【摘要】传统垂直沉铜线(PTH)的挂篮根据产品不同而有不同材料种类的挂篮，各设备商以及线路板厂对挂篮使用的材料及设计方式都是各有各的认知，也未形成很好的检验方法。本文从挂篮材料的要求、材料的检验、挂篮的设计等方面简述对PTH药水寿命以及PCB质的影响。
【关键词】垂直沉铜线挂篮、导条式子篮、卡齿直插式子篮、卡齿斜插式子篮、圆钢焊接设计母篮、四周角钢加固形母篮
文/正天伟科技有限公司 蒋深能 吴荣萱
前言
PTH线使用挂篮材料及设计种类繁多，业界没有形成清晰明确的认知，特别是硬板厂多数使用不锈钢材料来做子母篮，导致使用中才发现经常有发黑、腐蚀、挂篮印、因挂篮问题造成药水交叉污染、振动传动效果差、药水贯穿能力差等问题，但因投入金额较大，而勉强使用，造成报废，生产效率、药水异常消耗等的损失。
1 挂篮材料的要求
硬板厂及部分软板厂的挂篮材料选择建议某PCB工厂挂篮腐蚀严重(见图1)，取样进行元素分析，根本不是316#不锈钢材料，导致该工厂PTH线品质非常不稳定，经常出现品质异常。
一般硬板厂挂篮材料会选择316#不锈钢，而软板厂则会在316#不锈钢或钛金属中选择一种。
不锈钢材料的种类及主要成分
(1) 不锈钢材料的种类(PCB挂篮使用的是奥氏体不锈钢)，见表1。
(2) 不锈钢的元素含量(见表2)。
2 不锈钢材质的检验方式
2.1 常用简单的不锈钢检测方式
(1) 磁性试验
磁性试验是主要用于区别奥氏体与其它结构不锈钢(PCB PTH篮材料基本都使用奥氏体结构不锈钢)，其中奥氏体结构不锈钢不带磁性，而如检测带有磁性，则表明此挂篮材质有问题。
(2) 硫酸试验
硫酸浸没试验能把302、304、316等不锈钢区分开来。试样切边经过细磨，然后在体积浓度为20~30%，温度为60~66℃的硝酸中清洗和钝化半小时。水洗后放入硫酸试验体积浓度为10%，温度为70℃左右的溶液中，316#不锈钢在其溶液中，浸泡1015分钟，不变色，而达不到标号的不锈钢，则会变为黑色。
2.2 不锈钢识别药水
把不锈钢识别药水滴到平整的不锈钢上5分钟左右，根据不锈钢上药水变色来判断不锈钢的种类(与说明书上的标准颜色对比，可找出检测样品属于哪种不锈钢)。
2.3 EDS元素检测
关键点在于316#不锈钢的元素内包含有Mo，其它不锈钢材质不含Mo元素。
3 挂篮设计种类及其对PTH线造成的影响
3.1 导条式子篮设计及其对PTH线造成的影响(见图2)
(1) 极易造成药水清洗不干净，导致各药水缸的交叉污染；
(2) 直接造成不良的主要后果:背光不良、脱皮起泡、药水的使用寿命缩短、水洗缸水极变色。
3.2 卡齿直插式子篮设计及其对PTH线造成的影响(见图3)
(1) 可减少水洗的清净难度，但因左右没有倾斜，板子提起时，滴水效果差，无形中加大水洗的难度；
(2) 因前后没有倾斜，在摇摆时，在板子孔内形成的液位压力较小，非常不利于药水在孔内的交换，即在做高纵横比的板子时，孔无铜不良的比率会相应地增高。
3.3 卡齿斜插式子篮设计及其对PTH线造成的影响(见图4)
(1) 子篮前后倾斜5~10度，有利于利用摇摆增强孔内药水的交换能力及孔内气泡的排除；
(2) 卡齿式设计有利于水洗的清洁及减少药水的交叉污染。
3.4 圆钢焊接设计母篮(见图5)
此类设计母篮构材少，生产时容易清洗，且可减少药料消耗。
3.5 四周角钢加固形母篮设计(见图6)
(1) 母篮底部角钢非常容易藏药水，导致药水交叉污染；
(2) 角钢因使用不锈钢尺寸较大，一般设备供应商都不会使用符合国标的316#不锈钢，导致母篮被药水浸蚀得非常快，影响生产品质及母篮的使用寿命；
(3) 因角钢厚度较薄，实际比圆钢构造的母篮还容易坏。
3.6 直接母篮插板设计(见图7)
(1) 有利于振动传递到板子上，增强振动的效果，对赶走气泡有明显效果；
(2) 可节约物料消耗；
(3) 如板电前使用养板槽，则沉铜后需把板子从母篮上拆下来，极易造成三角擦花。
4 挂篮设计的准则
(1) 挂篮材料使用符合国标的316#不锈钢；
(2) 插板间距≥10mm，保证板子能力容易清洗(插板间距太小，容易造成板子清洁不足，而引发背光不良、孔口拖尾起泡等品质异常)；
(3) 利于滴水、清洗，不要有易藏水的设计；
(4) 不容易散架，有利于振动的传递。
(5) 有利于加强摇摆的效果，加强赶走气泡、增加药水在孔内的贯通效果。
5 推荐采用的挂篮设计种类
5.1 直接使用母篮插板方式，则建议使用如图类似的设计方式(见图7)
(1) 插板间距≥10mm且≤12mm，以保证清洗干净的同时，且保证化铜缸能满足药水的负载要求；
(2) 前后倾斜5~10度，左右倾斜10~15度，增强滴水及孔内药水的交换能力；
(3) 浸入药水的高度，挂篮全部使用较粗圆钢焊接构成，卡齿式设计，减少挂篮藏药水的效果；
(4) 很难散架及叠板。
5.2 子母篮插板方式，则建议使用如图类似的设计方式(见图4)
(1) 插板间距≥10mm且≤12mm，以保证清洗干净的同时，且保证化铜缸能满足药水的负载要求；
(2) 前后倾斜5~10度，增强孔内药水的交换能力；
(3) 子篮全部使用较粗圆钢焊接构成，卡齿式设计，减少挂篮藏药水的效果。
5 总结
如果选择不锈钢作为挂篮的材料，必须对材质做出准确的定义，并且要定义检测的办法，以约束设备商。挂篮的设计也关系到药水的使用寿命和PCB板的品质，需要根据各自具体情况做出符合各自需求的设计。
