藥水知識(shí)系列：
高錳酸鉀除膠渣藥水是目前業(yè)界應(yīng)用最為廣泛的除膠劑，以下簡(jiǎn)介高錳酸鉀除膠劑的相關(guān)知識(shí)：
簡(jiǎn)單的工藝流程：
膨松或溶脹----二級(jí)逆流漂洗------高錳酸鉀除膠劑----回收熱純水洗---二級(jí)逆流漂洗----中和----二級(jí)逆流漂洗
一、蓬松劑介紹
蓬松劑要選擇與環(huán)氧樹(shù)脂具有相同極性（polarity）的類似組成的有機(jī)溶劑；
膨松化程度：與彭松化溶劑的選擇的類型，環(huán)氧樹(shù)脂聚合化交聯(lián)的程度以及環(huán)氧樹(shù)脂交聯(lián)間接的長(zhǎng)度都有關(guān)系。
蓬松劑中添加膨松化溶劑solvent的功能，特點(diǎn)，目的有以下幾點(diǎn)：
①除去鉆孔碎屑及類似機(jī)械污染物
②均勻的膨松軟化基材孔壁
③提供高錳酸鉀粗化基材性質(zhì)的起始劑；
④熔點(diǎn)高于100度
⑤廢水處理容易
⑥必須不會(huì)溶解樹(shù)脂；
⑦可以被高錳酸鉀氧化分解而不會(huì)殘留在板面孔壁上
⑧一般的組成
氫氧化鈉
蓬松劑
粗化起始劑
蓬松劑的分類：
①酰胺類（ancide）：
例：二甲基甲酰胺DMF，也用于環(huán)氧樹(shù)脂基板制造的有機(jī)溶劑；該溶劑的操作溫度低，一般在35----40度左右，多采用原裝溶液，具有較強(qiáng)的滲透能力，但是沒(méi)有有效的分析方法；生產(chǎn)添加補(bǔ)充直接添加原裝的濃縮液，主要的消耗損失為帶出損失（drag-out）
②醇醚類：glycol ether
例： 二乙基乙醇單丁醚，又叫丁基溶纖素的一種，須加入適量的氫氧化鈉以維持其堿度，并混合一定比例的水分；對(duì)樹(shù)脂的滲透力較為溫和，可以通過(guò)有效的分析控制，是市場(chǎng)上使用較為廣泛的一種溶劑；
二、高錳酸鉀除膠劑permanaganate etchant
高錳酸鉀除膠其實(shí)無(wú)論在酸性中性還是堿性條件下都可以，只是在酸性條件下反應(yīng)的副產(chǎn)物為二價(jià)錳，對(duì)熟知的處理太快不易控制，同時(shí)會(huì)攻擊銅箔；在中性條件下為錳酸鉀，在堿性條件下主要是錳酸鉀，同時(shí)錳酸鉀可以通過(guò)電解/化學(xué)再生，相對(duì)較為經(jīng)濟(jì)，且維護(hù)較為簡(jiǎn)單；
高錳酸鉀除膠劑一般的組成：
高錳酸鉀或高錳酸鈉，
氫氧化鈉或氫氧化鉀
潤(rùn)濕劑
高錳酸根穩(wěn)定劑
ph緩沖劑等；
高錳酸鉀本身受熱易分解，在生產(chǎn)過(guò)程中，高錳酸鉀會(huì)分解為錳酸鉀或二氧化錳。
錳酸鉀的存在會(huì)污染槽液，大大降低槽液的壽命，同時(shí)也會(huì)影響去鉆污/除膠渣的效果，一般要控制錳酸鉀的含量在25克/升以下，采用再生或定期的翻槽過(guò)濾。
再生的方法有兩種：電解再生和化學(xué)再生；
化學(xué)再生有兩種：化學(xué)再生鹽和液體再生劑；一般多時(shí)強(qiáng)氧化劑如次氯酸鈉；
高錳酸鉀除膠/去鉆污的速率取決于以下的因素：
①高錳酸根的濃度
②氫氧根的濃度
③操作的溫度
④浸漬反應(yīng)的時(shí)間
⑤錳酸根的濃度
⑥蓬松劑軟化的程度
⑦基材的組成和樹(shù)脂類型
⑧基板壓合條件及聚合程度
經(jīng)過(guò)高錳酸鉀氧化處理后不僅可以有效的去除孔壁的樹(shù)脂膠渣，同時(shí)也可有效的微粗化孔壁樹(shù)脂的表面，經(jīng)過(guò)錳酸鉀處理后的表面，在sem電鏡下觀察，樹(shù)脂表面呈復(fù)式的蜂巢式結(jié)構(gòu)，大大增加了孔壁表面的表面能，大大增加了后續(xù)膠體鈀的吸附量，使化學(xué)銅的沉積更加致密，結(jié)合力更加優(yōu)良，大大減少了孔壁分離的出現(xiàn)，同時(shí)有數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過(guò)高錳酸鉀處理后的孔壁化學(xué)銅的沉積量大約增加了30—50%。
