《PCB研究论》word版.doc

毕 业 论 文PCB电路板电镀流程分析格式修改，首行，字体，缩进、间隔等，按照格式要求整理好再打印。如果打印好了，你明天下午也可以准备答辩了。下午5点半后，4304B作 者 姓 名 ： 专 业、班 级： 建筑电气0801 学 号： 2008110831 校内指导教师： 校外指导教师： 完 成 日 期 ： 2011-6-14 黄河水利职业技术学院自动化工程系黄河水院自动化工程系毕业论文摘 要本文通过在苏州金像电子厂4个月的实习对PCB电路板的生产有一定的了解。通过在车间老员工介绍、现场的指导以及本人在现场的操作和在网上查找的资料的了解，对PCB电路板生产流程进行分析，重点介绍了电路板生产流程中的电镀车间的镀铜原理、产线的介绍以及生产中常见的问题。本文从PCB电路板生产流程说起，从发料到电路板成型的生产介绍，主要介绍了电路板生产流程中的电镀课生产过程以及生产中常见的问题。金像电子厂主要生产PCB电路板中技术要求最高的HDI板，它的生产工艺和生产要求和对员工技术的要求是很高的，员工不但要熟悉的操作生产线还要会简单的处理产线常出现的故障和产出的板子出现毛病的解决，本文主要介绍的是电镀车间的一些情况。关键词：生产流程；镀铜原理；生产工艺；生产要求；技术要求 - I -目 录摘 要I引 言11公司介绍及 PCB 行业概述21.1 公司简介21.2 产品与服务21.3 PCB 行业概述21.3.1 国际 PCB 行业发展状 况31.3.2 国内 PCB 行业发展状况32.PCB制造流程简介43电镀课流程分析63.1电镀分类及作用63.1.1 化学沉铜：63.1.2 电镀铜的作用63.2化学铜的组成及作用63.2.1除胶渣组成及作用63.2.2化学镀铜组成及作用73.3电镀铜的组成及作用93.3.1二铜线的组成及作用93.2 蚀刻线124电镀的操作条件134.1化学铜的操作条件134.1.1溫度134.1.2搅拌134.2二铜线的操作条件134.2.1电流密度134.2.2过滤134.2.3阳极134.2.4其它要求144.2.5镀槽的控制和净化144.3蚀刻线的操作条件154.3.1操作条件:154.3.2注意点:155常见问题与分析165.1露銅165.2生产中常见的问题和解决方法186我在金像24结论26参考文献27致 谢28- I -引 言PCB 是印刷电路板的简称.印刷电路板是组装 电子零件用的基板, 是在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制组件的印制板.该产品的主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接,起中继传输的作用,是电子产品的关键电子互连件,有电子产品之母之称.印刷电路板作为子零件装载的基板和关键互连件,任何电子设备或产品均需配备.其下游产 业涵盖范围相当广泛,涉及一般消费性电子产品,信息,通讯,医疗,甚至航天 科技(资讯 行情 论坛)产品等领域.随着科学技术的发展,各类产品的电子信息 化处理需求逐步增强,新兴电子产品不断涌现,使 PCB 产品的用途和市场不断扩 展.新兴的 3G 手机,汽车电子,LCD,IPTV,数字电视,计算机的更新换代还将 带来比现在传统市场更大的 PCB 市场。1公司介绍及 PCB 行业概述1.1 公司简介常熟金像电子有限公司(CGCE) 于2006年3月15日正式注册成立，公司位于常熟市东南经济开发区久隆路9号,目前总投资额9千万美元，占地面积达152.7亩,员工已达到2000馀人,生产规模每月可达140万平方英尺(乘车路线：1.坐车到常熟招商城汽车站转111路公交车到苏州创力站下车向前50米左右即到；2.坐车到常熟招商城汽车站打的直接到公司。 “PCB”是安置电子零组件相互连结的基本载体，各种电子、信息、通讯、网络产品皆需要此关键零件，此外更广泛运用于工业设备及医疗仪器、消费性电子产品及汽车相关控制零件等，素有“电子系统之母”的称号。 