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本文讨论的是印制板镀铜工艺中铜镀层出现针孔的原因，并提出查找铜镀层针孔的途径，供参考。一 铜镀层出现针孔的可能原因：镀液中氯离子太低、空气搅拌不均匀、镀液中有颗粒状杂质、镀液中存在有机物污染，板面有污染情况。二 查找铜镀层针孔的途径：1. 空气搅拌不均匀：分析铜镀层针孔原因首先检查空气搅拌系统方面是否正常；如搅拌不均匀，会影响过滤系统的过滤效果。可用光板试镀，加强过滤后，试镀的光板如果铜镀层无针孔，表明是由于空气搅拌不均匀的原因所致，加强空气搅拌来解决；如果铜镀层仍有针孔，可从其它方面检查。2. 镀液中氯离子太低：分析铜镀层针孔原因的第二方面从镀液氯离子方面检查，分析镀液中氯离子的浓度；氯离子是磷铜阳极的活化剂，可帮助磷铜阳极正常溶解，当氯离子的浓度低于20毫克/升时，会产生条纹状粗糙镀层，出现针孔和烧焦现象。如果氯离子太低，可通过添加盐酸来解决，用光板试镀，如果光板的铜镀层仍有针孔，再从其它方面检查。3. 镀液中有颗粒状悬浮物：观察针孔的形状，如果呈不规则状，表明是有颗粒状悬浮物所致；首先，加强过滤，再用光板试镀，如果铜镀层无针孔，表明是镀液太脏所致；如果铜镀层仍有不规则针孔，表明是由上工序带来的颗粒状物。如果经过光板电镀后没有发现针孔，再用钻过孔的板进行电镀看是否有针孔现象。4. 镀液中有有机物污染：观察针孔的形状，如果呈圆孔状，表明是有有机污染物所致；首先，采用碳处理，用光板试镀，如果光板中铜镀层中无针孔，表明是镀液中有有机物污染，可能是铜光亮剂及其它试剂所致；如果光板中铜镀层中仍有针孔，表明是由上工序所致。可用光板只印线路图试镀，如果铜镀层无针孔，表明是由油墨、显影剂残留物所致；如果铜镀层无针孔，可检查其它工序。 5.如果线路板表面处理不清洁也会产生针孔现象，用稀硫酸和去油溶液将线路板处理后将线路板进行电镀，如没有发现针孔，可检查刷板机是否会产生污染情况，如仍然有可检查其它工序。 产生印制板铜镀层针孔的原因有很多方面，上述几点供大家参考，希望能有所帮助。、【蚀刻使用的相关术语】侧蚀:发生在抗蚀层图形下面导线侧壁的蚀刻称为侧蚀。侧蚀的程度是以侧向蚀刻的宽度来表示。侧蚀与蚀刻液种类，组成和所使用的蚀刻工艺及设备有关。蚀刻系数:导线厚度(不包括镀层厚度)与侧蚀量的比值称为蚀刻系数。 蚀刻系数VX用蚀刻系数的高低来衡量侧蚀量的大小。蚀刻系数越高，侧蚀量越少。在印制板的蚀刻操作中，希望有较高的蚀刻系数，尤其是高密度的精细导线的印制板更是如此。镀层增宽:在图形电镀时，由于电镀金属层的厚度超过电镀抗蚀层的厚度，而使导线宽度增加，称为镀层增宽。镀层增宽与电镀抗蚀层的厚度和电镀层的总厚度有直接关系。实际生产时，应尽量避免产生镀层增宽。 镀层突沿:金属抗蚀镀层增宽与侧蚀量的总和叫镀层突沿。如果没有镀层增宽，镀层突沿就等于侧蚀量。 蚀刻速率: 蚀刻液在单位时间内溶解金属的深度(常以mmin表示)或溶解一定厚度的金属所需的时间(min)。溶铜量: 在一定的允许蚀刻速率下，蚀刻液溶解铜的量。常以每升蚀刻液中溶解多少克铜(g/l)来表示。对特定的蚀刻液，其溶铜能力是一定的。(关闭本窗口)【电镀铜中氯离子消耗过大原因分析】本文讨论印制线路板硫酸盐镀铜中出现氯离子消耗过大的现象，分析原因。目前随着印制线路板向高密度、高精度方向发展，对硫酸盐镀铜工艺提出了更加严格的要求，必须同时控制好镀铜工艺过程中的各种因素，才能获得高品质的镀层。下面针对镀铜工艺过程中出现氯离子消耗过大的现象，分析氯离子消耗过大的原因。出现氯离子消耗过大的前因镀铜时线路板板面的低电流区出现无光泽现象，氯方子浓度偏低；一般通过添加盐酸后，板面低电流密度区的镀层无光泽现象才能消失，镀液中的氯离子浓度才能达到正常范围，板面镀层光亮。如果要通过添加大量盐酸来解决低电流密度区镀层无光泽现象，就不一定是氯离子浓度太低而造成的，需分析其真正的原因。如果采取添加大量盐酸：一来，可能会产生其它后果，二来增加生产成本，不利于企业竞争。正确分析低电流密度区镀层无光泽原因通过添加大量的盐酸来消除低电流密度区镀层不光亮现象，说明如是氯离子过少，才需添加盐酸来增加氯离子的浓度达到正常范围，使低电流密度区镀层光亮。如果要添加成倍的盐酸才能使氯离子的浓度达到正常范围？是什么在消耗大量的氯离子呢？氯离子浓度太高会使光亮剂消耗快。说明氯离子与光亮剂会产生反应，过量的氯离子会消耗；反过来，过量的光亮剂也消耗氯离子。因为氯离子过少和光亮剂过量都是造成低电流密度区镀层不光亮的主要原因，因此可见，造成镀铜中氯离子消耗过大的主要原因是光亮剂浓度太高。