生產(chǎn)中要嚴(yán)密注意槽液的顏色變化：板子表面留下的槽液的顏色入圍紫紅色，說(shuō)明槽液正常；紫黑紅或紫綠色，說(shuō)明錳酸鉀偏高；
槽液液面上若有黑色的膜狀物存在，說(shuō)明高錳酸鉀分解嚴(yán)重，檢查再生系統(tǒng)有無(wú)故障；也可以補(bǔ)加少量的除膠劑，注意不是高錳酸鉀，供應(yīng)商提供的除膠劑一般有PH緩沖劑如磷酸三鈉等，高錳酸鉀穩(wěn)定劑和表面活性劑---潤(rùn)濕劑，因?yàn)樘幚聿垡旱臏囟容^高，一般多采用氟系表面的活化劑，可以有效的耐高溫，同時(shí)潤(rùn)濕效果較佳；
槽液的比重一般在27波美度以下（≤1。23）
三、中和neutralization或還原reduction
通過(guò)有機(jī)的或無(wú)機(jī)的還原劑將高錳酸根，錳酸根，和二氧化錳還原成可溶性的二價(jià)錳離子。
一般情況下還原劑多是在中性或酸性條件下，主要的還原劑大致有以下幾種：
①無(wú)機(jī)還原劑：如硫酸氫銨，高溫操作約在50度左右，，酸度在10%硫酸，但是對(duì)于黑化的多層板來(lái)講，比較容易出現(xiàn)粉紅圈的缺陷，并會(huì)與板面嫩層銅箔形成錯(cuò)合物；
②有機(jī)醛類：如乙二醛，羥基乙酸，羥基胺硫酸等，操作溫度較低，一般在30—40度左右，酸度相對(duì)較低，一般硫酸在5%；反應(yīng)速度較慢；
③硫酸雙氧水系統(tǒng)：反應(yīng)速度較快，會(huì)產(chǎn)生氫氣，須添加雙氧水穩(wěn)定劑，黑化層保護(hù)劑以預(yù)防粉紅圈的產(chǎn)生。
長(zhǎng)期使用后，槽液的顏色會(huì)變?yōu)榫G色，主要是二價(jià)錳的顏色，高錳酸鉀制程的優(yōu)點(diǎn)：堿性槽液不會(huì)浸蝕樹(shù)脂和玻璃纖維之間的硅類的化合物，同時(shí)也不會(huì)形成環(huán)氧樹(shù)脂玻璃纖維板中玻璃纖維束中滲銅現(xiàn)象wicking;
高錳酸鉀舊槽液比重在24波美度以上時(shí)，在處理多層板，厚板或二次去鉆污的板件時(shí)，內(nèi)層可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)合不良的狀況，但是孔壁結(jié)合力會(huì)良好而無(wú)異常，因此要注意控制，主要的原因：孔壁呈微弱負(fù)電性，基材銅箔呈微弱的正電性，而樹(shù)脂溶膠溶解在槽液內(nèi)也是呈微弱負(fù)電性的溶膠，容易吸附在銅面上，所以內(nèi)層會(huì)吸附一層薄薄的溶膠層，從而對(duì)多層板的內(nèi)層連接產(chǎn)生可靠性的影響。
高錳酸鉀去鉆污體系相對(duì)其他系統(tǒng)的除膠系統(tǒng)來(lái)講，槽液的控制性較為容易，水洗性能也非常不錯(cuò)，在槽液使用的壽命方面使用電解再生后，一般的槽液壽命大約在1000平方英尺/加侖（約24。2平方米/升槽液，在成本方面，高錳酸鉀的除膠成本為幾大系統(tǒng)中最低，總的成本約1元/平方尺；
另外高錳酸鉀除膠體系中高錳酸鉀的濃度不宜超過(guò)60克/升，否則溫度下降后會(huì)在槽底結(jié)晶形成沉淀。
采用電解再生，一般參數(shù)如下：
電流150A 電壓6—10V 作業(yè)溫度在70度以上，效率一般在83。3%左右，可將3克錳酸鉀電解再生為2。5克高錳酸鉀，氫氧化鈉的濃度一般維持32---50克/升（0.8---1.25N）
常見(jiàn)去鉆污問(wèn)題：
一、去鉆污不凈
可能的原因： 解決方法
①鉆孔產(chǎn)生的鉆污過(guò)多 檢查調(diào)整鉆孔的參數(shù)改善鉆孔條件狀況
②槽液的活性差 或溫度低 檢查加熱系統(tǒng)，提高槽液溫度
③膨松處理不足溫度強(qiáng)度堿度時(shí)間 分析調(diào)整槽液并檢查溫度