公司致力成为PCB产业界的模范生, 为了不断地精益求精，我们一直秉持质量至上、客户第一的原则，先后通过了UL、ISO9002、ISO14001、QS9000国际认证; 基于环保的理念，共同为维护地球环境而努力，我们持续推动各项环境管理系统认证, 实际环保设备、厂区绿化投资额约4653万元，并于2004年12月通过OHSAS18001国际论证。1.2 产品与服务目前公司产品主要供给一些国际知名企业，如：Motorola、Nokia、Compaq、HP、DELL、IBM、CISCO、Solectron、Ericsson等。公司位列2004年两岸三地1000大上市企业排行第600名,在资讯电脑电子(零组件)行业排行第27名(资料来源:商业周刊923期),2005年公司位列中国电子电路百强企业第6名(资料来源：CPCA) 金像电子厂持续强化新产品的研发，并不断提升制程能力，进而强化公司整体之竞争力，期使在激烈的市场竞争中仍能脱颖而出，成为电子产业的翘楚，朝向世界级的专业大厂迈进。 在总经理的领导及公司同仁齐心协力的努力下，金像一直稳定的成长，目前已在常熟东南开发区成立常熟金像，并新投入软板生产，为适应公司持续的成长，极需有志于印刷电路板制造的优秀人才加入，与金像一起为理想奋斗。1.3 PCB 行业概述 PCB 是印刷电路板(即 Printed Circuit Board)的简称。 印刷电路板是组装电子零件用的基板，是在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制组件的印制板。该产品的主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接，起中继传输的作用，是电子产品的关键电子互连件，有电子产品之母之称。印刷电路板作 为电子零件装载的基板和关键互连件，任何电子设备或产品均需配备。其下游产 业涵盖范围相当广泛，涉及一般消费性电子产品，信息，通讯，医疗，甚至航天 科技（资讯 行情 论坛）产品等领域。随着科学技术的发展，各类产品的电子信息化处理需求逐步增强，新兴电子产品不断涌现，使 PCB 产品的用途和市场不断扩展，新兴3G 手机，汽车电子，LCD，IPTV，数字电视，计算机的更新换代还将带来比现在传统市场更大的 PCB 市场。 PCB 是信息电子工业最基本的构件，属于电子元器件行业中的电子组件产业。按照层数来分，PCB 分为单面板(SSB)，双面板(DSB)和多层板(MLB)；按柔软度来分，PCB 分为刚性印刷电路板(RPC)和柔性印刷电路板(FPC)。在产业研究中，一般按照上述 PCB 产品的基本分类，将 PCB 产业细分为单面板，双面板，常规多层板，柔性板,HDI(高密度烧结)板,封装基板等六个主要细分产业。PCB 行业为典型的周期性行业，从历史情况来看，其周期一般为 7-8 年，但随着下游需求更新速度的加快，逐步缩短为 4 年左右，近期景气的高点分别出现在 1995 年,2000 年和 2004 年。和液晶面板及内存等产品不同，CCL 的价格走势主要受原材料成本驱动，而 PCB 的价格则受供需平衡度影响较大。1.3.1 国际 PCB 行业发展状 况 目前，全球 PCB 产业产值占电子组件产业总产值的四分之一以上，是各个 电子组件细分产业中比重最大的产业，产业规模达 400 亿美元。同时，由于其在电子基础产业中的独特地位,已经成为当代电子组件业中最活跃的产业，2003 和 2004 年，全球 PCB 产值分别是 344 亿美元和 401 亿美元，同比增长率分别为 5.27%和 16.47%。1.3.2 国内 PCB 行业发展状况 我国的 PCB 研制工作始于 1956 年，1963-1978 年,逐步扩大形成 PCB 产业。 改革开放后 20 多年，由于引进国外先进技术和设备，单面板，双面板和多层板均获得快速发展，国内 PCB 产业由小到大逐步发展起来。2002 年，中国 PCB 产 值超过台湾,成为第三大 PCB 产出国。2003 年，PCB 产值和进出口额均超过 60 亿美元，成为世界第二大 PCB 产出国。我国 PCB 产业近年来保持着 20%左右的高 速增长，并预计在 2010 年左右超过日本，成为全球 PCB 产值最大和技术发展最 活跃的国家。从产量构成来看，中国 PCB 产业的主要产品已经由单面板，双面板转向多层板，而且正在从 46 层向 68 层以上提升。