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藥水知識系列：

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，以下簡介高錳酸鉀除膠劑的相關(guān)知識：

簡單的工藝流程：

膨松或溶脹----二級逆流漂洗------高錳酸鉀除膠劑----回收熱純水洗---二級逆流漂洗----中和----二級逆流漂洗

一、蓬松劑介紹

蓬松劑要選擇與環(huán)氧樹脂具有相同極性（polarity）的類似組成的有機溶劑；

膨松化程度：與彭松化溶劑的選擇的類型，環(huán)氧樹脂聚合化交聯(lián)的程度以及環(huán)氧樹脂交聯(lián)間接的長度都有關(guān)系。

蓬松劑中添加膨松化溶劑solvent的功能，特點，目的有以下幾點：

①除去鉆孔碎屑及類似機械污染物

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熔點高于100度

⑤廢水處理容易

⑥必須不會溶解樹脂；

⑦可以被高錳酸鉀氧化分解而不會殘留在板面孔壁上

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)氧樹脂基板制造的有機溶劑；該溶劑的操作溫度低，一般在35----40度左右，多采用原裝溶液，具有較強的滲透能力，但是沒有有效的分析方法；生產(chǎn)添加補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；對樹脂的滲透力較為溫和，可以通過有效的分析控制，是市場上使用較為廣泛的一種溶劑；

二、高錳酸鉀除膠劑permanaganate etchant

高錳酸鉀除膠其實無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)物為二價錳，對熟知的處理太快不易控制，同時會攻擊銅箔；在中性條件下為錳酸鉀，在堿性條件下主要是錳酸鉀，同時錳酸鉀可以通過電解/化學(xué)再生，相對較為經(jīng)濟，且維護較為簡單；

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)過程中，高錳酸鉀會分解為錳酸鉀或二氧化錳。

錳酸鉀的存在會污染槽液，大大降低槽液的壽命，同時也會影響去鉆污/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；一般多時強氧化劑如次氯酸鈉；

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基材的組成和樹脂類型

⑧基板壓合條件及聚合程度

經(jīng)過高錳酸鉀氧化處理后不僅可以有效的去除孔壁的樹脂膠渣，同時也可有效的微粗化孔壁樹脂的表面，經(jīng)過錳酸鉀處理后的表面，在sem電鏡下觀察，樹脂表面呈復(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)，同時有數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過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，說明槽液正常；紫黑紅或紫綠色，說明錳酸鉀偏高；

槽液液面上若有黑色的膜狀物存在，說明高錳酸鉀分解嚴(yán)重，檢查再生系統(tǒng)有無故障；也可以補加少量的除膠劑，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---潤濕劑，因為處理槽液的溫度較高，一般多采用氟系表面的活化劑，可以有效的耐高溫，同時潤濕效果較佳；

槽液的比重一般在27波美度以下（≤1.23）

三、中和neutralization或還原reduction

通過有機的或無機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無機還原劑：如硫酸氫銨，高溫操作約在50度左右，，酸度在10%硫酸，但是對于黑化的多層板來講，比較容易出現(xiàn)粉紅圈的缺陷，并會與板面嫩層銅箔形成錯合物；

②有機醛類：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，會產(chǎn)生氫氣，須添加雙氧水穩(wěn)定劑，黑化層保護劑以預(yù)防粉紅圈的產(chǎn)生。

長期使用后，槽液的顏色會變?yōu)榫G色，主要是二價錳的顏色，高錳酸鉀制程的優(yōu)點：堿性槽液不會浸蝕樹脂和玻璃纖維之間的硅類的化合物，同時也不會形成環(huán)氧樹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，在處理多層板，厚板或二次去鉆污的板件時，內(nèi)層可能會出現(xiàn)結(jié)合不良的狀況，但是孔壁結(jié)合力會良好而無異常，因此要注意控制，主要的原因：孔壁呈微弱負電性，基材銅箔呈微弱的正電性，而樹脂溶膠溶解在槽液內(nèi)也是呈微弱負電性的溶膠，容易吸附在銅面上，所以內(nèi)層會吸附一層薄薄的溶膠層，從而對多層板的內(nèi)層連接產(chǎn)生可靠性的影響。

高錳酸鉀去鉆污體系相對其他系統(tǒng)的除膠系統(tǒng)來講，槽液的控制性較為容易，水洗性能也非常不錯，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60克/升，否則溫度下降后會在槽底結(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）

常見去鉆污問題

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度堿度時間 分析調(diào)整槽液并檢查溫度

④除膠槽副產(chǎn)物過多 檢查槽液比重，如果高需要及時換槽

⑤基材本身具有不易反應(yīng)的成分 增加溶脹時間，提高高錳酸鉀處理時間溫度

⑥膨松或高錳酸鉀槽循環(huán)差或機械搖擺差，

二、除膠過度：

①高錳酸鉀濃度偏高 加水稀釋

②膨松時間過長 減少處理時間和槽液溫度

③基材中具有較易反應(yīng)的成分或固化不良 減少高錳酸鉀時間和溫度，加強基板的烘烤

三、環(huán)氧樹脂表面空洞（樹脂下陷或收縮）

①中和液濃度不足或副產(chǎn)物過多 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，加強再生，提高溫度

四、玻璃纖維束中有空洞

①中和酸度過低 分析調(diào)整

②中和液的副產(chǎn)物過多 更換

五、孔壁側(cè)面有空洞

①中和液的酸度過低 分析調(diào)整

②高錳酸鉀濃度不對 分析調(diào)整加強再生

堿度過低

活性差

溫度低

六、玻璃纖維截點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)鉆速過低 改善鉆孔質(zhì)量或品質(zhì)

②處鉆污過度，暴露出玻纖束之截斷點 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 檢查溫度濃度強度和使用時間

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膨松過度而除膠時間相對不足 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?/p>

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，用細砂紙打磨板邊，實驗時先經(jīng)過烘烤處理（150度30分鐘左右）后稱重；經(jīng)過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，操作性容易

3、常規(guī)的槽液定期的分析化驗

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逆流漂洗槽

熱純水洗回收可以有效減少槽液因為水洗不足給后續(xù)中和帶來的沖擊，同時也可以用來補充高錳酸鉀槽因溶液溫度過高水的蒸發(fā)而造成的液位降低，

采用熱的純水洗同時也因為板子從溫度較高高錳酸鉀槽80度左右出來后，若立即放入室溫的水洗槽清洗，因溫度變化較大，樹脂收縮會造成玻璃纖維束處高錳酸鉀的殘留，同時內(nèi)層銅箔和pp間也會出現(xiàn)不同程度應(yīng)力，造成分離，嚴(yán)重產(chǎn)生楔形空洞！