(关闭本窗口)【印制电路板镀槽溶液的控制】印制电路板镀槽溶液的控制主要目的是保持所有化学成分在工艺规定的范围内。因为只有在工艺规定的参数内，才能确保镀层的化学和物理性能。控制所采用的工艺方法有多种类型，其中包括化学分折、物理试验及溶液的酸值测定、溶液的比重或比色测定等。这些工艺方法都是为确保槽液的参数的准确性、一致性和稳定性。控制方法的选择是由积层类型而定。如高分散能力、光亮高酸低铜电镀槽液的参数确定，是通过化学方法所提供的分折数据进行调整或调节；化学沉铜溶液除化学分析外，还要进行PH酸值的或比色测定等。如果分析后其化学成分在工艺范围内；就要非常注意其它参数的变化和被镀基板表面状态，如镀液的温度、电流密度、装挂的方法及基板表面处理状态对槽液的影响。特别是要控制光亮酸性镀铜液的无机杂质-锌，超过所容许的工艺规定数值，就会直接影响铜层的表面状态；电镀锡铅合金槽液必须严格的控制铜杂质的含量，如超过一定数量，就会影响锡铅合金镀层的润湿性和可焊性能及防护性。虽然分析方法对于镀液控制是可靠的，但也不能保证获得良好的镀覆层。因此，还必须借助于电镀试验。特别是很多电镀槽为确保镀层的具有良好的电气性能和机械性能，都添加有机添加剂以改善镀层结构和性能。这些添加剂靠化学分析的方法很难奏效，采用电镀试验的工艺方法进行分析和对比，它作为控制镀液化学成分的重要的补充手段。补充控制包括测定添加剂含量并进行调整，过滤及净化，这些需要由霍氏电镀槽试验板上去进行认真的“观察”，再由样板镀层分布状态，进行研究和分析及推论，达到改进或改善工艺步骤目的。 一、电镀试验 电镀槽液的控制原则应当包括镀液的主要化学成分。要达到正确的判断，需采用先进的、可靠的试验仪器和分析方法，有些槽液还需采用辅助手段如：测定其比重、酸值(PH)等。为能直接观察镀层表面状态，现绝大部分生产厂家采用霍氏槽试验的工艺方法。具体的试验步骤是将试验板倾斜37与长边的长度相同，阳极垂直并沿着长边放。阳极到阴极距离的变化，将会沿着阴极作有规律的规距，其结果沿着试验板电流不断变换。从试验板电流分布的状态，就能科学的判断电镀槽液所采用的电流密度是否在工艺规定的范围以内。同样也可观察添加剂含量对电流密度的直接影响及对表面镀层质量的影响。见图1：Hull试验槽平面透视图 二、弯曲阴板试验法： 采取此法是因为它能掩盖一个较宽的范围，它暴露一个角，由于垂直形它的上部与下部表面均能适应电介作用。由此可试验出电流范围、分散能力的优劣。见图2：弯曲阴极试验法示图 三、判断与推论： 通过上述所采用的试验方法，就可以通过试验板的实际记录，首先就可以判断电镀时在试验板的低电流区出现的现象，就可以判断需在添加附加剂；而在高电流区，镀层就会出现表面粗糙、发黑及不规则的外观等缺陷，这说明槽液内含有无机金属杂质直接影响镀层表面状态。如镀层表面呈现凹坑，即表示要减低表面张力。被破坏的电镀层常表现槽液内存有过量的附加剂和分解等。这类现象都充分说明要及时分析和调整，使槽液的化学成分符合工艺所规定的工艺参数。则过量的附加剂和分解的有机物都必须采用活性炭等进行处理、过滤和净化。总之，尽管采用电脑自动进行控制，但还必须借助于辅助手段进行试验，方可做到双保险。所以，过去常用的控制方法还需采用或者作进一步的研究和开发出新的试验工艺方法和仪器设备，使印制电路板的电镀和涂覆工艺更加完善。 (关闭本窗口)【电镀板孔边发生圈状水纹】现象：单板，全板，每个孔都有，孔边，水纹状，像水洗不洁的残留液自然风干后的情形。可能的原因和解决方案：该现象有人称为鱼眼现象，是这个现象则和电镀的光泽剂及药液内的氯含量有关系，如果纯粹是水纹的残留，则较可能的原因是在烘干前的水洗不够完整，导致孔内的残液在烘干时流出干燥于板面导致水纹现象，这种现象尤其以小孔或深孔较容易发生，水纹应是呈泪滴状而非同心圆，而且杯孔边的区域也会有部份的烘干时所造成的漂散水滴痕迹，这样的现象原则上改善水洗会有帮助，仅供参考。(关闭本窗口)【多层板孔金属化工艺探讨】本文主要论述了多层板的去钻污和沉铜工艺，剖析了各工步的原理及作用。一、前言众所周知，孔金属化是多层板生产过程中最关键的环节，她关系到多层板内在质量的好坏。孔金属化过程又分为去钻污和化学沉铜两个过程。化学沉铜是对内外层电路互连的过程；去钻污的作用是去除高速钻孔过程中因高温而产生的环氧树脂钻污（特别在铜环上的钻污），保证化学沉铜后电路连接的高度可靠性。二、孔金属化多层板工艺分凹蚀工艺和非凹蚀工艺。凹蚀工艺同时要去除环氧树脂和玻璃纤维，形成可靠的三维结合；非凹蚀工艺仅仅去除钻孔过程中脱落和汽化的环氧钻污，得到干净的孔壁，形成二维结合，单从理论上讲，三维结合要比二维结合可靠性高，但通过提高化学沉铜层的致密性和延展性，完全可以达到相应的技术要求。