随着多层板，HDI 板，柔性板的快速增长，我国的 PCB 产业结构正在逐步得到优化和改善。 然而, 虽然我国 PCB 产业取得长足进步，但目前与先进国家相比还有较大差距，未来仍有很大的改进和提升空间。首先，我国进入 PCB 行业较晚，没有专门的 PCB 研发机构，在一些新型技术研发能力上与国外厂商有较大差距。其次，从产品结构上来看，仍然以中，低层板生产为主，虽然 FPC，HDI 等增长很快,但由于基数小，所占比例仍然不高。再次，我国 PCB 生产设备大部分依赖进口，部分 核心原材料也只能依靠进口，产业链的不完整也阻碍了国内 PCB 系列企业的发展 脚步。2.PCB制造流程简介裁板(CT)内层(DI)压合(ML)钻孔(NC)电镀(CU)外 层(DF)防焊(KE)文字(SM)表面处理成型(PN/RT)电测(ET) 外观检验(VI)包装出货1.裁板 裁板是多层板制成的第一站，根据流程卡选取材质，按照要求利用裁板机，将大张原板裁成 working pnl size，测量调整尺寸，磨边后烘烤。 2.内层制作 三层板以上产品即称多层板，传统之双面板为配合零件之密集装配，在有限 的板面上无法安置这幺多的零组件以及其所衍生出来的大量线路， 因而有多层板之发展加上美国联邦通讯委员会(FCC)宣布自 1984 年 10 月以后，所有上市的电器产品若有涉及电传通讯者，或有参与网络联机者，皆必须要做“接地”以消除干扰的影响。但因板面面积不够，因此 pcb lay-out 就将“接地”与“电压”二功能之大铜面移入内层，造成四层板的瞬间大量兴起，也延伸了阻抗控制的要求.。而原有四层板则多升级为六层板，当然高层次多层板也因高密度装配而日见增多。 3.压合 将铜箔(Copper Foil)，胶片(Prepreg)与氧化处理(Oxidation)后的内层线路板，压合成多层基板。 4.钻孔 单面或双面板的制作都是在下料之后直接进行非导通孔或导通孔的钻孔，多层板则是在完成压板之后才去钻孔。传统孔的种类除以导通与否简单的区分外，以功能的不同尚可分：零件孔，工具孔，通孔(Via)，盲孔(Blind hole)，埋孔 (Buried hole)(后二者亦为 via hole 的一种)。近年电子产品轻，薄，短，小，快。 的发展趋势,使得钻孔技术一日千里，机钻，雷射烧孔，感光成孔等,不同设备技术应用于不同层次板子。 5.镀铜 钻孔之后的板子送镀铜站，经过高压水洗，除胶渣；化学镀铜，使整板镀上一层均匀的薄铜，在经过电镀铜增加铜厚，各层线路之间通过内壁附着有铜的的孔导通。 6.外层 外层的制作过程和内层相似，通过底片，对片，曝光，显影，蚀刻，进行图像转移，形成外层线路。 7.印刷油墨经外层AOI 检测合格之后的板子交 KE 站，将不需要焊锡之处及线路，完全 用油墨盖住，在经过短烤，曝光，显影和长烤，从而起到拒焊作用。 8.印刷文字 文字印刷分为：文字，蓝白胶，堵孔，Carbon 等，蓝白胶是在 KE 油墨上加印一层固化型油墨：Carbon 是在 Carbon 图案上加印一层导电炭膏油墨；堵孔印刷是指 AH 后的板子，在客户要求之 VIA 孔之上加印堵孔油墨。 9.表面处理 已经制好的线路板上有一些铜皮会暴露在外面，很容易和空气中的氧气， 水分发生氧化反应，损坏线路。所以需要在制好的板子上经行喷锡，镀金或化学 镍金,化学银等表面处理,形成抗氧化保护层。 10.电检测 用电测模具对板子电路线经行检测，判断有无，断路的情况，对不合格品经行分析研究，能修补就修，不行就报废。3电镀课流程分析3.1电镀分类及作用电镀主要分为化学沉铜和化学电解镀铜。，又叫一次铜（PTH线）和二次铜(二铜线)。3.1.1 化学沉铜：主要作用就是使双面和多层印制电路板的非金属孔通过氧化还原反应在孔壁上沉积一层均匀的导电层再经过电镀加厚镀层达到回路的目的要达到此目的就必须选择性能稳定可靠的化学镀铜液和制定正确的可行的和有效的工艺程序3.1.2 电镀铜的作用1.构成导电孔壁提供足够的载流容量2.为印刷板的两面和内层之间提供连接3.为组件的安装提供焊接面4.为印刷板提供良好的外观。