④除膠槽副產(chǎn)物過(guò)多 檢查槽液比重，如果高需要及時(shí)換槽
⑤基材本身具有不易反應(yīng)的成分 增加溶脹時(shí)間，提高高錳酸鉀處理時(shí)間溫度
⑥膨松或高錳酸鉀槽循環(huán)差或機(jī)械搖擺差，
二、除膠過(guò)度：
①高錳酸鉀濃度偏高 加水稀釋
②膨松時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 減少處理時(shí)間和槽液溫度
③基材中具有較易反應(yīng)的成分或固化不良 減少高錳酸鉀時(shí)間和溫度，加強(qiáng)基板的烘烤
三、環(huán)氧樹(shù)脂表面空洞（樹(shù)脂下陷或收縮）
①中和液濃度不足或副產(chǎn)物過(guò)多 添加或更換中和槽
②高錳酸鉀槽液活性差 分析槽液濃度并調(diào)整，加強(qiáng)再生，提高溫度
四、玻璃纖維束中有空洞
①中和酸度過(guò)低 分析調(diào)整
②中和液的副產(chǎn)物過(guò)多 更換
五、孔壁側(cè)面有空洞
①中和液的酸度過(guò)低 分析調(diào)整
②高錳酸鉀濃度不對(duì) 分析調(diào)整加強(qiáng)再生
堿度過(guò)低
活性差
溫度低
六、玻璃纖維截點(diǎn)以及玻璃纖維斷面處出現(xiàn)空洞
①鉆孔不良，鉆頭鈍或參數(shù)鉆速過(guò)低 改善鉆孔質(zhì)量或品質(zhì)
②處鉆污過(guò)度，暴露出玻纖束之截?cái)帱c(diǎn) 調(diào)整除膠工藝
七、氧化殘余物未去除干凈
①中和操作參數(shù)不對(duì) 檢查溫度濃度強(qiáng)度和使用時(shí)間
②中和失效或污染帶入 更換并檢查水洗
③溫度不足 提高溫度
八、在內(nèi)層銅箔附近有楔形空洞
①膨松過(guò)度而除膠時(shí)間相對(duì)不足 檢查膨松溫度堿度濃度調(diào)整和除膠槽
②膨松與基材不匹配 采用適當(dāng)?shù)呐钏蓜?br />
去鉆污質(zhì)量控制方法
1、去鉆污厚度試片法：
取常用的環(huán)氧基材蝕刻除去表面銅箔，裁成6x10的片子，用細(xì)砂紙打磨板邊，實(shí)驗(yàn)時(shí)先經(jīng)過(guò)烘烤處理（150度30分鐘左右）后稱重；經(jīng)過(guò)完整去鉆污處理后水洗取出，吹干后在烘箱內(nèi)烘烤相同參數(shù)，稱重，計(jì)算出除膠重量；一般控制在0.2---0.6mg/cm2
2、黑化法檢查去鉆污狀況
desmear后，去一件或數(shù)片板立即作黑化處理烘干，20倍立體顯微鏡下觀察看內(nèi)層銅環(huán)是否出現(xiàn)完美的黑圈；酸洗褪膜，該方法的代表性很強(qiáng)，操作性容易
3。常規(guī)的槽液定期的分析化驗(yàn)
4。經(jīng)常到生產(chǎn)線觀察槽液的變化
5。注意槽液定期的更換
6。比重控制方法
7。槽液壽命控制
8。水洗控制
一般建議高錳酸鉀槽后采用熱純水回收水洗槽和兩個(gè)逆流漂洗槽
熱純水洗回收可以有效減少槽液因?yàn)樗床蛔憬o后續(xù)中和帶來(lái)的沖擊，同時(shí)也可以用來(lái)補(bǔ)充高錳酸鉀槽因溶液溫度過(guò)高水的蒸發(fā)而造成的液位降低，
采用熱的純水洗同時(shí)也因?yàn)榘遄訌臏囟容^高高錳酸鉀槽80度左右出來(lái)后，若立即放入室溫的水洗槽清洗，因溫度變化較大，樹(shù)脂收縮會(huì)造成玻璃纖維束處高錳酸鉀的殘留，同時(shí)內(nèi)層銅箔和pp間也會(huì)出現(xiàn)不同程度應(yīng)力，造成分離，嚴(yán)重產(chǎn)生楔形空洞！
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溫馨提示：
凡在本公司進(jìn)行電路板克隆業(yè)務(wù)的客戶，必須有合法的PCB設(shè)計(jì)版權(quán)來(lái)源聲明，以保護(hù)原創(chuàng)PCB設(shè)計(jì)版權(quán)所有者的合法權(quán)益；