一、 前言
金作为一种贵金属，具有良好的可焊性，耐氧化性，抗蚀性，接触电阻小，合金耐磨性好等优良特点,因此被广泛应用在pcb制造行业中，随着通讯、数码产品的飞速发展，其中化学镍金+电镀硬金工艺被大量应用于手机电池、计算机卡板等插取设备中，由于此工艺表面处理为化学镍金，但插头部分需电至少30micro inch的硬金，故要求防焊油墨能抵挡镀金与化学镍金药水的双重攻击，在现场生产过程中经常遇到所电pad边油墨起泡问题，如下图所示，本文从防焊制程的角度对电镀硬金过程中绿油脱落问题进行分析，并提出了相关的解决办法。
二、试验测试过程
1、试验条件及变量选择
由于掉油主要与油墨本身的性能、制程参数有直接的关系，具体见鱼骨图，试验过程中采取挑选目前抗化学镍金性能较佳的三种油墨不同的条件进行试验，根据以往一些经验及板子实际情况，选择最为相关的参数和条件；①油墨厚度 ②后烤时间 ③是否增加uv固化,相关因子及水平如下表：
表一
序号
相关因子
水平1
水平2
a
油墨厚度(线路上)
0.7mil
1.2mil
b
后烤时间
60min
120min
c
uv固化
yes
no
油墨
电镀硬金
抗化学镍金能力差
电镀铜电流密度太高
铜面油墨太薄
预烘烤温度太低，时间太短
金含量太低
曝光能量太低、显影速度太快
二次干膜贴膜不良
后烘烤不足或过度
防焊至化学镍金板子放置时间太长
沉ni/au药水攻击太强
存板环境有酸雾
药水温度太高
操作方法
化学镍金
2、试验过程
①根据doe正交试验法，共有3个变量2个水平，正交后每种油墨为8个试验，三种油墨共24个试验。
②采用16〞×20〞，厚度为1.0mm的掉油问题较为严重的一款板进行试验。
3、试验流程：
防焊à沉镍金à二次干膜à电镀硬金à退膜
4、试验参数
● 前处理：
尼龙针辘磨刷：320#*2，600#*2
酸洗浓度：h2so4 4%
刷压电流：2.8~3.0amp
●使用油墨：
不同供应商的a、b、c三种油墨
●丝印
三种油墨分别丝印一次和两次，使油墨厚度分别达到0.7mil和1.2mil左右，以评估油墨厚度对防焊起泡脱落的贡献度。
●预烘烤
采用单门立式烤炉，温差在±3℃以内
表二：
油墨种类
第一面
第二面
温度
时间
温度
时间
a
75
25
75
40
b
75
25
75
40
c
80
20
80
30
注：以上参数均为供应商提供之最佳参数
●曝光：
曝光尺格数：13级 （21级曝光尺）
●显影：
na2co3浓度：1.0%
na2co3温度：31℃
显影时间：70sec
under cut：0.5~1.5mil
●后烘烤
按表一
●化学镍金
名称
溶液组成工作参数
控制成分
控制范围
控制点
除油
h2so4
40-60ml/l
50ml/l
微蚀
h2so4(98%)
15-30ml/l
20ml/l
na2s2o8
80-120g/l
100g/l
cu2+
4-20g/l
微蚀后浸
h2so4
40-60ml/l
50ml/l
预浸
h2so4
40-60ml/l
50ml/l
活化
pd
45-55ppm
50ppm
h2so4
40-55ml/l
50ml/l
后浸
h2so4
40-55ml/l
50ml/l
化学镍
ni
95-105%(5.7-6.3g/l)
100%
nah2po2
20-45g/l
30.0g/l
ph
4.7-5.3
4.8
na2hpo3
<150g
温度
80-90℃
85℃
化学金
au
1.7-2.3g/l
2.0g/l
ph
4.0-5.5
温度
82-90℃
88℃
表三：化学镍金参数表
●二次干膜
上、下胶辊温度：115℃
贴膜速度： 1.0m/min
贴膜压力： 65psi
曝光尺格数：8级 （21级曝光尺）
●电镀硬金
缸名
成份
控制范围
控制点
酸洗
hcl
1%-2%
1.5%
镀金
au
4-8g/l
6g/l
ph
4.6-4.8
