化学沉铜原理及异常PPT学习课件

1、1.PTH介绍介绍 2.化学沉铜原理介绍化学沉铜原理介绍 3.化学沉铜异常及处理化学沉铜异常及处理 牛牛文库文档分享 牛牛文库文档分享 黑孔(Black Hole)+电镀 化学沉铜+电镀 牛牛文库文档分享 化学沉铜化学沉铜原理原理介绍介绍 牛牛文库文档分享 膨松膨松除胶渣除胶渣中和中和 Desmear 调整调整清洁清洁调整剂调整剂微蚀微蚀 预浸预浸活化活化加速加速化铜化铜 PTH 牛牛文库文档分享 NaOH 20g/l 已二醇乙醚已二醇乙醚30/l 已二醇已二醇2g/l 水水其余其余 温度温度60-80 时间时间5min 牛牛文库文档分享 功能：利用溶剂膨松软化树脂胶渣功能：利用溶剂膨松软化树

2、脂胶渣 原理：环氧树脂是高聚形化合物，具有优良的耐蚀性。其腐蚀形原理：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）。根据溶解作用，其凹蚀作用是十分明显的）。根据“相似相溶相似相溶”的经的经 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（子结构（R-O-RR-O-R），所以对环氧树脂有一定的溶解性。因为醚），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

3、以在水中有一定的溶解性。因此，常用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。水溶性的醚类有机物作为去钻污的溶胀剂。 注意点注意点: :溶胀液中的氢氧化钠含量不能太高，否则，会破坏氢键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。缔合，使有机链相分离。 牛牛文库文档分享 NaOH35g/l KMnO455g/l NaCIO 0.5g/l 温度温度75 时间时间10min 牛牛文库文档分享 功能：利用功能：利用KMnOKMnO4 4的强氧化性的强氧化性, ,在高温及强碱条件下与树脂发生化学反应在高温及强碱条件下与树脂发

4、生化学反应, ,使使 其分解溶去。其分解溶去。 原理：原理：在高温碱性条件下，高锰酸钾使环氧树脂碳链氧化裂解：在高温碱性条件下，高锰酸钾使环氧树脂碳链氧化裂解： 4MnO4MnO4 4- -C C环氧树脂环氧树脂4 4OHOH- -4MnO4MnO4 42- 2- COCO2 2 2H2H2 2O O 同时，高锰酸钾发生以下副反应：同时，高锰酸钾发生以下副反应： 4MnO4- +40H- = 4MnO42- + O2(g) + 2H2O4MnO4- +40H- = 4MnO42- + O2(g) + 2H2O MnO42- MnO42-在碱性介质中也发生以下副反应：在碱性介质中也发生以下副反应

5、： MnO42- + 2H2O + 2e- = MnO2(s) + 40H- MnO42- + 2H2O + 2e- = MnO2(s) + 40H- NACIO NACIO作为高锰酸钾的再生剂，主要是利用其强氧化性作为高锰酸钾的再生剂，主要是利用其强氧化性 使使MnO42-MnO42-氧氧 化为化为MnO4-MnO4- 牛牛文库文档分享 H2SO4100mL/l NaC2O4 30g/l 温度温度 40-50 时间时间 5-7 min 牛牛文库文档分享 功能：除去残存在板面及孔壁死角处的功能：除去残存在板面及孔壁死角处的MnO2和高锰酸盐。和高锰酸盐。 原理：锰离子是重金属离子，它的存在会引

6、起原理：锰离子是重金属离子，它的存在会引起“钯中毒钯中毒”， 使钯离子或原子失去活化活性，从而导致孔金属化的失败。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。因此，化学沉铜前必须去除锰的存在。 在酸性介质中：在酸性介质中： 3MnO42-+4H+ = 2MnO4-+MnO2(s)+2H2O 2MnO4-+5C2O42-+16H+ = 2Mn2+10CO2(g)+8H2O5 C2O42-+MnO2+4H+ = Mn2+2CO2+2H2O 牛牛文库文档分享 成份：清洁成份：清洁- -调整剂调整剂 DIDI水水 功能：除去板面轻微氧化物及轻微污渍功能：除去