非凹蚀工艺简单、可靠，并已十分成熟，因此在大多数厂家得到广泛应用。高锰酸钾去钻污是典型的非凹蚀工艺。工艺流程环氧溶胀二级逆流漂洗高锰酸钾去钻污二级逆流漂洗中和还原二级逆流漂洗调整二级逆流漂洗粗化二级逆流漂洗预浸离子钯活化二级逆流漂洗还原水洗化学沉铜二级逆流漂洗预浸酸预镀铜工艺原理及控制溶胀目的：溶胀环氧树脂，使其软化，为高锰酸钾去钻污作准备。配方名称配比温度时间NaOH20g/l60-805min已二醇乙醚30g/l已二醇2g/l水其余环氧树脂是高聚形化合物，具有优良的耐蚀性。其腐蚀形式主要有溶解、溶胀和化学裂解（如：浓硫酸对环氧树脂主要是溶解作用，其凹蚀作用是十分明显的）。根据“相似相溶”的经验规律，醚类有机物一般极性较弱，且有与环氧树脂有相似的分子结构（R-O-R），所以对环氧树脂有一定的溶解性。因为醚能与水发生氢键缔合，所以在水中有一定的溶解性。因此，常用水溶性的醚类有机物作为去钻污的溶胀剂。溶胀液中的氢氧化钠含量不能太高，否则，会破坏氢键缔合，使有机链相分离。在生产中，常用此中方法来分析溶胀剂的含量。去钻污目的：利用高锰酸钾的强氧化性，使溶胀软化的环氧树脂钻污氧化裂解。配方名称配比温度时间NaOH35g/l7510minKMnO455g/lNaCIO 0.5g/l水其余高锰酸钾是一种强氧化剂，在强酸性溶液中，与还原剂作用，被还原为Mn2+；在中性和弱碱性环境中，被还原为MnO2；在NaOH浓度大于2moL/L，被还原为MnO42-。高锰酸钾在强酸性的环境中具有更强的氧化性，但在在碱性条件下氧化有机物的反应速度比在酸性条件下更快。在高温碱性条件下，高锰酸钾使环氧树脂碳链氧化裂解：4MnO4-+C环氧树脂+40H- = 4MnO42-+CO2(g)+2H2O 同时，高锰酸钾发生以下副反应：4MnO4- +40H- = 4MnO42- + O2(g) + 2H2O MnO42-在碱性介质中也发生以下副反应：MnO42- + 2H2O + 2e- = MnO2(s) + 40H-NACIO作为高锰酸钾的再生剂，主要是利用其强氧化性使MnO42-氧化为MnO4-。还原目的：去除高锰酸钾去钻污残留的高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰配方：H2SO4100mL/lNaC2O4 30g/l温度 40锰离子是重金属离子，它的存在会引起“钯中毒”，使钯离子或原子失去活化活性，从而导致孔金属化的失败。因此，化学沉铜前必须去除锰的存在。在酸性介质中：3MnO42-+4H+ = 2MnO4-+MnO2(s)+2H2O2MnO4-+5C2O42-+16H+ = 2Mn2+10CO2(g)+8H2O5C2O42-+MnO2+4H+ = Mn2+2CO2+2H2O 由以上反应可知，通过还原步骤，可完全去除高锰酸钾去钻污残留的高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰。有关资料中，也有用肼类化合物及其他一些强还原性物质进行还原处理的，这主要是从塑料电镀中处理残留的 沿用过来的，也具有一定的效果，但对二氧化锰的作用，有待探讨，这就需要尽量避免二氧化锰的生成。调整目的：调整孔壁电荷配方：阴离子型表面活性剂 0.5g/l为使环氧树脂表面在后序处理中吸附到均匀的钯离子，必须把印制板津入到含有阴离子表面活性剂中，使其表面吸附到一层均匀负性的有机薄膜。粗化目的：除去铜表面的有机薄膜；微观粗化铜表面。配方名称配比H2SO4100mL/lH2O280ML/lNH2CH2NH210g/l调整处理时，在环氧树脂吸附有机表面活性剂的同时，铜表面也形成了一层有机薄膜。如果不加以处理，这层薄膜将使铜表面在活化溶液中吸附大量的钯离子，造成钯离子的大量浪费，同时，由于薄膜的存在，将降低基体铜层与化学镀铜层的结合力。经粗化处理后，基体铜层形成微观粗糙表面，增加结合力。预浸目的：预防带入杂质；润湿环氧树脂孔壁。配方名称配比H2SO41mL/l；有机碱络合剂20mL/l由于活化液的使用周期较长，且活性受杂质影响明显，所以在活化前必须进行预浸处理，防止杂质积累，影响其活性。在预浸液中，络合剂和活化液中的络合剂相同，但由于预浸液呈酸性，络合剂以盐的形式存在，其并没有络合能力，仅是浸润孔壁，为络合钯离子作准备。活化目的：为形成化学沉铜所需的活化中心做准备。配方名称配比PbCL20.3g/l络合剂X5g/lNaOH5g/lHBO35g/l去离子水余量在活化溶液中，络合剂的选择和PH的控制十分重要。