多层线路板(MLB)去钻污工艺(DESMEAR PROCESS)生产经验谈

在多层板和高精度双面板生产加工中，去钻污(Desmear)或除胶渣（Smear-remove）是一个极为重要的生产工序，对孔化板（双面多层板）的品质性能如报废，通断性能，连接可靠性，使用寿命等方面起着至关重要的影响，因此，如何加强孔化板特别是多层板的除胶渣工艺的控制对于提高孔化板的品质，合格率，和降低成本方面有着重要的意义。笔者在线路板实际生产加工工程中，从实际生产，操作，工艺控制，维护，设备方面以及数年的技术服务经验大略总结已向各位行业同仁。
目前行业内多数多层板厂家还是采用较为传统碱式高锰酸钾除胶法，本文主要对此工艺作些经验谈。市场无论是大型的药水商如Shipleyronal,麦德美，安美特，还是中小型药水供应商，多是传统的三步法工艺，亦即溶胀（膨松）Sweller-碱性高锰酸钾除胶Permangante smear remove & etch-中和neutralization，三步工艺控制，都很重要，每一处理不良都会对生产板产生不良的品质隐患。
在除胶渣工艺中，膨松处理的效果好坏直接影响到高锰酸钾钻污处理的彻底与否，因此首先要加强对膨松槽液的控制，主要是槽液的三大参数（强度，温度，时间）和槽液老化，在自动生产线排布上有部分厂家没有按照正常的生产流程布线，在槽位设计上是高锰酸钾然后是膨松中和，这样要求板件挂篮出水后因注意加强对滴水时间和清洗效果的控制，否则在槽液使用一段时间后可能会造成高锰酸钾槽对膨松槽的累积污染，造成除胶效果不良，在孔内形成淡黄色有机污染附着在孔壁上，造成成品孔径不足，爆孔，孔内镀瘤等品质缺陷。在工艺控制上，要加强对槽液强度的分析，采用不锈钢或钛加热系统，温度控制系统和循环过滤系统，过滤泵要采用不锈钢，泵管要采用不锈钢加固的耐热PVC材料和槽体要内衬2-3mm不锈钢316或钛,普通材料易受药水攻击而变形损坏；槽液的维护上温度和碱度不宜太高，否则已造成槽液的分层，从而影响生产部分板件除胶效果。发现分层可检查温度和温控系统有无异常，碱含量分析有无偏高，可分别降低温度加强搅拌或稀释降低碱度，切忌不可用酸调低碱度。膨松液中氢氧化钠的含量对溶胀膨松效果有着极为明显的作用，这主要是碱对环氧树脂有很强的侵蚀效果，主溶剂的选择主要本着有机溶剂的相似相溶的原理，并考虑对环氧树脂的影响，稳定性，维护难易，成本等因素 。建议生产中将温度碱度控制在操作范围中间略偏下限，槽液处理时间可控制在操作范围中间略偏上限，这样主要是防止槽液分层，又确保膨松处理效果的稳定可靠。不可生搬硬套药水供应商的一套技术资料，应通过去钻污试验来逐步确定最佳的控制参数，来确保生产线的稳定性。同时应注意生产期间槽液颜色的变化，对生产控制会所裨益。膨松后一般建议最好有一道热水洗，要求2-3道逆流漂洗。
高锰酸钾除胶槽，一般采用空气搅拌，建议采用经过滤的无油无尘空气，不锈钢加热系统，温控搅拌，强力搅拌系统和电解再生系统，此处不宜采用过滤系统，因维护，设备成本较高，可定期采用整槽过滤方法除去槽底沉淀，槽液中的二氧化锰，生产垃圾，掉板等，因此要配置一备用槽。槽液分析主要是加强对高锰酸钾，碱度（碱含量），锰酸钾的控制和调整，高锰酸钾和碱含量对去钻污的效果有着极为明显的效果，同时生产中也应加强锰酸钾含量的控制，因为它的存在会大大影响去钻污的效果，同时生产中应注意板件提出槽液后板面的颜色和槽液的表面；若板面颜色为紫黑色，则为正常；若颜色为偏浅或发绿，则高锰酸钾偏低或锰酸钾偏高，应及时注意加强对现场生产板的控制和检查，避免不必要生产报废；当槽液液面上有悬浮的褐色漂浮物时，说明槽液异常，二氧化锰偏高，检查电解再生系统有无异常状况。设备该槽体一般采用内衬2-3mm不锈钢。该槽在控制上可以定期检查槽液比重，对于配有电解再生系统的槽液，槽液一般比重控制26波美度以下；在槽体排布上建议后加热纯水洗槽，温度在30-40度左右，一是保证清洗效果良好，二是清洗也可用来补充高锰酸钾槽因高温带来的液位损失，因为在高锰酸钾槽中槽液温度在70-80度左右，温度较高，若采用常温水洗，因上下温度差异较大，近40-60左右，因急剧的温度变化造成板件的热胀冷缩，致使部分高锰酸钾火气残留反映物残留在玻璃纤维束中，容易造成该处铜层剥离。同时高锰酸钾除胶过度也会造成玻璃纤维束单个玻璃纤维断面处的微空洞，对高频高速板有杂讯，寄生电容加强等方面的不良的潜在影响。热纯水洗后一般有两-三逆流常温水洗。
最一道工步是中和，对槽体设备无特别要求，一般温度在30度左右，主要在硫酸为还原酸性介质的存在的条件下，利用有机还原剂或双氧水中和高价锰还原为水溶性良好的二价锰，控制上主要硫酸含量和还原强度的控制。生产中一般应加强对槽液颜色的观察，槽液颜色会有青绿色逐渐变混浊，应及时更换。同时生产中应注意高锰酸钾后清洗效果，停水时，应及时延长水洗时间。
以上简述整个除胶渣工艺大致一些设备，维护，控制方面的内容，那末如何检查控制除钻污的效果，主要以下几个方法：一，通过称重法座去钻污厚度试片，来加强控制生产线的除胶去污效果，二，更为简易方法可将去钻污后的多层板板件马上拿至黑化槽中黑化5分钟左右，用百倍放大镜在带有底部照明灯的检板台上观察内层铜箔是否是一圈黑色的黑圈，有发白即为去污不良，应及时返工，可直接放入高锰酸钾槽处理数分钟后按正常工艺走即可；三，也可通过金相切片同金相显微镜观察实际除胶效果，树脂表面一般是微孔式复式蜂巢状，但是该法较为麻烦；
另外在生产中万万不可将半成品返工沉铜时放在高锰酸钾槽，否则会影响正常生产板除胶效果，应放在另外备用槽中处理。在生产中，因随槽液不断的老化，槽液处理效果会不断降低，为保证处理效果的良好应及时对生产线作调整主要是膨松和高锰酸钾温度。除钻污处理不足，会造成孔铜与内层铜环结合不良，导致断路，孔电阻加大，可靠性降低，孔壁热冲击性能降低，孔铜的结合力不良等缺陷；除钻污过度，会造成孔壁铜层皱褶，孔壁应力加大，热冲击性能差，玻璃纤维束渗铜严重，玻璃纤维断面处微空洞，粉红圈，内层与半固化树脂层结合处铜层断裂或铜层皱褶，孔壁玻纤突出等缺陷，同时也会因为渗铜而造成多层板层间绝缘性能的降低，特别是对如今薄型多层板来讲尤为致命隐患。