3.2化学铜的组成及作用 钻孔完成品 磨刷膨松处理水洗除胶渣处理回收高位酸洗处理水洗中和处理水洗清洁整孔处理热水洗微蚀处理水洗酸洗处理水洗预活化处理活化处理水洗速化处理水洗化学镀铜 以上流程可分为两个主要部分1)除胶渣部分 2)化学镀铜部分3.2.1除胶渣组成及作用除胶渣部分主要处理多层板因机械钻孔后所残留之胶渣或是处理以目前各种成孔技朮所形成盲孔之孔层残胶使内层铜与孔铜或盲孔铜层与镀铜得以导通并防止孔铜拉离另一方面使孔壁粗化以便后制程镀铜更好的附着。1. 磨刷化学镀铜前的基板经过钻孔工序此工序较容易产生毛剌如果毛剌去除不干净很容易造成孔内铜渣孔破重要隐患所以必须采用去毛剌的方法加以解决目前本公司采用的是500300尼龙刷轮机械磨刷方式然后通过60kg/cm2的高压水冲洗使孔内及孔边无毛剌和避免堵孔现象产生。2. 膨松处理膨松剂主要是一种醇醚类有机物很容易被高分子环氧树脂吸收打断环氧树脂中的架桥链使得树脂之结构膨松软化利于后制程高锰酸根的渗入攻击咬蚀针对不同Tg之基材可采用不同种类的膨松剂而膨松能力与膨松剂浓度及温度成正比目前本公司膨松槽温度控制在6515之间碱含量在152g/l 之间。3. 除胶渣处理除胶渣槽为高锰酸钾(KMnO4)水溶液它是一种强氧化剂能够打断树脂连结达到去除孔壁胶渣及粗化树脂孔壁的作用。自身分解反应 2MnO4-+2H2O2MnO2+40H-+O2 4MnO4-+4OH-4MnO42-+2H2O+O2 (1+2) 2MnO4-MnO42-+MnO2+O2 与树脂咬蚀反应4MnO4-+RESIN+40H4MnO42-+CO2+2H2O在上述反应中参与反应的Mn7+会变少而Mn6+会升高所以要通过再生机来维持这种平衡即阳极2Mn6+-2e- 2Mn7+40H- + 4e-2H2O +O2阴极(cu) 4H+4e-3H2已生成MnO2部分不能再生所以虽有再生机仍需补充KMnO4。4. 中和处理中和剂主要是一种酸性还原剂对于强氧化剂有很好的中和效果主要去除残留于孔壁内的锰酸根离子及锰酸盐类物质以利于镀铜制程进行。 中和主要反应式为2KMnO4+2NH2OH+3H2SO4 -K2SO4+2MnSO4+6H2O+N2+2O25K2MnO4+4NH2OH+NH2SO4-5MnSO4+5k2SO4+16H2O+2N2+4O25MnO4+2NH2OH+H2SO4 -5MnSO4+8H2O+N2+2O23.2.2化学镀铜组成及作用化学镀铜部分使孔壁表面沉积一层铜以确保内层导体与电路的可靠连接导通。1. 清洁整孔处理去除基材表面的油脂氧化物同时使原本带负电的孔壁同清洁整孔的吸附而转变成带正电荷便于后制程工序锡钯胶体的吸附。2. 微蚀处理微蚀剂有过硫酸铵过硫酸钠硫酸双氧水几种它主要目的是除去内层铜壁及铜面的氧化物以及粗化板面确保镀层与基材之间良好的结合。3. 活化处理在孔壁表面吸附一层锡钯胶体以制于后制程镀铜的附着。4. 化学镀铜(1) 化学镀铜各成份的作用 硫酸铜(CuSO4):是溶液中的主盐提供二价铜离子来源; 氢氧化钠(NaOH)使溶液保持一定的PH值因为甲醛(HCHO)在碱性条件下才具有还原剂作用。甲醛(HCHO)还原剂络合剂主要作用使铜呈溶解的络合状态存在防止二价铜离子在碱性物质中产生Cu(OH)2沉淀同时还可以控制二价铜离子的浓度具有缓冲作用以维持溶液的PH值。稳定剂使镀铜液稳定和改善铜层性能防止产生副反应。(2) 化学镀铜反应方程式Cu2+2eCu2HCHO+4OH-2HCHO-+H2+2H2O+2eCu2+2HCHO+OH-Cu+2HCOO-+2H2O+H2(3) 影响镀铜速率的主要因素溶液PH值提高PH值铜沉积速度加快同时也加快氧化亚铜生成的反应速度这与还原电位随PH值升高而下降有关当PH值低于或等于11时化学镀铜速率反应缓慢PH值小于10.5时镀铜急剧停止PH值太低导致表面铜层钝化所以PH值太高氧化亚铜生成速度加快通常采用12.8-13。溶液浓度提高溶液中铜离子浓度对镀铜速率影响特别明显但并不是无限增加。甲醛浓度提高甲醛的浓度镀铜速度加快但铜层会比较粗糙。溶液温度提高溶液温度增加镀铜速率但温度过高溶液中铜离子的催化作用加强氧化铜生成速度加快影响镀铜质量所以一般控制在302。3.3电镀铜的组成及作用酸性除油水洗微蚀水洗浸酸二次铜水洗镀锡铅水洗烘干剥膜水洗线路蚀刻剥锡铅以上可分为镀铜线（二铜线）和蚀刻线3.3.1二铜线的组成及作用二铜线可拆分为前处理，镀铜，镀锡三部分。