沉铜和板电工艺培训讲义（PPT35页).ppt

PTH 板电原理讲义 一 沉铜目的及原理 1 目的 使孔壁上通过化学反应而沉积一层0 3um 0 5um的铜 使孔壁具有导电性 通常也称作化学镀铜 孔化 2 原理 络合铜离子 Cu2 L 得到电子而被还原为金属铜 通常是利用甲醛在强碱性环境中所具有的还原性并在Pd作用下面而使Cu2 被还原Cu2 2HCHO 4OH Cu 2HC O Cu Pd 上板 膨松 水洗 水洗 除胶 水洗 回收水洗 预中和 水洗 中和 水洗 水洗 除油 水洗 水洗 微蚀 水洗 酸洗 水洗 水洗 预浸 活化 水洗 水洗 加速 水洗 沉铜 水洗 水洗 下板 二 沉铜流程 1 膨松缸 需机械摇摆 循环过滤 作用 使孔壁上的胶渣软化 并渗入树脂聚合后之交处 以降低其键结的能量 使易于进行树脂的溶蚀 药水成份 SW 01 开缸量为40 V V 生产每千尺板需补加SW 01膨松剂6L NaOH开缸量为8g l 生产每千尺板需补加NaOH160g 温度 65 75 时间 6 8min 标准7min 换槽 处理25 35平米 L时即可更换新缸 三 PTH各药水缸成份及其作用 三 PTH各药水缸成份及其作用 2 除胶缸 需空气搅拌 机械搅拌 机械摇摆或循环过滤 作用 利用高锰酸钾的强氧化性 使板在此碱性槽中将已被软化的胶渣及其局部的树脂进行氧化反应 分解溶去 反应方程式 4MnO4 有机树脂 4OH 4MnO42 CO2 2H2O2MnO42 1 2O2 H2O2MnO4 2OH 药水成份 NaOH 开缸量为30 50g L 最佳值为40g L 生产每千尺板需补加NaOH160g KMnO4 开缸量为45 65g L 最佳值为55g L 生产每千尺板需补加KMnO41 6kg 温度 65 85 时间 12 18min 标准为15min 电 三 PTH各药水缸成份及其作用 3 预中和缸 需机械摇摆 作用 先对高锰钾进行一次预清洗 药水成份 1 硫酸 开缸量为1 3 V V 最佳值为2 V V 生产每千尺板需补加硫酸2L 2 双氧水 开缸量为1 3 V V 最佳值为2 V V 生产每千尺板需补加双氧水2 5L 温度 室温 处理时间 1 3min 标准为2min 换槽 每班更换一次 三 PTH各药水缸成份及其作用 4 中和缸 需机械摇摆和循环过滤 作用 清洗残留的高锰酸钾 药水成份 1 N 03A开缸量为20 V V 生产每千尺板需补加N 03A中和剂4L 2 CP级H2SO4开缸时酸当量为1 8 3 6N 最佳值为2 7N生产每千尺板需补加H2SO41 6L 温度 室温 处理时间 3 5min 标准为4min 换槽 处理8 10平米 L时即可更换新缸 5 整孔 又名除油 需机械摇摆和循环过滤 作用 清洁和调整电荷的碱性整孔剂 能有效去除板面上的油脂 氧化物及粉尘 药水成份 CD 120 开缸8 12 最佳值10 控制0 1N 生产每千尺需补加CD 120整孔剂1L 温度 60 70 处理时间 5 8min 标准6min 换槽 生产20 30平米 L或铜含量高于1g l时就应更重开新缸 三 PTH各药水缸成份及其作用 6 微蚀缸 又名粗化 作用 清洁 粗化铜面 确保基材与铜的结合力 药水成份 1 双氧水开缸量为3 5 最佳值为4 生产每千尺板需补加双氧水4L 2 H2SO4开缸量为4 6 V V 最佳值为5 V V 生产每千尺板需补加H2SO42L 温度 25 35 处理时间 1 3min 标准2min 微蚀速率 1 2um min换槽 铜离子 25g L时重新开缸 三 PTH各药水缸成份及其作用 8 预浸缸作用 为了不让板带任何杂质污物进入的钯缸 也防止带入太多的水量 而导致发生意外的局部水解 以保护钯缸 药水成份 1 PD 130A开缸量为220g L 生产每千尺需补加PD 130A2 5kg 温度 室温时间 0 5 2min 标准为1min 换槽 生产20 30平米 L时就应更重开新缸 三 PTH各药水缸成份及其作用 9 活化缸 一 需机械搅拌和循环过滤 作用 在孔壁上布满负电性的钯胶团 药水成份 1 PD 