首先，铜比钯有更强的金属活性，PbCl2的标准氧化还原电位是-0.268V(PbCl2+2e-=Pb+2Cl-),Cu2+的标准氧化还原电位是0.337V(Cu2+2e-=Cu)，铜和钯离子是很容易发生置换反应的：Cu+PbCl2=CuCl2+Pb因此，作为离子型活化液，要防止PCB上的铜箔和钯离子发生反应，必须加入能与钯离子形成稳定络合物的络合剂。根据软硬酸碱理论（硬亲硬，软亲软），属于交界酸的PB2+与交界碱能形成稳定的络合物，可提高钯的氧化还原电位，避免发生置换反应。另外，值对钯离子的活性影响很大，当PH二级水洗-微蚀-二级水洗-酸洗-DI水洗-成膜风干-DI水洗-干燥1、除油除油效果的好坏直接影响到成膜质量。除油不良，则成膜厚度不均匀。一方面，可以通过分析溶液，将浓度控制在工艺范围内。另一方面，也要经常检查除油效果是否好，若除油效果不好，则应及时更换除油液。2、微蚀微蚀的目的是形成粗糙的铜面，便于成膜。微蚀的厚度直接影响到成膜速率，因此，要形成稳定的膜厚，保持微蚀厚度的稳定是非常重要的。一般将微蚀厚度控制在1.0-1.5um比较合适。每班生产前，可测定微蚀速率，根据微蚀速率来确定微蚀时间。3、成膜成膜前的水洗最好采有DI水，以防成膜液遭到污染。成膜后的水洗也最好采有DI水，且PH值应控制在4.0-7.0之间，以防膜层遭到污染及破坏。a、工作液的有效物浓度对成膜速率有一定影响，尽量控制工作液的有效物浓度稳定是重要的。b、控制PH值的稳定（PH3.0-3.2）。PH值的变化对成膜速率的影响较大。PH值越高，成膜速率越大，PH值越低，则成膜速率越慢。c、控制成膜液温度的稳定也是必要的。因为成膜液变化对成膜速率的影响比较大，温度越高，成膜速率越快。d、成膜时间的控制。成膜时间越长，成膜厚度越大。根据实测的膜厚来确定成膜时间。成膜厚度的控制OSP工艺的关键是控制好防氧化膜的厚度。膜太薄，耐热冲击能力差，在过回流焊时，膜层耐不往高温（190-00C），最终影响焊接性厚，在电子装配线上，膜不能很好的被助焊剂所溶解，影响焊接性能。一般控制膜厚在0.2-0.5um之间比较合适。检测方法：1、除油效果检测方法一般认为，经除油后，板面裸铜面在水洗后能形成水膜且在15秒钟内不破裂，说明除油效果良好。否则，可考虑补充或更换除油剂。2、微蚀速率测定方法a、取7cm X 7cm的1.6mm厚双面铜箔板，面积记为S（cm2）；b、放入烘炉中，在90-100C烘30分钟；c、在防潮瓶内冷却至室温，用分析天平称重W1（克）；d、随生产板浸入生产线内的除油缸中，并于微蚀缸后取出（保证浸蚀时间跟生产板一致），微蚀时间记为t（分钟）；e、用水清洗后，于烘炉中90-100C烘30分钟；f、在防潮瓶中冷却至室温，用分析天平犯法重W2（克）；g、计算：蚀铜速率（微米/分钟）=10000 X (W1-W2)/(8.92 X 2 X S X t）3、成膜液有效物浓度的测定方法a、工作液1.0ml，用去离子水稀释至500ml，混匀；b、在751分光光度计上，于269 1nm用去离子水作参比，校零；c、换a步骤的溶液，测定吸光度A；d、计算：有效物浓度（%）=280 X A4、成膜厚度测试方法a、将一片40mm X 50mm的单面裸铜板与生产板一起在OSP生产线上处理；b、将已处理的板放在一干净的250ml烧杯中；c、用移液管取50ml5%的盐酸液，放入烧杯，轻摇烧杯，三分钟后将板拿出；d、用5%的盐酸校零，在751G分光光度计上，于269.1nm处测吸光度；e、再以c步骤准备的液体更换，读取在170nm处的吸光度A；f、计算：膜厚（微米）=0.7 X A经工艺的测算，除油、微蚀槽及水溶性助焊剂浸涂槽的三个槽的比例控制在1：1：2.5。如果浸涂槽太长，在一定的传送速度下，通过除油、微蚀槽的时间相对会缩短，将会影响成膜的质量。风力和烘干系统对成膜的均匀性、厚度有很大影响，要求浸涂的有机可焊保护剂（OSP)后的吹干段能够将多余的残液吹尽，否则后续的纯水将带走板面上多余的残液，而使此处的涂覆层偏薄，致使外观不均匀。另外浸涂前段吹干是非常重要的。水份带入浸涂液易造成成膜的减薄。吹风的冷风易造成成膜液温度的下降，吹干的风太热易造成进料段的结晶。由此，风力和烘干系统的控制调整十分重要。 (关闭本窗口)【金属化板板面起泡成因及对策探讨】本文介绍了对一例孔金属化板板面起泡现象产生原因的分析，并就分析提出各种解决方法。最终确定引起孔金属化板板面起泡的原因。现象:一次， 更换沉铜槽槽液后，化学镀后的双面板经全板电镀厚铜后发现板面起泡，并伴有结瘤。起泡处形状不规则，目测其形状跟某种液体的自然流动而留下痕迹相似，并且每一处起泡都是以点开始的。分析:孔金属化的典型工艺流程是：化学沉铜（去油水洗粗化水洗酸性预浸活化水洗还原（1）还原（2）沉铜），全板电镀厚铜（水喷淋酸预浸全板电镀水洗钝化水洗风干）。