一 前处理1 酸性除油: 主要作用为除去D/F残渣,此残渣为D/F和铜面赖以结合的胶类残留,其次为除去轻度氧化及轻度污渍和手印。 2 微蚀: 除去较深度的氧化,粗化铜面,增加电镀层和底铜的结 合力。 3 浸酸: 除去经过水洗后板面产生的轻微氧化,若为中速铜或厚铜,则此酸通常为5%,要留意酸中铜含量,以防止孔内无铜。二 镀铜液中的成分与作用: 1CuSO45H2O:提供电镀时所需的Cu2+,并由铜阳极处 不断得到补充,使镀液中的Cu2+浓度处 于相对稳定状态。 浓度高:可以提高阴极电流密度的上限值,提高 阴极电流效率和阴极沉积速率,但浓度 过 高时会降低渡液的分散能力。 浓度低:高电流区镀层易烧焦。2 H2S04 :主要用于提高镀液的导电性,防止铜盐水解。 浓度高:可以提高深孔电镀能力,但过高时会使镀层结 晶粗燥。 浓度低:溶液导电性差,分散能力差。3 氯离子:起着Cu+Cu2+转变的媒介作用或调节和控制 作用,还可促进阳极的溶解. 浓度太高:使阳极钝化,镀层失去光泽. 浓度太低:镀层粗燥,易出现针孔和烧焦.4 添加剂 :含光亮剂,整平剂, 载体等. 光亮剂 :选择性地吸附到受镀表面,降低表面阻抗,从而 恶化分布不良情况,提高沉积速率. 整平剂 :它能强烈地被吸附在阴极表面,尤其是在微观 凸出部位,从而对电沉积起到抑制作用,达到使 镀层整平的效果. 载 体 :吸附到所有受镀表面, 增加表面阻抗,而改变分 布不良情况,抑制沉积速率.三 镀锡铅槽液的主要成份及作用:二次銅後鍍錫鉛合金的目的有二： a. 蝕刻阻劑, 保護其所覆蓋的銅導體不會在鹼性蝕銅時受到攻擊。 b. 裝配焊接, 須再經IR重熔,目前多已不使用. 1金属离子:锡离子,铅离子; 浓度高:有利于提高阴极电流密度的上限值; 有利于提高镀层的沉积速率; 会降低镀液的分散能力和深镀能力. 2添加剂 :含结晶细化剂,校正液,稳定剂等 结晶细化剂:能提高分散能力和深镀能力. 含量过大 :会降低分散能力; 含量不足 :会在高电流密度区形成枝晶或海绵状沉淀. 校正液 :与结晶细化剂相反起校正与互补作用. 稳定剂 :对锡离子起防止水解和氧化作用.3 氟硼酸: 能与镀液中的锡离子和铅离子形成稳定的络离子,以提供电沉积时所需的金属离子.游离氟膨酸能防止锡离子和铅离子的水解和氧化,还可以加速锡铅合金阳极的溶解,即使在停止工作期间也会缓慢溶解锡铅阳极. 4 硼酸: 稳定镀液中的氟硼酸,使之不水解; 会使镀液电导率下降,分散能力降低.a鍚鉛槽以氟硼酸系為主，調配藥液成份可得不同的鍚鉛比例，從0%至100%的組成都 可能,離子來源是氟硼酸錫及氟硼酸鉛在鍍液中水解而成二價錫離子及二價鉛離子. b. 游離氟硼酸在鍍液中，主要功用則是陽極的溶解，增加導電度並能抑制錫鉛鹽類的分 解，尤其是阻止二價錫氧化成為四價錫，又能幫助鍍層晶元的細膩化，扮演著重要的 角色。氟硼酸是由氫氟酸及硼酸二者反應而得： 4HF + H3BO3 a HBF4 + 3H2O 但此為可逆反應會再水解而成為HF及H3 BO3 的，因此槽液中要掛一內裝硼酸的PP 布袋，以抑制氟硼酸的水解。 c. 添加劑中以蛋白梀Peptone最常用.蛋白梀Peptone 是一種蛋白質水解成胺基酸的過程 的產物多由牛肉或牛膠在酸中水解所製成；用於電鍍時多加有防腐劑以防細菌所敗 壞。其在鍍液是扮演一種使鍍層晶粒細膩化，抑制高電流區長樹現象(Treeing)，並增 加並增加鍍液的分佈力, 其含量以5-6g/l為宜.蛋白梀不易用簡單的方法分析，需用到 哈氏槽試驗作為判斷的方法 d. 鍍槽不用吹氣攪拌以免產生氧化四價錫沉澱，若前製程帶入硫酸根則會和鉛形成不溶 性硫酸鉛沉澱，一般處理的方式是在槽前加一槽氟硼酸浸漬，如此既可防止雜物攜 入又可防止過多的水引入後所造成的水解問題 e. 為焊接而作的鍍層仍以鍚鉛為多，最常被要求的電鍍鍚鉛組成是40%鉛60%錫.一般 在兩金屬間會產生介面金屬(IMC)，對銅鍚而言有Cu3Sn的phase及Cu5Sn6的 phase，前者出現是焊錫性不利的表徵，後者是焊接之初焊接良好的產物. f. 因環保問題, 錫鉛組成穩定度問題，很多使用者已改採純鍚作為電路板抗蝕金屬. 