镀铜工艺流程说明 PPT课件VIP

电镀定义 电镀 electroplating 是 电沉积的过程 electrodepos itionprocess 是利用电极 electrode 通过电流 使金属附着于物体表面上 其目的是改变物体表面状态 特性 尺寸等 电镀目的 孔内镀铜 导通电路 1 基板 标准式样 板厚1 0mm 通孔径0 30mm激光孔径100 120um 深60 70um要求镀铜厚度孔内13 m FVSS基板激光孔径75um 深60 70um要求镀铜厚度凹陷量20um以下 基板镀孔式样 2 化学镀铜工程 电镀铜 清洗 预浸 弱蚀刻 活化 还原 化学镀铜 电镀铜工程 Cleaner 酸浸渍 流程 溶胀 去钻污 中和 PNP1 线 PNP2 线 化学铜后 电镀铜后 3 目的 溶胀环氧树脂 使其软化 为高锰酸钾去钻污作准备 药液 溶胀液 NaOH反应 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 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 溶胀 4 去钻污 去钻污量0 1 0 3 m 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 药液 高锰酸钾 NaOH反应 高锰酸钾是一种强氧化剂 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 2H2O同时 高锰酸钾发生以下副反应 4MnO4 40H 4MnO42 O2 2H2OMnO42 在碱性介质中也发生以下副反应 MnO42 2H2O 2e MnO2 40H 5 目的 去除高锰酸钾去钻污残留的高锰酸钾 锰酸钾和二氧化锰反应 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 2H2O2MnO4 5C2O42 16H 2Mn2 10CO2 8H2OC2O42 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 中和 6 孔壁电荷 环氧树脂表面吸附到一层均匀负性的有机薄膜 中和表面電位 提高表面吸附性 洗浄表面 清洗 弱蚀刻 1 去除铜表面有机薄膜 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 2 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 主要反应 Cu Na2S2O8 CuSO4 Na2SO4 Cleaner AfterDesmear Soft etching0 5 1 5 m 7 Activator Predip 由于活化液的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 为形成化学沉铜所需的活化中心做准备 预浸 活化 还原 Reducer Pd Pd Pd Pd Pd Pd Pd Pd Pd2 必须转化为 d单质才具有催化活性 引发沉铜反应的产生 8 Electro lesscopperplate Pd Pd Pd Pd Pd Pd Pd Pd Cu H2 Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu Cu H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 Pd Pd Pd Pd Pd Pd Pd Pd HCHO HCOO HCHO HCHO HCHO HCHO HCHO HCOO HCOO HCOO 以Pd为媒介在基板銅表面和孔内进行还原反应 进行化学镀铜 化学镀铜0 5 1 0 m 9 基板的孔壁上形成Pd的活化中心 这是化学沉铜的先决条件 1 CuSO4 5H2O主要反应物 2 HCHO主要反应物 3 NaOH氧化还原速度的控制 基本组成 EDTA 乙二胺四醋酸罗谢尔盐 酒石酸钾钠 络合剂 微量的稳定剂主要控制溶液的稳定性 添加剂 主反应 Cu2 2HCHO 4OH Cu 2HCOO 2H2O H2 副反应 铜的不均化反应2Cu2 HCHO 5OH Cu2O HCOO 3H2OCu2O 3H2O Cu0 Cu2 2OH 金属铜粒子进行分解 反应2HCOO 2OH HCOO CH3OH 不纯物的蓄积 Pd OH 化学镀铜 10 脉冲电镀 直流电镀 剥离状态 Cu2 2e Cu Cu2 2e Cu Cu Cu2 2e 高电位部 表层 肩 镀铜厚 低电位部 孔内 镀铜薄 高电位部 表层 肩 镀铜薄 低电位部 孔内 镀铜厚 高电位部 低电位部 电镀铜 时间比例镀 剥 78 2电流比例镀 剥 1 3 11 极间距离75mm 极间距离75mm 极间距离8mm 极间距离8mm 端面厚 均一 含P铜球 含P铜球 电镀铜 脉冲电镀 直流电镀 PNP1 线镀厚 20 mPNP2 线镀厚 22 3 m 12 基板 搬送方向 进行各自的电流密度的设定影响基板表面的镀铜均一性 面内均一性改善 脉冲电镀的阳极 电镀铜 13 本槽 Rectifier Anode Cathode Anode Anode Fe2 Fe3 e 100 Cathode Cu2 2e Cu0 90 95 电流效率 Fe3 e Fe2 5 10 流量的控制 电解Fe3 的还原反应 流量的控制电流的控制 Cu Fe3 Cu2 Fe2 Fe3 e Fe2 溶解槽 还原槽 电镀铜 14 TH孔不良 1 堵孔 2 化学铜未析 研磨材堵孔 化学铜堵孔 其他异物堵孔 15 Via孔不良 1 A Mode 异物 产生原因 1 镀铜前有异物堵塞孔 影响了镀铜的正常进行2