今天，我给大家整理一篇关于中粗化微蚀药水引起化学镀镍/金不良的探讨，通过中粗化微蚀药水与普通微蚀药水信息对比、测试结果和讨论等方面的内容进行详细的分享，我们不妨进来看看正文吧！

正文：

中粗化微蚀药水广泛应用于印制电路板(printedcircuitboard,PCB),包括挠性印制电路板(flexibleprintedcircuitboard,FPCB)的干膜、覆盖膜和阻焊油墨等前制程的铜面处理，以及一些电镀镍/金、化学镀镍/金等的前处理中，能够提高干膜、覆盖膜和阻焊油墨等在铜面的附着力，还可以使电镀层和化学镀层结晶更细致，结合力更好。目前市场上中粗化微蚀药水有有机酸体系和双氧水硫酸体系2种。FPCB微蚀制程中多采用双氧水硫酸或过硫酸钠(sodiumpersulfate,SPS)体系，线体材料大多采用聚丙烯(polypropylene,PP)塑料和不锈钢等材料;而有机酸体系中粗化药水对不锈钢有咬蚀作用，测试及应用均需进行线体改造或购买新线体，因此双氧水硫酸体系的中粗化微蚀药水更受线路板企业的欢迎。双氧水硫酸体系的中粗化微蚀药水中的主要成分为双氧水及硫酸，包含稳定剂和粗化剂。中粗化微蚀药水可增加铜面粗糙度，提高铜面与阻焊油墨的附着力。该司目前应用于阻焊油墨前的是双氧水硫酸体系的普通微蚀药水A,经过前期评估测试，决定引入某款双氧水硫酸体系的中粗化微蚀药水B取代普通微蚀药水A。

中粗化微蚀药水与普通微蚀药水信息对比

为达到较高粗糙度的要求，中粗化微蚀药水B的咬蚀量>0.5μm,明显高于普通微蚀药水A(咬蚀量<0.4μm),为此，中粗化微蚀药水的双氧水浓度高于普通微蚀药水。中粗化微蚀药水的补加方式与普通微蚀药水的相同，都是按生产板子数量自动补加和按照实验室分析结果手动补加等2种补加方式联动。另外，与普通微蚀药水A相同，中粗化微蚀药水B厂商不推荐特殊的后处理方式。具体对比内容见表1。

表1 药水A和药水B信息对比

测试结果和讨论

2.1 咬蚀量和铜面粗糙度电解铜(ED铜)、延铜(HA铜)、镀铜3种铜材分别经过药水A(咬蚀量0.27μm)和药水B(咬蚀量0.66μm)处理后，其粗糙度(Sa)数据如图1所示。3种铜材在药水A处理后，Sa均值均低于0.20μm(该司内部期望Sa>0.20μm);而在药水B处理后，Sa均高于0.20μm,满足要求。

图1 药水A与药水B处理后3种铜材的粗糙度对比2.2 铜材的表面形貌ED铜、HA铜、镀铜3种铜材分别经过药水A(咬蚀量0.27μm)和药水B(咬蚀量0.66μm)处理后，其表面形貌见表2。

表5 药水B不同后处理制程的化镍金外观

抗氧化后处理使AOC情况更加严重，这应该与抗氧化药水中也有含N元素的咪唑类物质有关，增加了铜面的N元素含量;稀硫酸后处理使AOC情况有轻微改善，应该降低了铜面含N物质;稀盐酸后处理与等离子体处理相似，可明显改善AOC情况。不同后处理制程后铜表面N元素比重差异较大，见表6。XPS结果验证了上述不同后处理制程能否改善AOC的推测。

表6 药水B不同后处理的铜表面XPS元素成分（质量分数）为进一步了解稀盐酸可以去除中粗化处理后铜面含N物质的机理，将中粗化微蚀药水B处理后的2个样品分别使用及不使用稀盐酸后处理，在铜表面进行铜的不同价态分析。该分析方法为XPS元素价态分析，其结果显示：药水B处理后铜表面的铜价态有1价铜和2价铜，而稀盐酸后处理铜表面的铜价态为单质铜和2价铜，见表7。

表7 药水B与稀盐酸后处理前后的铜表面XPS铜价态分析结果(质量分数)中粗化微蚀药水B产生的AOC不良问题机理推测是由于中粗化微蚀制程中，双氧水将铜氧化成2价铜，从而达到微蚀的目的;2价铜具有氧化性，可以将铜面上的单质铜部分氧化为1价铜;而1价铜具有不溶性，其与中粗化微蚀药水B中的含N物质一起附着在铜表面上，使得中粗化处理后铜面呈现1价铜的红棕色。铜表面含N物质在经过阻焊油墨印刷后与阻焊油墨某些成分反应或者黏连、络合在一起，产生某种不能被显影液去除的物质附着于铜面上，引起化镍金沉积不良，从而导致AOC不良问题的发生。推测机理如图3所示。罗茂章在研究测定水中铜浓度方法时发现，在硫酸溶液中酸碱度(pH值)需在4.6~7.0才可以实现1价铜离子与络合物的络合，pH值太低则不能实现。而中粗化微蚀后处理制程中，因稀硫酸pH值只有0.62,1价铜不能被络合去除，但可以去除外围与铜面附着力不强的含N物质，降低了铜面N物质的含量，因此轻微改善了AOC不良。稀盐酸中的氢离子和氯离子可以与1价铜络合生成HCuCl₂水溶性络合物，而含氮物质因1价铜被络合也一起去除，从而改善AOC不良问题。等离子体可以去除有机污染物，因此也可以去除显影不净的有机物质，改善AOC不良问题。

结 语 

中粗化微蚀药水B相比普通微蚀药水A,咬蚀量较大，含有粗化剂成分，可以增加铜表面粗糙度，铜面的表面形貌相对普通微蚀更加粗糙。经耐助焊剂测试和助焊剂清洗药水测试发现，中粗化微蚀药水B处理的铜面上阻焊油墨的附着力更好。但需要注意，应用中粗化微蚀药水B需使用稀盐酸做后处理，或者在油墨固化后即化镍金制程前用等离子体进行清洁，以避免出现中粗化微蚀药水B导致的化镍金AOC不良问题。中粗化微蚀药水B引起化镍金AOC不良问题的机理，推测是中粗化微蚀制程中2价铜的氧化性将铜面的单质铜氧化为1价铜，含N物质与1价铜一起附着在铜表面，在印刷阻焊油墨后，与油墨中某些成分反应或者黏连、络合在一起，产生某种阻焊油墨显影不净的物质附着于铜面上，引起化镍金沉积不良，从而导致AOC不良问题的发生。

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