純 鍚製程後面會提及. 9.2.3.3純鍚電鍍A. 鍍純錫是一種極容易且廣泛應用於特定用途的電鍍，由於錫的High throwing power， 因此即使特殊形狀有凹孔的鍍件，也不需要特殊形狀的陽極來改善其電鍍分布B.商業化的錫鍍槽目前有四種，各為氟硼酸錫、酸鉀及鹵化錫氟 C.硼酸錫槽：一種不太需要控制的槽液，陰陽極效率多到達近100%，一般的錫電鍍在氟 硼酸槽中錫為+2價，而在錫酸鹽槽中錫為+4價，因此電鍍速率有兩倍的差距，操作 溫度約為3254 D.光澤系統可用的有多種，如：蛋白質(Peptone)、白明膠(Gelatin)、-Naphthol、 鄰苯二酚(Hydroquinone)等 E.錫槽原則上不加空氣攪拌，以免產生錫氧化而生成白色沉澱，實務上錫陽極電流密度 以不超過25ASF為原則，以免因錫溶解過快而使槽內錫濃度增高. 3.2 蚀刻线一 目的:将非导体部分的铜蚀刻掉.二 药液成分:NH4Cl,CuCl,NH4OH或液氨,有机添加剂,无几 添加剂.三 蚀刻液的管理: 1 pH值:由所含的自由氨气而定,通常保持在8.18.3之间, 太低时,蚀刻速率慢,溶液粘性大,太高时,侧蚀现 较大,蚀刻系数减小. 2 铜含量:含铜量高有利与减小侧蚀. 3 氯离子浓度:氯离子浓度变大,有效蚀铜量也会变多. 4 蚀刻温度:对侧蚀与pH值稳定来说,温度低有利,温度过 高时,氨气会挥发掉,pH值下将,蚀刻液粘性增 加,蚀刻速率变慢,槽液呈胶状或有大量沉淀.四 添加剂:加速剂,护岸剂,压抑剂等; 加速剂:加快蚀刻反应的速度,并防止亚铜错离子的沉淀. 护岸剂:发挥一种皮膜附着作用,以减弱被药水攻击的力 量,降低侧蚀的程度. 压抑剂:抑制氨在高温下的挥发,抑制铜沉淀,加速蚀刻的 速度.五 蚀刻反应式: 1 2Cu+2Cu(NH3)4Cl24Cu(NH3)2Cl 2 4Cu(NH3)2Cl+4NH4Cl+4NH4OH+O2 4Cu(NH3)4Cl2+6H2O 3 2Cu+4NH4Cl+4NH4OH+O2 2Cu(NH3)4Cl2+6H2O4电镀的操作条件4.1化学铜的操作条件4.1.1溫度通常高温有利于高电流密度而低温则有利于低电流密度过低的温度会导致烧焦并且镀层脆性大。而过高的温度会导致光亮剂的分解加快而增加光亮剂的消耗量并缩短需要碳处理的时间同时镀层的光亮度也会明显下降所以电镀槽应装备有加热器和冷却器以防止镀液温度过高或过低。 4.1.2搅拌搅拌溶液能有效地提高溶液的分散能力和阴极极化度从而提高允许电流密度有上限值通常电镀槽建议采用两种搅拌方式联合作用其一工件阴极移动移动速度为1520ft/min,(往返行程2530mm,移动频率为1015次/min)其二空气搅拌每54cm深的溶液送气压为0.07kg/cm2的条件下送气量最少达6立方米/min平方分米液面但不宜过大过度的搅拌会妨碍铜离子的析出导致分散能力降低。 4.2二铜线的操作条件4.2.1电流密度电流密度的取值大小与镀液中的铜离子浓度镀铜槽温度添加剂含 量及搅拌程度都有关系。在上述条件都比较理想的情况下还要考虑板子的纵横比一般比值越大则宜用越小的电流密度值。4.2.2过滤镀液中的细小颗粒物质会随电镀进行而夹杂到镀层中引起镀层粗糙建议采用15um的dynel或 P.P滤芯的过滤系统连续过滤。4.2.3阳极基本组成用于酸性镀铜的铜阳极应不含氧(氧含量不能超过0.05%)阳极必须由优质电解铜制成并具有下列组成铜99.90%磷0.030.08%杂质不应越过下列含量铁 最大0.003%硫 最大0.003%铅 最大0.002%锑 最大0.002%镍 最大0.002%砷 最大0.002%其它杂质总量不超过0.01%4.2.4其它要求. 阳极应没有裂纹夹渣轧痕和其它缺陷这些缺陷会妨碍阳极均匀地腐蚀. 磷在整个阳极内均匀地分布. 在阳极的横截面上铜晶粒的结构应一致. 阴阳极间的距离1520cm;. 阳极与阴极的面积比121(以21为最佳值). 阳极与阴极的几何关系板子在槽中两边及下部应比阳极多出510cm,以尽量减小边缘效应的影响. 新阳极在使用前应作仔细的去油污和微蚀处理以除去表面的油污氧化皮和”脱磷层”微蚀后最好能用20%硫酸浸泡23分钟后使用。4.2.5镀槽的控制和净化. 