根据工艺流程直接否定了故障产生于电镀工段，因为电镀流程简单，如果产生这一现象，那末唯一的工序就是全板电镀，即是说电镀槽引入有机杂质。但是，共用电镀槽的图形电镀铜却没任何问题，因而确定产生于化学沉铜工段。在化学沉铜工段，我们将重点放在还原与沉铜工序。因为根据更换槽液前的处理效果，去油与活化都不错，粗化与此现象没太大关系，而且这几槽槽液都没有更换。根据起泡形状分析认为：这是由还原液引起，因为沉铜液的配制严格按照供应商提供的参数执行，还原液也是刚刚配制的，还原剂中引入杂质可能导致这一现象。还原剂的成份不清楚，只知是浓缩液。还原之后没有水洗，直接进行化学沉铜，这使杂质带入沉铜槽成为可能。解决方案:经与供应商联系，供应商建议将还原（2）改为蒸馏水水洗。采用建议后，情况有所改观，但是没有达到生产所要求的稳定度。经过一周多的维护与调整，溶液达到稳定状态，经过化学沉积铜的板面色泽鲜艳，铜层致密，经全板电镀后也没有起泡产生。小结:从上面的情况我们反过来思考所作的分析，在这一周多的时间内仍按供应商的参数维护，仅仅隔两到三天更换一次还原（2）的蒸馏水水洗，以防止还原（2）因还原（1）的残留液的带入而使起浓度上升。从这一情况看我们认为还原引入杂质的分析有误。二次分析:既然否定杂质的引入的可能，那么原因何在呢？在控制过程中发现新配溶液的反应很快，起泡是否与活性有关呢？这引起我们的关注，但因为溶液已达到稳定状态，故障无从找起，槽液的更换周期较长，对于起泡的跟踪观察就停止。我们就活性的相关因素：Cu、NaOH、HCHO等组份的含量，工作温度，络合剂含量，稳定剂进行分析。我们从下列可知：1） 沉积速率随着Cu含量的升高而升高，在起始部分几乎呈正比关系。2） 随着OH-、HCHO的浓度及温度的上升，沉积速率亦随之上升。可以从反应主式中得以证实：2HCHO+2Cu2+4OH-Cu+2HCHOO-+2H2O+H2 (1)当HCHO、Cu2+、OH-中的任意一项上升，平衡就左移，即反应速度加快。3） 浓度超过阀值，沉积速度增长缓慢，有资料表明此时副反应增强。其中几个副反应值得注意：Cu2+Cu+(2)Cu+Cu+ Cu+Cu2+ (3)（2）、（3）式说明了在强碱条件下，Cu2+可能被还原成Cu+，Cu+在强碱条件下易歧化形成细小的粒，不规则的分布于溶液中。4） 反应（1）式中有H2产生。因此从反应入手分析：新配制溶液的浓度我们一般取推荐的上限与下限值的中值，因此溶液的活性极强。假设经高浓度的还原（1）处理后，再经低浓度 还原（2）处理，板面部分残留液的浓度还没有完全降低，直接入化学沉铜槽，极强活性的镀液使Cu在板面迅速沉积，残留液浓度较高部分的催化性较强，其反应速度也较快，使Cu来不及均匀、致密的沉积并与基材铜箔牢固结合。反应产生的H2也来不及排出，就被沉积的铜包围形成气泡，从而使沉积的铜游离于基材铜箔产生起泡。瘤状物质则有可能是高速反应的副产物Cu颗粒附着于板面，我们知道Cu颗粒以球面与溶液接触，不似基材铜箔以部分面积接触。因此就反应面积而言，铜颗粒较大，其反应速度也快许多，使局部自催化反应的化学沉积越来越快。基于上述的认识，我们知道活性过强（即反应过快）是起泡产生的根本原因。因而控制反应速度才能从根本上解决起泡的产生。解决方案:在第二次更换槽液时，我们注意了组分的控制，并将供应商的参数作了更改，现表述如下：经上述变更后，工作温度采用低温启动组份控制在较低的状态。更换槽液第一天沉积出的板子，色泽鲜艳、镀层致密，孔化质量好，起泡比例只有0.8%（按块数计）左右，即使存在这一现象的，起泡面积小、程度轻。相对前一次大批量、大面积、程度严重的情况而言，状况改观极大。经两到三天的正常维护，起泡现象完全消失，从而达到稳定生产。小结:经上述的调整，基本达到我们所期望的状态，但依然存在起泡现象。源于这次的调整是一次试验。各组份没有达到最佳的匹配状态。经过适当的调整是完全能达到最佳的。建议:1） 从综合因素考虑，减缓反应速度的措施可全面一些。在降低Cu、HCHO、NaOH组份浓度的同时，可增加络合剂、稳定剂的浓度，这样既可使组份保持相对较高的浓度，避免组份浓度过低造成黑孔及其它不良的孔化，又可以保持较为缓慢的反应速度。即是说采取单一的方式是不可取的，那样会导致溶液组份失去平衡。2） 随时间的推移，组份浓度应随着升高。所以，在开始的几天，严密监控组份浓度极为重要，根据沉积质量适当调整组份浓度。当达到稳定状态时，应逐步恢复到供应商的参数值。3） 还原剂浓度适当低些。必须指出：本文只作定性的讨论，对于量的概念应根据实际情况予以不同的处理。所以在行文过程中体现出这一点。在操作过程中作好记录，找出一般性规律以便于规律性添加，因为有些组份的增长并非线性。