130A开缸量为220g L 生产千尺由分析需要时补加 2 AT 140A开缸量为1 8 生产每千尺补加0 5L 三 PTH各药水缸成份及其作用 9 活化缸 二 需机械搅拌和循环过滤 温度 35 44 处理时间 5 8min 标准6min 反应方程式 PdCl2 SnCl2 PdSnCl4 中间态 PdSnCl4 变成绿色锡离子PdSnCl4 6PdCl2 SnPd7Cl16 催化剂 负反应 Pd2 Sn2 Pd0 Sn4 在酸液及氯离子保护下 才能稳定 Sn4 9H2O H2SnO3 6H2O 4H 不能带入水 否则会水解 三 PTH各药水缸成份及其作用 锡酸 10 一 加速缸 需机械摇摆和循环过滤 作用 将钯胶体已完美附着在孔壁基材上的皮膜及铜面上的部分附着层 对其胶体内外皮进行一种 剥壳剥皮 的动作 令其露出胶体中心的钯来 使能与下一站的化学铜进行镀铜反应 药水成份 AC 150开缸量为15 V V 生产每千尺需补加AC 1502 5L 温度 室温处理时间 1 3min 标准2min 换槽 生产20 30平米 L时就应更重开新缸 三 PTH各药水缸成份及其作用 三 PTH各药水缸成份及其作用 11 一 化学薄铜缸 需机械摇摆 空气搅拌和循环过滤 作用 在孔壁上镀上一层铜 为后面电镀做准备 药水成份 1 CU 160M开缸量为8 V V 2 CU 160A开缸量为7 V V CU 160A标准添加量为2 0L 10平米 3 CU 160B开缸量为7 V V CU 160B标准添加量为2 0L 10平米 其它成份控制范围内 1 Cu2 1 6 2 2g L 标准 1 8g L 2 NaOH9 14g L 标准 11g L 3 HCHO5 7g L 标准 6g L 温度 25 30 处理时间 12 18min 标准15min 三 PTH各药水缸成份及其作用 12 一 化学铜缸 需机械摇摆 空气搅拌和循环过滤 化学反应方程式 1 正反应 Pd催化及碱性条件下 甲醛分离 解 下 氧化 而产生甲酸根阴离子HCHO OH H2 HCOO 甲酸 接着是铜离子被还原Cu2 H2 2OH Cu 2H2O Pd 12 二 化学铜缸 需机械摇摆 空气搅拌和循环过滤 最后 所镀出的化学铜层又可作为自我催化的基地 Cu2 又在此已催化的基础上被电子还原成金属铜 如此不断 直至减弱H C H OH H C H H C OH H Cu2 2H Cu 2 负反应 三 PTH各药水缸成份及其作用 催化 OH O 12 三 化学铜缸 需机械摇摆 空气搅拌和循环过滤 2Cu2 HCHO 5OH Cu2O HCOO 3H2O 康尼查罗 反应2HCHO NaOH HCOONa CH3OH生成甲酸 甲醇 甲醇可使Cu2 Cu Cu2O 2Cu 2OH Cu2O H2O Cu Cu2 2OH 2Cu 2Cu2 Cu 氧化亚铜沉淀 H2O4 三 PTH各药水缸成份及其作用 A 铜离子Cu2 浓度化学镀铜速率随镀液中Cu2 离子浓度增加加快 当硫酸铜含量为10g L以下时 几乎是成正比例增加 当硫酸铜含量超过12g l以后化学镀铜速率不再增加反而会造成副反应增加 使化学镀铜液不稳定 B 络合剂影响化学镀铜速率最关键的因素是络合剂的化学结构 C 还原剂浓度甲醛在镀液中含量的增加甲醛的还原电位升高 甲醛的浓度控制在意8 10ml l 四 影响化学铜速率的因素 D PH化学镀铜反应在有一定的PH值条件下才能产生 由于不同的络合剂对铜的络合常数不同 而且络合常数随溶液的PH而变化 铜离子的氧化电位也有所差别 这种差别造成了化学镀铜反应所需要的PH值也不同 PH值增加化学铜速率加快 在PH为12 5时沉积速率最快 而且化学镀铜层外观最好 E 添加剂 稳定剂 添加剂具有稳定化学镀铜液的作用 F 温度提高化学镀铜液的温度可以提高化学镀铜速率 G 溶液搅拌化学镀铜过程中快速激烈的搅拌能提高沉积速率 四 影响化学铜速率的因素 五 沉铜常见问题产生原因及解决方法 孔粗产生原因 1 钻孔引起的 前工序漏波 2 除胶过度引起 3 铜缸沉积速度过快 使孔墙结铜渣 解决方法 1 控制来料 