李 豐 劉克敢

（深圳崇達多層線路板有限公司，廣東 深圳 518132）

1 前言

目前生產(chǎn)長短板邊插頭方法主要有兩種，一是用阻焊油墨覆蓋印制插頭引線，此工藝流程長成本高，且容易導致退洗困難，所表現(xiàn)的問題為退洗不凈（基材油墨殘留）、退細過度（基材發(fā)黑）等問題，無法滿足客戶需求；二是用干膜或者抗電金油墨蓋金手指引線，但工藝容易出現(xiàn)電金滲鍍的問題。為了解決電金滲鍍問題，本文通過采用DOE（正交試驗設計）試驗優(yōu)化設計，找出最優(yōu)參數(shù)組合。

2 電鍍滲鎳金原理

由于在電鍍鎳金過程中均會發(fā)生析氫反應，氣體的釋放會攻擊抗蝕材料的under-cut位置，導致抗蝕層側(cè)蝕位疏松，容易出現(xiàn)滲鍍問題，理論上析氫量越大越容易出現(xiàn)滲鍍問題。

（1）電鎳過程析氫反應發(fā)生在陰極上，鍍液中的鎳離子獲得電子沉積出鎳原子，同時板有少量的氫氣析出：

（2）電金過程析氫反應發(fā)生在陰極，在微氰鍍液中，Au以Au(CN)2-的形式存在，在電場的作用下，金氰絡離子在放電：

通過電鎳金工作原理及析氫過程中不難看出，電鍍時間越長，析氫量越多；電壓越高，析氫量越多。同時在生產(chǎn)過程中析氫是不可避免的，因此要改善滲鍍問題需要從以下幾個方面著手：

（1）金手指引線抗鍍材料選擇：通常為干膜、抗電鍍油墨以及阻焊油墨（阻焊由于褪洗困難不建議使用）；

（2）抗鍍材料側(cè)蝕：影響抗鍍油墨側(cè)蝕主要有曝光能量、顯影速度等；

（3）抗鍍油墨的抗鍍性能：主要受油墨厚度、后固化方式所影響；

（4）電金密度（電壓）：通常采用恒壓的方式自動調(diào)節(jié)電流；

（5）受鍍面積：面積越大，電金效率越低，需要電金的時間越長，析氫量越大；

（6）電金線速度：速度越慢，電鎳金時間越長，析氫量越大；

（7）干膜附著力：主要受貼膜溫度、貼膜壓力、貼膜速度所影響。

3 實驗設計

根據(jù)以上滲鍍原理，分別以干膜和抗電鍍油墨為抗鍍材料，設計2組DOE實驗，以選取最優(yōu)抗鍍材料及流程。

3.1 用干膜蓋金手指引線實驗設計

3.1.1 實驗方案

（1）實驗目的：驗證干膜、電金各參數(shù)對金手指品質(zhì)的影響；

（2）生產(chǎn)流程：前工序→外層AOI→絲印阻焊→絲印字符→外層圖形1（干膜蓋金手指引線）→電金手指→退膜→外層圖形2→蝕刻金手指引線；

（3）實驗參數(shù)：借助正交實驗原理設計，將滲金作為評估目標，將影響滲金的干膜厚度、貼膜溫度、貼膜壓力、貼膜速度、是否返壓、電金線速、受鍍面積作為因子，選擇7因子2水平安排正交實驗，以確定最佳實驗參數(shù)（表1）；

（4）考核指標：無滲金等品質(zhì)缺陷率。

3.1.2 實驗結(jié)果

統(tǒng)計每組實驗滲金結(jié)果數(shù)據(jù)，排出因子測主次順序，并得到最佳實驗組合。

圖1 干膜滲金因子主次圖

表1 干膜正交實驗因子與水平表

表2 干膜正交實驗結(jié)果

由以上數(shù)據(jù)可以看出，因子主次順序為A＞G＞C＞F＞B＞E＞D，影響滲鍍的主要因素是干膜厚度和電鍍面積，從結(jié)果來看，實驗5滲金比例最小，但從主次因子圖看最優(yōu)組合為A2G2C2F2B1E1D2，此實驗在27組實驗中未出現(xiàn)過，需對此組實驗做驗證實驗。

3.1.3 驗證實驗

按A2G2C2F2B1E1D2組合參數(shù)生產(chǎn)6PNL（合計2520PCS），經(jīng)過全檢，滲金比例10.2%。

實驗結(jié)果顯示，干膜蓋金手指引線無法解決滲鍍問題。主要是因印制插頭處銅面和基材存在高低落差，干膜的填充能力差，與基材的結(jié)合力差，加上析氫反應對干膜的攻擊，最終導致滲金。

3.2 用抗電金油墨蓋金手指引線

3.2.1 實驗方案

（1）實驗目的：驗證抗電金油墨、電金各參數(shù)對金手指品質(zhì)的影響；

（2）生產(chǎn)流程：前工序→外層AOI→絲印阻焊→絲印字符→絲印抗電金油墨（油墨蓋印制插頭引線）→電金手指→退膜→外層圖形2→蝕刻印制插頭引線；

（3）實驗參數(shù)：借助正交實驗原理設計，將滲金作為評估目標，將影響滲金的絲印網(wǎng)版、曝光能量、顯影速度、固化方式、電金線速、受鍍面積作為因子，選擇6因子3水平安排正交實驗，以確定最佳實驗參數(shù)（表4）；

（4）考核指標：無滲金等品質(zhì)缺陷率。

3.2.2 實驗結(jié)果

統(tǒng)計每組實驗滲金結(jié)果數(shù)據(jù)，排出因子測主次順序，并得到最佳實驗組合。

圖2 滲金因子主次圖

表3 干膜驗證實驗參數(shù)

表4 抗電金油墨正交實驗因子與水平表

表5 抗電金油墨正交實驗結(jié)果

續(xù)表5

由以上數(shù)據(jù)可以看出，因子主次順序為D＞B＞E＞F＞C＞A，影響滲鍍的主要因素是抗電金油墨固化方式和曝光能量，從結(jié)果來看，實驗9滲金比例最小，但從主次因子圖看最優(yōu)組合為D3B3E3F3C1A1，此實驗在27組實驗中未出現(xiàn)過，需對此組實驗做驗證實驗。

3.2.3 驗證實驗

按D3B3E3 A1C1F1組合參數(shù)生產(chǎn)6PNL（合計2520PCS），經(jīng)過全檢，無滲金。

4 結(jié)論

（1）因金手指處銅面和基材存在高低落差，干膜的填充能力差，與基材的結(jié)合力差，加上析氫反應對干膜的攻擊，最終導致滲金，干膜蓋金手指引線無法解決滲鍍問題；

表6 抗電金油墨驗證實驗參數(shù)

（2）抗電金油墨是液態(tài)，能很好的填充金手指處銅面和基材的高低落差，并通過調(diào)整各生產(chǎn)參數(shù)，可以很好地改善滲金問題；

（3）使用抗電金油墨蓋金手指引線，影響滲鍍的主要因素是抗電金油墨固化方式和曝光能量。

[1]歐植夫.淺析化鎳金焊接后黑墊產(chǎn)生原因.印制電路信息.2010/Z1.

[2]張軍杰等.密集長短金手指制作工藝探究.印制電路信息.2013/03.

[3]黃李海.電鍍鎳金工藝滲金原因分析及改善.印制電路信息. 2013 NO1.