铜离子硫酸氯离子等在稳定的系统中一般一周分析12次必要时调整. 光泽剂应以CVS分析控制没有CVS的厂家可依 Hull cell试验并结合安培小时数添加来控制. 经常做Hull cell试验以了解镀槽的大致状态. 当镀槽中有机污物含量较高时可以进行活性碳吸附处理。定期的活性碳吸附处理可有效防止”有机污物”对镀层质量的影响. 无机污染物的除去通常采用电解的方法同样定期的电解处理可以防止”无机污染”对镀层质量的影响对那些电解亦不能除去的无机污物则只有采用稀释的方法予以降低4.3蚀刻线的操作条件4.3.1操作条件: 1 温度:新鲜工作液温度不宜高,随工作液比重升高,温度逐步提高,一般都应有冷水装置稳定温度,以免高温下硝酸挥发分解. 2 比重:为了提高退锡剂的使用效率,须控制好退锡剂的比重.四 退锡液的使用: 1 退锡液的添加可根据生产板的面积定量手动添加. 2 在大量生产中退锡剂可用比重控制器进行添加. 3 质量好的硝酸退锡剂可以连续使用.4.3.2注意点: 1 蚀刻质量往往因水池效应而受限,所以设计时要注意: A 板子较细线路面朝下,较粗线路面朝上. B 喷嘴上,下喷液压力调整,依实际作业结果来调整其差异. 2 在使用碱性蚀刻液过程中要十分注意氨的含量,氨量减少,pH值也会减小,蚀刻能力降低,粘性增大,会堵塞喷嘴,甚至会在泵内结块5常见问题与分析5.1露銅1.氧化铜太厚： 过度烘烤、温湿迭板、环境不良放置太久。2.过程污染： 残留IMC、毒药附着、硫醇作怪、绿漆溶入镍槽、 显像残膜、显后水洗不良、吸水滚轮太脏。3.活力太弱： 久洗钝化、负电性不足、镍槽未醒、三大参数太低绿漆本身的耐化性（Chemical Resistance）要够好，才能耐得住ENIG高温长时间的化学攻击（平均80-86，两槽共约20-40分钟）。大凡此项本领不佳者，ENIG之后的绿漆色泽将会被漂洗而变浅。也就是说绿漆配方中的若干有机物已溶入化镍浸金槽液中，久之势必带来为害不轻的污染。通常铜面的绿漆厚度不宜低于0.2mil，否则ENIG之后常会出现发白的现象，也是被退的缺点之一。4 绿漆显像不良ENIG露铜绿漆显像不足常使铜垫上留有未能尽除的透明残膜（Scum），此残膜中不但含有Na2CO3与消泡剂，并另有已溶入的绿漆成份，一旦附着铜面而又遭后续之高温烘烤，就会将与铜面勾搭成为难以去除的“错化物”（Complexing Compound），而不仅只是稀松平常的氧化物（Oxides）而已。显像后水洗不良，或吸水滚轮的再污染 ENIG露铜此处水洗的对象是大量湿滑的碱性物质，必须要用充足的自来水冲洗才完全清除。纯水仅具冲淡作用根本洗不掉碱性化学品，一律用纯水清洗，是有钱而无知的蛮干法。正确操典是在快速烘干之前才过门纯水，以避免不良水痕的附着。有时候显像与水洗都还不错，但热风吹干前的陈年吸水滚轮，却是出奇的肮脏，反而把洗净的板子又给滚涂成了残膜的附着，成事不足败事有余。只要用手去摸摸吸水轮面有无滑滑腻腻，就知道是否该洗该换了。任何看不见的Scum只要烘烤老化变质（与铜金属发生错化反应）后，想要在正常流程中去彻底清除，堪称机会不大。不过一般在喷锡板操作时，这种恼人的残膜反而是芝麻小事一椿，高温强风与助焊剂的连手，甚至一次不够再加一码下，早已灰飞烟灭无影无踪了。绿漆烘烤硬化后铜面异常氧化 ENIG露铜正常烤漆后其干净铜应呈现暗紫红色，凡经前处理的刷磨与ENIG本线的微蚀，即可得到纯洁的铜面。但原本污染不洁的铜面，烤绿漆后极可能会呈现残膜的顽固附着，ENIG后露铜的机会也将大增。且绿漆也不宜过度烘烤，以防变质脆化以致附着力变差，而增加在ENIG之后的局部破碎脱落。镍槽与金槽的温度过高时，也都将会伤及S/M 。 5.2生产中常见的问题和解决方法1 镀层烧焦原因解决方法1铜浓度太低a.加硫酸铜浓溶液b.增加阳极表面积2.酸含量太高稀释槽液3.温度太低加热溶液维持21274.搅拌不充分a.增加空气流量13立方英尺/平方英尺液面；b.检查阴阳极间距建议为1520cm；c.检查空气搅拌的出气孔它们可能被淤渣或铜结晶堵塞5.电流密度太高减小电流最佳电流密度由空气搅拌程度和板子的结构来确定6.光泽剂含量低用霍尔槽试验确定和添加7.氯离子含量低通过分析测定并用浓盐酸调整8.