镀铜工艺流程说明

.,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,.,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13m,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,.,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,.,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,.,去钻污,去钻污量0.10.3m,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-,.,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,.,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,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+Na2S2O8CuSO4+Na2SO4,Cleaner,AfterDesmear,Soft-etching0.51.5m,.,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,.,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0.51.0m,.,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)CuSO45H2O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+3H2OCu0+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,.,脉冲电镀,直流电镀,剥离状态,Cu2+2e-Cu,Cu2+2e-Cu,CuCu2+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,.,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=20mPNP2#线镀厚=22.3m,.,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,.,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,.,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,.,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