铜瘤的定义及产生原因

  铜瘤(Copper tumor)指的是在线路板镀铜时形成的一种瘤状组织。
  常见产生铜瘤的制程主要有两个地方,其一是来自于电镀铜制程,其二是来自于化学沉铜制程(PTH)。前面多为实心铜瘤,而且板面与孔壁都会出现;后者通常是空心瘤或内存在有机物之瘤,一般出现在孔壁上,而面板上几乎不会发生。

铜瘤的要求

  IPC-6012A和IPC-A-600F对热应力后毛刺和节瘤的要求为:若符合最小铜层厚度要求,并符合最小孔径要求,则可以允收。

  • IPC-A-600H 3.3.7允收标准:
    铜瘤的允收标准

电镀制程造成的铜瘤

  • 固体粒子造成的铜瘤
    电镀固体粒子造成的铜瘤切片
    造成的原因有:
    (1) 在电镀铜时,浮游的固体粒子带有微正电荷被阴极吸附造成。固体粒子多为外来的沙粒或固体粒子,或阳极袋破损而有阳极黑膜(一价铜粒子)脱落游出。
    (2) 当局部电流密度太大,超过"极限电流密度"(Limited Current Density)时就会产生烧焦式的铜瘤,这种情况多因整流器异常,电流过大,或未挂板子只镀挂架的夹点,致使电流太大而在阴极板上形成瘤状组织,这种瘤体非常大并呈膨胀状。

  • 磨刷孔口所造成的铜瘤: 磨刷孔口所造成的铜瘤
    原因:钻孔后以机械磨刷法消除孔口之铜层毛头时,时常只将毛头压入孔中,毛头并未被真正剥除。位于高电流区的毛头,经电镀铜的额外增厚,形成孔口的塞孔铜瘤。在非插装用途的孔口,只要不断落造成短路时,并不算是太严重的问题。但对用于插孔装配的通孔而言,较大的孔塞将会造成困扰。

沉铜制程造成的铜瘤

  • 在化学沉铜制程中造成的铜瘤:
    化学沉铜制程造成的铜瘤切片图
  • 造成的原因:
    PTH除油剂(Conditioner)槽液出了问题,产生了如同果冻般的浮游粒子,并以静电吸附的方式附著在孔壁上(在玻璃束处渗入时抓得更紧)。之后经过钯活化与化学铜的沉积,在孔壁形成众多的导电表面,经电镀铜后成为不规则的铜膜空心肿囊。
  • PTH造成的铜瘤的特点:
    (1) 只长在孔壁基材上,铜面上不会有
    钻过孔的板子经PTH流程之整孔处理时,全板都吸满了表面润湿剂的偶极(Bipolar)分子层,这些分子以其带负电的疏水基 吸附在孔壁与板面铜箔上。经过微蚀、预浸处理后,在孔壁与板边侧面等基材上形成正电性,以便让带负钯胶体附着活化进而完成化学镀铜。因此这种空心铜瘤不会发生在板面与孔壁铜环上,而只牢挂在孔壁与板边侧缘的底材上。
    (2) 一律为空心铜瘤
    因瘤内只有果冻状之有机物,因此干固后的"铜瘤"都是空心胞,并非实体的铜瘤,与前述源自镀铜槽液的粒子并不相同。
  • 改善方法
    更换除油剂缸液;调整除油剂缸。