原作者：王波(南京电力自动化设备总厂七分厂 南京 210003) (关闭本窗口)【二次铜厚度不均原因及夹膜处理】 二次二铜厚度不均是自然现象，因为第二次镀铜时本身曝露的铜面分布不均匀，因此局部电流密度也极不同，差异愈大，厚度愈会不均匀，一般的解决方法是降低电流密度，这样可有部份改善，其次电镀槽的设计及内部隔板的设计修正都有均匀度改善的空间，实际的问题相当复杂，需根据实际情况分析，并不是三言两语所能够清楚描述，其中线路板设计也有很大的影响，线路面积分布均匀的电镀铜厚度会均匀一些，一般您可找有经验的供货商和您合作来做改善，夹膜的问题主要来自于电镀时厚度不均，导致部份或全部镀层高于膜，您可以考虑用较厚的干膜或者找药水商提供特殊的去膜液，都有可能排除您夹膜的困难，其根本是在工艺控制，使镀层均匀。 另外，何为二铜？加工中电镀一般分为两次电镀，一次是的整板电镀，就是铜板上还没有制作线路。这个叫做一铜，也叫做整板电镀。 二铜是指一铜后制作后，产生了线路图像再进行一次电镀铜和铅锡的过程。也叫做图形电镀。 这在台湾的一些厂很正常的工艺，有些厂采用DES的，是在后直接电镀铜加厚再制作线路然后用DES一次腐蚀成型。(关闭本窗口)【印制电路板水平电镀技术】一、概述 随着微电子技术的飞速发展，印制电路板制造向多层化、积层化、功能化和集成化方向迅速的发展。促使印制电路设计大量采用微小孔、窄间距、细导线进行电路图形的构思和设计，使得印制电路板制造技术难度更高，特别是多层板通孔的纵横比超过：及积层板中大量采用的较深的盲孔，使常规的垂直电镀工艺不能满足高质量、高可靠性互连孔的技术要求。其主要原因需从电镀原理关于电流分布状态进行分析，通过实际电镀时发现孔内电流的分布呈现腰鼓形，出现孔内电流分布由孔边到孔中央逐渐降低，致使大量的铜沉积在表面与孔边，无法确保孔中央需铜的部位铜层应达到的标准厚度，有时铜层极薄或无铜层，严重时会造成无可挽回的损失，导致大量的多层板报废。为解决量产中产品质量问题，目前都从电流及添加剂方面去解决深孔电镀问题。在高纵横比印制电路板电镀铜工艺中，大多都是在优质的添加剂的辅助作用下，配合适度的空气搅拌和阴极移动，在相对较低的电流密度条件下进行的。使孔内的电极反应控制区加大，电镀添加剂的作用才能显示出来，再加上阴极移动非常有利于镀液的深镀能力的提高，镀件的极化度加大，镀层电结晶过程中晶核的形成速度与晶粒长大速度相互补偿，从而获得高韧性铜层。 然而当通孔的纵横比继续增大或出现深盲孔的情况下，这两种工艺措施就显得无力，于是产生水平电镀技术。它是垂直电镀法技术发展的继续，也就是在垂直电镀工艺的基础上发展起来的新颖电镀技术。这种技术的关键就是应制造出相适应的、相互配套的水平电镀系统，能使高分散能力的镀液，在改进供电方式和其它辅助装置的配合下，显示出比垂直电镀法更为优异的功能作用。 二、水平电镀原理简介 水平电镀与垂直电镀方法和原理是相同的，都必须具有阴阳两极，通电后产生电极反应使电解液主成份产生电离，使带电的正离子向电极反应区的负相移动；带电的负离子向电极反应区的正相移动，于是产生金属沉积镀层和放出气体。因为金属在阴极沉积的过程分为三步：即金属的水化离子向阴极扩散；第二步就是金属水化离子在通过双电层时，逐步脱水，并吸附在阴极的表面上；第三步就是吸附在阴极表面的金属离子接受电子而进入金属晶格中。从实际观察到作业槽的情况是固相的电极与液相电镀液的界面之间的无法观察到的异相电子传递反应。其结构可用电镀理论中的双电层原理来说明，当电极为阴极并处于极化状态情况下，则被水分子包围并带有正电荷的阳离子，因静电作用力而有序的排列在阴极附近，最靠近阴极的阳离子中心点所构成的设相面而称之亥姆霍兹（Helmholtz）外层，该外层距电极的距离约约纳米。但是由于亥姆霍兹外层的阳离子所带正电荷的总电量，其正电荷量不足以中和阴极上的负电荷。而离阴极较远的镀液受到对流的影响，其溶液层的阳离子浓度要比阴离子浓度高一些。此层由于静电力作用比亥姆霍兹外层要小，又要受到热运动的影响，阳离子排列并不像亥姆霍兹外层紧密而又整齐，此层称之谓扩散层。扩散层的厚度与镀液的流动速率成反比。也就是镀液的流动速率越快，扩散层就越薄，反则厚，一般扩散层的厚度约微米。离阴极就更远，对流所到达的镀液层称之谓主体镀液。因为溶液的产生的对流作用会影响到镀液浓度的均匀性。扩散层中的铜离子靠镀液靠扩散及离子的迁移方式输送到亥姆霍兹外层。而主体镀液中的铜离子却靠对流作用及离子迁移将其输送到阴极表面。所在在水平电镀过程中，镀液中的铜离子是靠三种方式进行输送到阴极的附近形成双电层。 镀液的对流的产生是采用外部现内部以机械搅拌和泵的搅拌、电极本身的摆动或旋转方式，以及温差引起的电镀液的流动。