7、板面轻微氧化物及轻微污渍, , 对树脂界面活性调整有极好的效果对树脂界面活性调整有极好的效果; ; 直接影响沉铜的背光效果直接影响沉铜的背光效果. . 原理：酸性溶液原理：酸性溶液, ,与氧化物反应而使之溶与氧化物反应而使之溶 去去; ;有机清洁剂，对有机油污具有有机清洁剂，对有机油污具有 溶解作用溶解作用. .整孔性高分子吸附于孔壁表面整孔性高分子吸附于孔壁表面 使孔壁表面显正电性使孔壁表面显正电性. . 牛牛文库文档分享 注意点：注意点： l应根据生产板面积累加来及时补充药品，达到一定产量后，槽液需要更应根据生产板面积累加来及时补充药品，达到一定产量后，槽液需要更 换，重新开缸；换，重新开

8、缸； l过滤系统：一般建议除油槽加装过滤系统，不仅可以有效过滤槽液中的过滤系统：一般建议除油槽加装过滤系统，不仅可以有效过滤槽液中的 粉尘杂质，同时也可有效搅拌槽液，增强槽液对孔壁的清洗调整效果；粉尘杂质，同时也可有效搅拌槽液，增强槽液对孔壁的清洗调整效果； 滤芯一般使用滤芯一般使用510um的的PP滤芯，每小时过滤滤芯，每小时过滤4-6次；次； l板面经除油水洗后，应该没有油污，氧化斑存在，即为除油效果良好；板面经除油水洗后，应该没有油污，氧化斑存在，即为除油效果良好； l板件从除油槽取出时，应注意滴液，尽量减少槽液带出损失，已造成不板件从除油槽取出时，应注意滴液，尽量减少槽液带出损失，已造

9、成不 必要的浪费和增加后清洗的困难度；必要的浪费和增加后清洗的困难度； l除油后水洗要充分，建议采用热水洗后，加除油后水洗要充分，建议采用热水洗后，加1-2道自来水洗；道自来水洗； 牛牛文库文档分享 除胶渣后的孔壁表面 清洁后的孔壁表面 牛牛文库文档分享 H2SO4100mL/l H2O2 80ML/l NH2CH2NH2 10g/l 温度温度 20 30 时间时间 12min 牛牛文库文档分享 功能功能: : 除去铜表面的有机薄膜；除去铜表面的有机薄膜； 微观粗化铜表面。微观粗化铜表面。 原理原理: : Cu Cu+ Cu2+ + Cu2+ 2 2 Cu Cu+ + CuCu+ + + H2

10、O2H2O2 Cu2+ Cu2+2OH-2OH- 牛牛文库文档分享 注意点：注意点： l微蚀槽生产主要是注意时间控制，一般时间在微蚀槽生产主要是注意时间控制，一般时间在1-2分钟左右，时间过短，粗化效果不良，板面分钟左右，时间过短，粗化效果不良，板面 发花或粗化深度不够，沉铜电镀后，铜层结合力不足，易产生起泡脱皮现象；粗化过度，孔发花或粗化深度不够，沉铜电镀后，铜层结合力不足，易产生起泡脱皮现象；粗化过度，孔 口铜基材很容易被蚀掉，形成孔口露基材，造成不必要的报废；另外槽液的温度特别是夏天，口铜基材很容易被蚀掉，形成孔口露基材，造成不必要的报废；另外槽液的温度特别是夏天， 一定要注意，温度太高

11、，粗化太快或温度太低，粗化太慢或不足都会产生上述质量缺陷；微一定要注意，温度太高，粗化太快或温度太低，粗化太慢或不足都会产生上述质量缺陷；微 蚀槽如使用过硫酸盐体系时，铜含量一般控制在蚀槽如使用过硫酸盐体系时，铜含量一般控制在25克克/升以下，铜含量太高，会影响粗化效升以下，铜含量太高，会影响粗化效 果和微蚀速率；另外过硫酸盐的含量应控制在果和微蚀速率；另外过硫酸盐的含量应控制在80120克克/升；升； l微蚀槽在开缸时，应留约微蚀槽在开缸时，应留约1/4的旧槽液，以保证槽液中有适量的铜离子，避免新开缸槽液粗的旧槽液，以保证槽液中有适量的铜离子，避免新开缸槽液粗 化速率太快，过硫酸盐补充应按化

