内层残铜产生的原因分析和改善

李子龙

（奥士康精密电路（惠州）有限公司，广东 惠州 516200）

0 引言

电子技术在高速发展，印制电路板（PCB）层数的不断增加，结构的复杂化，内层残铜已成为工程师困扰的问题之一。从我公司2018年数据表明，残铜长期处于20%以上的状态，带来严重的品质问题，也严重影响了内层的生产效率以及生产成本。现我公司工程师对残铜产生原因进行分析，并对其制定出一些相应的工艺措施。

本文对PCB内层残铜产生的原因从内层板材来料不良、无尘室卫生清洁以及DES线油墨反沾三个方面进行了分析，并提出相应的改善措施及方法。

1 残铜产生的原因

1.1 板材来料不良造成残铜的原因分析

1.1.1 板面有残胶

对于来料不良的板材，在百倍镜下可看到有一层薄薄的保护膜，如果在内层前处理没有添加磨刷段，很难在酸洗段及微蚀段洗掉，就会残留在板面抗蚀，形成残铜（见图1、图2）。这种不良主要集中在0.8 mm及以上的板材上。

图1 来料不良

图2 蚀刻后残铜

1.1.2 基材上有基铜

板材的另一种不良就是基材内有残铜，在AOI工序的VRS检修机很难检测到，遗漏后就会使产品产生报废。基材内有残铜是所占比例极少，这种也是难免的。图3是在内短报废板做到的切片图。

图3 基材有铜

1.2 曝光时产生残铜的原因分析

1.2.1 涂布油墨屑

内层生产多使用水溶性湿膜，生产时会有很多干油墨屑，成为内层无尘室卫生最难处理的问题之一。内层无尘室最难处理卫生毋庸置疑是涂布房，对内层生产的品质也造成很大影响。比如，涂布时烤箱夹爪清洁不到位；板面夹爪印形成积墨；涂布后板边的残留油墨（0.8以上板厚极为严重）；板面夹爪印形成积墨。经烤箱烤干后这些干油墨屑到处飞散，落在板面上，对曝光品质将造成严重影响。

1.2.2 曝光垃圾及底片刮伤

曝光是内层制作的核心，如果曝光房的卫生达不到要求，就无法谈品质良率。曝光房的污染物主要来自于工作人员自身带来的灰尘；涂布房转入的板带入的油墨屑；无尘室传递窗口飘进无尘室的灰尘，这些都是要靠现场管理来减少垃圾的产生。另外，照相底片也是图形转移中必不可少的一部分，如果底片本身有问题，那做出的板就肯定也有问题，所以，在生产前必须检查底片是否存在不良问题。

1.3 DES线造成残铜的原因分析

DES线的主要流程为：显影→显影水洗→蚀刻→蚀刻水洗→退膜→退膜水洗→烘干。主要产生残铜的区域有显影段和蚀刻段。在显影时会产生很多的膜渣，如果显影和显影水洗无法将板面膜渣清洗干净，将会污染蚀刻槽，形成蚀刻类残铜，蚀刻类残铜多表现为凸铜，与曝光垃圾造成的残铜相似（见图4）。显影水洗由于水的导电率和pH值不合适，会导致显影段出来的油墨粘附在水洗的挡水滚轮上面，如果不能及时清洁，就会反沾到其他板上形成残铜，此类残铜表现为不规则形的，面积较大的一种残铜（见图5）。

图4 蚀刻类凸铜

图5 油墨反粘

2 改善措施

2.1 板材来料

（1）板材来料进行抽检，看板面是否有存在有胶状物和黑点垫伤，如有上述情况，可安排过磨刷后在生产；

（2）与供应商联系，改善其板材制作流程，提高良率。

2.2 曝光时改善措施

（1）涂布烤箱及夹爪15天清洁一次，将涂布后的板边四周用带毛刷的吸尘器把干油墨吸一遍，然后用粘尘纸将板边即将掉落的油墨屑粘掉；

（2）无尘室转板车每次使用前清洁一次，确保装板车上无干油墨屑；

（3）曝光机的曝光灯室和曝光机投板机每4小时清洁一次，并垫上粘尘布，防止干油墨到处散飞；

（4）粘尘纸每100 pnl撕一次（注意粘尘纸粘力调节）。底片每60 pnl清洁一次，并做一次自检，防止出现定位性不良。

2.3 DES线残铜改善措施

DES残铜主要是由于油墨渣造成：

（1）保持显影水洗产生的膜渣不被喷淋系统吸入，被堵塞或者是再次喷淋到板面上，需装过滤棉芯将大量膜渣挡住。

（2）对于反粘在挡水辊上的油墨，可以调节水的导电率和pH值（导电率：250～350之间，pH 6.5～7.5之间）减少油墨反粘。

（3）挡水辊需要2 h检查一次，4 h清洁一次。

（4）每班生产前清洁一次显影槽。蚀刻槽缸体侧壁长期积累的有机物喷淋在板面上也会产生抗蚀保护作用，需要每15天对蚀刻缸清洁一次。

3 数据收集及总结

通过以上改善，收集我公司一年内数据，与之前相比，残铜造成的不良比率降低了10%。以上这些改善措施可供参考（见图6）。

目前，在生产时需要重不间断管理所在的生产环境，做到生产前保养、过程中清洁及规定的人员操作方法，这样才能够有效改善残铜不良，提升品质。以上是从日常保养及生产参数对残铜改善提出一些措施。