在越靠近固体电极的表面的地方，由于其磨擦阻力的影响至使电镀液的流动变得越来越缓慢，此时的固体电极表面的对流速率为零。从电极表面到对流镀液间所形成的速率梯度层称之谓流动界面层。该流动界面层的厚度约为扩散层厚度的的十倍，故扩散层内离子的输送几乎不受对流作用的影响。 在电埸的作用下，电镀液中的离子受静电力而引起离子输送称之谓离子迁移。其迁移的速率用公式表示如下： zeoE/r要。其中为离子迁移速率、为离子的电荷数、eo为一个电子的电荷量（即1.61019C）、为电位、为水合离子的半径、为电镀液的粘度。根据方程式的计算可以看出，电位降落越大， 电镀液的粘度越小，离子迁移的速率也就越快。 根据电沉积理论，电镀时，位于阴极上的印制电路板为非理想的极化电极，吸附在阴极的表面上的铜离子获得电子而被还原成铜原子，而使靠近阴极的铜离子浓度降低。因此，阴极附近会形成铜离子浓度梯度。铜离子浓度比主体镀液的浓度低的这一层镀液即为镀液的扩散层。而主体镀液中的铜离子浓度较高，会向阴极附近铜离子浓度较低的地方，进行扩散，不断地补充阴极区域。印制电路板类似一个平面阴极，其电流的大小与扩散层的厚度的关系式为方程式： 其中为电流、为铜离子的电荷数、为法拉第常数、为阴极表面积、为铜离子扩散系数（），b为主体镀液中铜离子浓度、o为阴极表面铜离子的浓度、为扩散层的厚度、为波次曼常数（ ）、为温度、为铜水合离子的半径、为电镀液的粘度。当阴极表面铜离子浓度为零时，其电流称为极限扩散电流ii： 从上式可看出，极限扩散电流的大小决定于主体镀液的铜离子浓度、铜离子的扩散系数及扩散层的厚度。当主体镀液中的铜离子的浓度高、铜离子的扩散系数大、扩散层的厚度薄时，极限扩散电流就越大。根据上述公式得知，要达到较高的极限电流值，就必须采取适当的工艺措施，也就是采用加温的工艺方法。因为升高温度可使扩散系数变大，增快对流速率可使其成为涡流而获得薄而又均一的扩散层。从上述理论分析，增加主体镀液中的铜离子浓度，提高电镀液的温度，以及增快对流速率等均能提高极限扩散电流，而达到加快电镀速率的目的。水平电镀基于镀液的对流速度加快而形成涡流，能有效地使扩散层的厚度降至微米左右。故采用水平电镀系统进行电镀时，其电流密度可高达/2。 印制电路板电镀的关键，就是如何确保基板两面及导通孔内壁铜层厚度的均匀性。要得到镀层厚度的均一性，就必须确保印制板的两面及通孔内的镀液流速要快而又要一致，以获得薄而均一的扩散层。要达到薄均一的扩散层，就目前水平电镀系统的结构看，尽管该系统内安装了许多喷咀，能将镀液快速垂直的喷向印制板，以加速镀液在通孔内的流动速度，致使镀液的流动速率很快，在基板的上下面及通孔内形成涡流，使扩散层降低而又较均一。但是，通常当镀液突然流入狭窄的通孔内时，通孔的入口处镀液还会有反向回流的现象产生，再加上一次电流分布的影响，演常常造成入口处孔部位电镀时，由于尖端效应导致铜层厚度过厚，通孔内壁构成狗骨头形状的铜镀层。根据镀液在通孔内流动的状态即涡流及回流的大小，导电镀通孔质量的状态分析，只能通过工艺试验法来确定控制参数达到印制电路板电镀厚度的均一性。因为涡流及回流的大小至今还是无法通过理论计算的方法获知，所以只有采用实测的工艺方法。从实测的结果得知，要控制通孔电镀铜层厚度的均匀性，就必须根据印制电路板通孔的纵横比来调整可控的工艺参数，甚至还要选择高分散能力的电镀铜溶液，再添加适当的添加剂及改进供电方式即采用反向脉冲电流进行电镀才给获得具有高分布能力的铜镀层。 特别是积层板微盲孔数量增加，不但要采用水平电镀系统进行电镀，还要采用超声波震动来促进微盲孔内镀液的更换及流通，再改进供电方式利用反脉冲电流及实际测试的的数据来调正可控参数，就能获得满意的效果。 三、水平电镀系统基本结构 根据水平电镀的特点，它是将印制电路板放置的方式由垂直式变成平行镀液液面的电镀方式。这时的印制电路板为阴极，而电流的供应方式有的水平电镀系统采用导电夹子和导电滚轮两种。从操作系统方便来谈，采用滚轮导电的供应方式较为普遍。水平电镀系统中的导电滚轮除作为阴极外，还具有传送印制电路板的功能。每个导电滚轮都安装着弹簧装置，其目的能适应不同厚度的印制电路板（）电镀的需要。但在电镀时就会出现与镀液接触的部位都可能被镀上铜层，久面久之该系统就无法运行。因此，目前的所制造的水平电镀系统，大多将阴极设计成可切换成阳极，再利用一组辅助阴极，便可将被镀互滚轮上的铜电解溶解掉。为维修或更换方面起见，新的电镀设计也考虑到容易损耗的部位便于拆除或更换。阳极是采用数组可调整大小的不溶性钛篮，分别放置在印制电路板的上下位置，内装有直径为圆球状、含磷量为可溶性的铜、阴极与阳极之间的距离为。 