(chǎn)；

（2）與供應商聯(lián)系，改善其板材制作流程，提高良率。

2.2 曝光時改善措施

（1）涂布烤箱及夾爪15天清潔一次，將涂布后的板邊四周用帶毛刷的吸塵器把干油墨吸一遍，然后用粘塵紙將板邊即將掉落的油墨屑粘掉；

（2）無塵室轉(zhuǎn)板車每次使用前清潔一次，確保裝板車上無干油墨屑；

（3）曝光機的曝光燈室和曝光機投板機每4小時清潔一次，并墊上粘塵布，防止干油墨到處散飛；

（4）粘塵紙每100 pnl撕一次（注意粘塵紙粘力調(diào)節(jié)）。底片每60 pnl清潔一次，并做一次自檢，防止出現(xiàn)定位性不良。

2.3 DES線殘銅改善措施

DES殘銅主要是由于油墨渣造成：

（1）保持顯影水洗產(chǎn)生的膜渣不被噴淋系統(tǒng)吸入，被堵塞或者是再次噴淋到板面上，需裝過濾棉芯將大量膜渣擋住。

（2）對于反粘在擋水輥上的油墨，可以調(diào)節(jié)水的導電率和pH值（導電率：250～350之間，pH 6.5～7.5之間）減少油墨反粘。

（3）擋水輥需要2 h檢查一次，4 h清潔一次。

（4）每班生產(chǎn)前清潔一次顯影槽。蝕刻槽缸體側壁長期積累的有機物噴淋在板面上也會產(chǎn)生抗蝕保護作用，需要每15天對蝕刻缸清潔一次。

3 數(shù)據(jù)收集及總結

通過以上改善，收集我公司一年內(nèi)數(shù)據(jù)，與之前相比，殘銅造成的不良比率降低了10%。以上這些改善措施可供參考（見圖6）。

目前，在生產(chǎn)時需要重不間斷管理所在的生產(chǎn)環(huán)境，做到生產(chǎn)前保養(yǎng)、過程中清潔及規(guī)定的人員操作方法，這樣才能夠有效改善殘銅不良，提升品質(zhì)。以上是從日常保養(yǎng)及生產(chǎn)參數(shù)對殘銅改善提出一些措施。