12、速率太快，过硫酸盐补充应按50平米平米/36公斤来及时补充；另外微蚀槽负载不宜过大，公斤来及时补充；另外微蚀槽负载不宜过大， 亦即开缸时应尽量开大些，防止槽液因负载过大而造成槽液温度升高过快，影响板面粗化效亦即开缸时应尽量开大些，防止槽液因负载过大而造成槽液温度升高过快，影响板面粗化效 果；果； l板面经微蚀处理后，颜色应为均匀粉红色；否则说明除油不足或除油后水洗不良或粗化不良板面经微蚀处理后，颜色应为均匀粉红色；否则说明除油不足或除油后水洗不良或粗化不良 （可能是时间不足，微蚀剂浓度太低，槽液铜含量太高等原因造成），应及时检查反馈并处（可能是时间不足，微蚀剂浓度太低，槽液铜含量太高等原因造成

13、），应及时检查反馈并处 理；理； l板件从水洗槽进入微蚀槽应注意滴水，尽量减少滴水带入，造成槽液稀释和温度变化过大，板件从水洗槽进入微蚀槽应注意滴水，尽量减少滴水带入，造成槽液稀释和温度变化过大， 同时板件从微蚀槽取出时，也应注意滴液时间充分；同时板件从微蚀槽取出时，也应注意滴液时间充分； 牛牛文库文档分享 牛牛文库文档分享 主要成分：主要成分： HCL 、SnCL2 aq 比重：比重： 1.120-1.150 温度：温度： 常温常温 时间：时间： 1-2 min 牛牛文库文档分享 功能功能: :防止板子带杂质污物进入昂贵的钯槽防止板子带杂质污物进入昂贵的钯槽; ;防止板面太多的水带入钯槽而导

14、致局部水解；防止板面太多的水带入钯槽而导致局部水解； 预浸槽与活化槽除无钯之外预浸槽与活化槽除无钯之外, ,其它成份完全一致；其它成份完全一致； 牛牛文库文档分享 注意点：注意点： l预浸液维护主要是槽液的比重和盐酸含量；槽液的比重主要取决于预浸液维护主要是槽液的比重和盐酸含量；槽液的比重主要取决于 亚锡离子和氯离子的含量，盐酸主要是防止亚锡离子的水解和清洗亚锡离子和氯离子的含量，盐酸主要是防止亚锡离子的水解和清洗 板面氧化物；板面氧化物； l预浸槽槽液一般按生产板平米数来添加更换，有时也用铜含量作为预浸槽槽液一般按生产板平米数来添加更换，有时也用铜含量作为 参考控制项目，一般铜含量控制在参考

15、控制项目，一般铜含量控制在1克克/升以下；开缸时多采用预浸升以下；开缸时多采用预浸 液原液开缸，补充时采用预浸盐；液原液开缸，补充时采用预浸盐； l板件从水洗槽取出进入预浸槽前，应注意减少滴水带入，以免稀释板件从水洗槽取出进入预浸槽前，应注意减少滴水带入，以免稀释 预浸液，降低槽液酸度，造成亚锡水解，槽液变混浊，同时也会污预浸液，降低槽液酸度，造成亚锡水解，槽液变混浊，同时也会污 染活化槽；板件经预浸槽后直接进入活化槽；染活化槽；板件经预浸槽后直接进入活化槽； 牛牛文库文档分享 成分：成分： SnCL2 .2H2O、PdCL2、HCL、 H2O SnCL2 : 3-12g/l Pd含量含量 :