镀液的流动是采用泵及喷咀组成的系统，使镀液在封闭的镀槽内前后、上下交替迅速的流动，并能确保镀液流动的均一性。 镀液为垂直喷向印制电路板，在印制电路板面形成冲壁喷射涡流。其最终目的达到印制电路板两面及通孔的镀液快速流动形成涡流。另外槽内装有过滤系统，其中所采用的过滤网为网眼为微米，以过滤去电镀过程中所产生的颗粒状的杂质，确保镀液的干净无污染。 在制造水平电镀系统时，还要考虑到操作方便和工艺参数的自动控制。因为在实际电镀时，随着印制电路板尺寸的大小、通孔孔径的尺寸的大小及所要求的铜厚度的不同、传送速度、印制电路板间的距离、泵马力的大小、喷咀的方向及电流密度的高低等工艺参数的设定，都需要进行实际测试和调整及控制，才能获得合乎技术要求的铜层厚度。就必采用计算机进行控制。为提高生产效率及高档次产品质量的一致性和可靠性，将印制电路板的通孔前后处理（包括镀覆孔）按照工艺程序，构成完整的水平电镀系统，才是满足新品开发、上市的需要。 四、水平电镀的发展优势 水平电镀技术的发展不是偶然的，而是高密度、高精度、多功能、高纵横比多层印制电路板产品特殊功能的需要是个必然的结果。它的优势就是要比现在所采用的垂直挂镀工艺方法更为先进，产品质量更为可靠，能实现规模化的大生产。它与垂直电镀工艺方法相比具有以下长处： （）适应尺寸范围较宽，无需进行手工装挂，实现全部自动化作业，对提高和确保作业过程对基板表面无损害，对实现规模化的大生产极为有利。 （）在工艺审查中，无需留有装夹位置，增加实用面积，大大节约原材料的损耗。 （）水平电镀采用全程计算机控制，使基板在相同的条件下，确保每块印制电路板的表面与孔的镀层的均一性。 （）从管理角度看，电镀槽从清理、电镀液的添加和更换，可完全实现自动化作业，不会因为人为的错误造成管理上的失控问题。 （）从实际生产中可测所知，由于水平电镀采用多段水平清洗，大大节约清洗水的用量及减少污水处理的压力。 （）由于该系统采用封闭式作业，减少对作业空间的污染和热量的蒸发对工艺环境的直接影响，大大改善作业环境。特别是烘板时由于减少热量的损耗，节约了能量的无谓消耗及大大提高生产效率。 五、总结 水平电镀技术的出现，完全为了适应高纵横比通孔电镀的需要。但由于电镀过程的复杂性和特殊性，在设计与研制水平电镀系统仍然存在着若干技术性的问题。这有待于在实践过程中加以改进。尽管如此，但水平电镀系统的使用，对印制电路行业来说是很大的发展和进步。因为此类型的设备在制造高密度多层板方面的运用，显示出很大的潜力，它不但能节省人力及作业时间而且生产的速度和效率比传统的垂直电镀线要高。而且降低能量消耗、减少所需处理的废液废水废气，而且大大改善工艺环境和条件，提高电镀层的质量水准。水平电镀线适用于大规模产量24小时不间断作业，水平电镀线在调试的时候较垂直电镀线稍困难一些，一旦调试完毕是十分稳定的，同时在使用过程中要随时监控镀液的情况对镀液进行调整，确保长时间稳定工作。(关闭本窗口)【沉铜常见问题及对策】故障现象可能原因措施对策化学镀铜存在空洞钻孔粉尘孔化后脱落1.检查吸尘器，调整钻头的钻孔参数。 2.在刷板工序中检查水的喷淋情况，特别是高压喷淋。钻孔后孔壁有裂缝或内层间分离检查钻头质量及钻孔参数，检查层压板的材料及层压工艺条件（指多层板）。除钻污过度，造成树脂变成海绵状，引起水洗不良和镀层脱落检查除钻污工艺及条件,适当降低去钻污强度。除钻污后中和处理不充分，残留残渣检查中和处理工艺。清洁调整不足影响Pd吸附检查清洗调整工艺（如温度、浓度、时间）检查副产品是否过量。活化液浓度偏低影响SPANPd吸附检查活化处理工艺补充活化剂加速处理过度，在去除SPANSn的同时Pd也被除掉检查加速处理工艺条件（温度/时间/浓度）如降低加速剂浓度或浸板时间水洗不充分，使各槽位的药水相互污染检查水洗能力，水量/SPAN水洗时间。孔内有气泡加设摇摆、震动等。化学镀铜液的活性差检查NaOHSPAN、HCHOSPAN、Cu2+的浓度以及溶液温度等。反应过程中产生气体无法及时逸出加强移动、振动和空气搅拌等。以及降低温度表面张力。化学镀铜层分层或起泡层压板在层压时铜箔表面粘附树脂层加强环境管理和规范叠层操作。来自钻孔时主轴的油，用常规除油清洁剂无法除去定期进行主轴保养。钻孔时固定板用的胶带残胶选择无残胶的胶带并检查清除残胶。去毛刺时水洗不够或压力过大导致刷辊发热后在板面残留刷毛的胶状物检查去毛刺机设备，并按规范操作。除钻污后中和处理不充分表面残留SPANMn化合物检查中和处理工艺时间/SPAN温度/浓度等。各步骤之间水洗不充分特别是除油后水洗不充分表面残留表面活性剂检查水洗能力水量/SPAN水洗时间等。微蚀刻不足，铜表面粗化不充分检查微蚀刻工艺溶液温度/SPA