阳极太长或太多阳极应至少比板子短7.5cm2.分散能力差原因解决方法1.铜含量低稀释镀液2.酸含量低补加硫酸在传统的高分散镀槽中至少维持H2SO4(g/L)/Cu2+(g/L)=10/1;3.温度高冷却镀液维持在21274.金属杂质以510ASF电解溶液3.电流分布不均匀原因解决方法1.铜含量高稀释槽液2.温度高冷却镀液并维持在21273.阳极放置不恰当重新安放阳极4.整平性差原因解决方法1.光泽剂浓度低加光泽剂2.氯含量低通过分散测定调整3.电流密度太低提高电流或减少阴极面积4.光泽剂含高对槽液进行碳处理5.粗糙原因解决方法1.阳极对阴极面积比太高或太低计算面积并调整2.镀槽中有颗粒物工艺要求用一个每小时至少能周转溶液一次的过滤泵连续过滤检查阳极袋是否破损或撕裂阳极磷含量低保持阳极含磷量为0.030.08%6针孔原因解决方法1.可能有脂类或油类污染镀液需碳处理2.溶液中有颗粒物检查过滤系统或使用PC-667润湿剂3.空气搅拌不均匀增加空气量提供更均匀的空气搅拌4.过滤系统中有搅拌的空气隔开过滤系统进口7条纹原因解决方法1.光泽剂过量a.不添加来降低其浓度；b.进行碳处理2.抗蚀膜中的有机物可能浸析出来进入镀液评估抗蚀膜与镀液的兼容性3.电镀前的清洗液被污染泵出清洗液重新配制8亮剂缺乏响应原因解决方法1.阳极与阴极面积比太低调整阳极面积维持 S阳:S阴=2:12.检查阳极袋孔是否堵塞彻底清洗阳极袋3.金属杂质例如Zn(超过60 ppm),Sn(超过40ppm) a.以510ASF电解槽液几小时以便除去Sn；b.对Zn则采取稀释槽液的方法4.氯离子当氯离子浓度升至80 ppm以上时从霍尔槽试验可见光亮范围很狭窄在低、中电流密度区镀层发雾。由于在阳极上形成白膜而导致阴检极化(当氯离子升至100ppm以上时可能发生这种情况)a.降低氯离子含量只能用去离子水来提高溶液液面b.必须将阳极拆下来清洗槽液必须稀释或用硫酸银处理5.温度太高冷却溶液维持温度在70806.有机物污染必须对溶液行碳处理9层次电镀原因解决方法氯离子浓度低(通常低于30ppm时)通过分析测定并维持在4080ppm60ppm是最佳值10.PTH空洞原因解决方法化学铜不充分调整化学沉铜槽中的各组分或延长化学沉铜的时间如果在化学沉铜槽不能获得足够的厚度也可以在酸性镀铜槽中以较低的电流密度开始电镀2.溶液中有颗粒物过滤镀液和/或电镀铜前改进水洗3化学沉铜层被除去评估镀前清洗线的性能4.化学沉铜空洞化学沉铜中经常有的问题11.镀层脆性原因解决方法1.光亮剂过多镀液进行碳处理2.有机杂质镀液进行碳处理3.金属污染以5-10ASF电解槽液12.镀层颗粒结构增大原因解决方法1.光亮剂含量太低通过霍尔槽试验测定并添加2.温度太高冷却溶液3.较高电流密度时氯离子低将导致枝晶和粗糙提高氯离子浓度13.抗张强度差原因解决方法1.溶液内的颗粒物可导致镀层内部不连续彻底过滤溶液2.杂质金属共沉积可削弱镀层的结合力可能导致镀层颗粒结构增大(Zn和Sn是作用最明显的金属杂质)Pb形成不溶性的硫酸盐以5-10ASF电解槽液或稀释溶液14孔圈发暗(即所谓鱼眼或穹窿形镀层)原因解决方法1.由于光亮过量或有机杂质而引起孔周围镀层厚度不足(孔中可能镀层厚度足够)镀液进行碳处理可能还需用双氧水来处理镀液2.搅拌不正确或不足调整空气搅拌15.孔中结瘤原因解决方法1.光泽剂含量低调整光泽剂浓度2.温度太低提高温度维持温度在21273.温度太高维持温度在21274.钻孔质量差检查钻孔工序5.溶液中有颗粒物过滤槽液6.电流密度过低提高电流密度7.有机质物将槽液碳处理6我在金像 我在金像接触3条线，从普通的员工到一条线的负责人，都是经过我不懈的努力，辛勤的劳动，踏实的工作态度换来的。我在金像接触的第一条线叫“DVCP”线，它的前一站是PTH（化铜线），然后是减铜线，最后是PTH线。1、 DVCP线的作用是给电路板镀通/盲孔。它的组成：清洁槽，前三段水洗，酸洗槽，镀铜槽，后三段水洗，剥卦去区，抗氧化，抗氧化水洗，烘干段等组成。他的操作条件是根据料号从电脑上查阅客户要求来设定的，设置面板从板长，板宽的设定，然后是电流频率，线速，最后是遮板尺寸的设定。条件好了就该机台操作了，机台运作是把水阀，整流器，循环系统，和传送系统，烘