及时知会钻孔工序作出改善 2 调整除胶各缸参数 如除胶温度 浓度 时间等是否在MEI要求范围内 3 知会ME调整铜缸各参数达到最佳值 五 沉铜常见问题产生原因及解决方法 背光不良产生原因 1 钻孔引起的焦体物被附在孔墙上 2 沉铜拉各缸均有不同程度会产生背光不良解决方法 1 知会钻孔工序改善 2 知会ME跟拉人员及时处理 达到生产实际生产要求 五 沉铜常见问题产生原因及解决方法 孔无铜产生原因 1 钻孔钻屑塞孔引起的孔无铜 2 沉铜拉各缸本身杂质塞孔引起的孔无铜 3 摇摆 气震异常等机器故障产生的 4 员工操作引起的 解决方法 1 知会钻孔工序及时作出改善 2 按MEI做好保养 3 生产时多巡拉发现异常及时知会维修人员处理 4 上板时做不叠板 保证板与板之间分开并在存板车内不存气泡 存板时间不能过长 4小时内板电完 板电原理讲义 一 电镀基础理论 1 法拉第一定律 在溶液中进行电解 电镀 时 阴极上所沉积出的重量 或阳极上所溶解掉的重量 与溶液中所通的电量成正比 2 法拉第第二定律 在不同的电解液中 因相同电量所沉积出不同的金属重量 或溶解的重量 与其化学当量成正比 二 板电的目的及流程 1 目的 加厚孔内镀铜层使导通良好 2 流程 上板 除油 水洗 水洗 酸浸 镀铜 水洗 水洗 下板 炸棍 水洗 水洗 下一循环 1 除油缸药水成份 AC C22A酸性清洁剂开缸量为10 V V 生产每千尺板需补加AC C22A2L作用 清除板面之氧化层及油污 保证板面清洁 温度 20 30 处理时间 3 5min 标准4min 换槽 当Cu2 2g L或处理8 10平米 L时需重新开缸 二 板电药水缸成份及其作用 2 酸浸药水成份 H2SO4 96 2 5 V V 作用 减轻前处理清洗不良对镀铜溶液之污染 并保持镀铜溶液中硫酸含量之稳定 温度 常温处理时间 1 3min 标准2min 二 板电药水缸成份及其作用 3 镀铜缸药水成份 CuSO4 5H2O 60 80g L 最佳值70g L H2SO4 170 220g L 200g L CL 40 80ppm 60ppm CB 203B酸性铜光光泽剂 3ml L温度 18 30 控制值24 处理时间 根据客户实际需要决定 二 板电药水缸成份及其作用 1 硫酸铜 供给液铜离子的主源 2 硫酸 导电及溶解阳极的功用 AR级的纯H2SO4 3 氯离子 有助阳极的溶解及光泽剂的发挥功能 使阳极溶解均匀 镀层平滑光泽 4 阳极 须使用含磷0 02 0 06 的铜块 球 其面积最好为阴极的两倍 正常阳极膜是黑色的 不正常的情况有 棕色 含磷不够 银灰色 氯离子太多 灰色 有机污染 红棕色 若确知磷含量是对的 则可能是硫酸含量太高 液温太低或阳极太少 使铜未能氧化至二价之黑色氧化铜 而只到棕色的氧化亚铜 这表明阳极电流密度太高 应增加阳极 降低电流密度 二 板电各药水成份及设备的作用 5 添加剂 增加铜层的延长性 细晶 光泽 整平的功能 a 载运剂 Carrier 抑制电镀积电流 提高分布力 成份常是碳氧化键高分子化合物 b 光泽剂 Brigtheren 镀后光泽 结晶颗粒细密 改善镀层的物理性 同时影响镀铜沉积速率 成份是有机硫或氮的化合物 二 板电各药水成份及设备的作用 c 平整剂 Leveller 为低电流区的光泽剂 对于轻微的孔壁不良 有整平作用 本司所使用的为CB 203B酸性铜光泽剂是三者合一型 操作时方便简单 6 过滤 使镀液流动 使游离杂物被滤掉 7 打气 为了搅拌溶液降低阳极膜的厚度 加速铜离子的补充 更可以帮助光泽剂的发挥作用 8 温度 20 25 过高使添加剂裂解 过低导电不良 效率降低 二 板电各药水成份及设备的作用 1 一次电流分布 电极没有极化和其他干扰因素存在下的电流分布 影响因素 电极的形状 大小 导电性 电极的相对位置 镀液的界面 镀件与镀槽的距离 遮蔽物 窃镀装置 辅助阴极 2 二次电流分布 电镀过程中 由于电极产生极化 使局部实际电流分布与一次电流分布的状态不同 这种改变后的分布状态称为二次电流分布 影响因素 温度 搅拌 电流密度 三 影响电路板镀铜的因素 1 降低硫