16、 100-160ppm 比重比重 : 1.135-1.195 Cu2+1500PPM 温度温度 : 40-48 时间时间 : 5-7 min 牛牛文库文档分享 成份成份:SnCl:SnCl2 2 PdCl PdCl2 2 DI DI水水 功能功能/ /原理原理: :表面显负电性的钯胶团由表面显负电性的钯胶团由 于整孔性高分子的作用附着在孔壁于整孔性高分子的作用附着在孔壁, ,经经 后续加速，最终使后续加速，最终使PdPd沉于孔壁。沉于孔壁。 Pd2+2Sn 2+ (PdSn2)6+ (PdSn2)6+ Pd+Sn4+Sn2+ Pd+nSn2+3nCl- Pd(SnCl3)nn- 牛牛文库文档分

17、享 注意点：注意点： l钯槽使用寿命较长，维护良好时，可使用钯槽使用寿命较长，维护良好时，可使用3-5年，槽液年，槽液100升升 一般按一般按50平米补加约平米补加约200-300毫升胶体钯毫升胶体钯; l钯缸应加装过滤系统，注意过滤系统预槽液接触处均应无金属钯缸应加装过滤系统，注意过滤系统预槽液接触处均应无金属 存在，否则槽液会腐蚀金属，继而污染钯缸，造成钯缸报废和存在，否则槽液会腐蚀金属，继而污染钯缸，造成钯缸报废和 生产板的质量问题；生产板的质量问题； l活化后水洗要充分，减少板面污染；板面水洗后，颜色应均匀，活化后水洗要充分，减少板面污染；板面水洗后，颜色应均匀， 无明显孔口流液痕迹；

18、无明显孔口流液痕迹； 牛牛文库文档分享 牛牛文库文档分享 HBF4 5g/l CH3BH40.5g/l 温度温度 20-30 时间时间 4-5 min 牛牛文库文档分享 功能功能: :剥去剥去PdPd外层的外层的SnSn4+ 4+外壳 外壳, ,露出露出PdPd金属金属, ,清除松散不实的清除松散不实的 钯团或钯离子钯团或钯离子原子等。原子等。 原理原理: :钯胶团粘附的板子钯胶团粘附的板子, ,在经水洗在经水洗, ,在鼓气的作用下在鼓气的作用下,Pd,Pd粒外粒外 会形成会形成Sn(OH)Sn(OH)4 4外壳外壳. .通过通过HBF4HBF4型加速剂使型加速剂使SnClSnCl2 2、 、

19、Sn(OH) Sn(OH)4 4、 、 Sn(OH)ClSn(OH)Cl2 2等除去。等除去。 SnCl2+2HBF4 Sn(BF4)2+2HCl Sn(OH)4+4HBF4 Sn(BF4)4+4H2O Sn(OH)Cl+2HBF4 Sn(BF4)2+HCl+H2O 牛牛文库文档分享 注意点：注意点： l解胶液主要是控制槽液浓度，时间控制在解胶液主要是控制槽液浓度，时间控制在5 5分钟左右，冬天应注意分钟左右，冬天应注意 温度控制；温度控制； l解胶液的更换一般也按生产板的平米数添加更换，除此之外，解胶解胶液的更换一般也按生产板的平米数添加更换，除此之外，解胶 液的铜含量也作为一个参考监测项目

20、，铜含量一般控制在液的铜含量也作为一个参考监测项目，铜含量一般控制在0.70.7克克/ /升升 以下；以下； l板件从水洗进入解胶槽或从解胶槽取出时应注意滴水充分，保证槽板件从水洗进入解胶槽或从解胶槽取出时应注意滴水充分，保证槽 液和生产的稳定性；板面水洗后，颜色应均匀，无明显孔口流液痕液和生产的稳定性；板面水洗后，颜色应均匀，无明显孔口流液痕 迹；迹； 牛牛文库文档分享 牛牛文库文档分享 CU2+ 2.5-3.5g/l NaOH 9-13g/l HCHO 2.5-5g/l EDTA 3040g/l 稳定剂少量稳定剂少量 沉铜速率沉铜速率 12-20u”(薄铜薄铜) 背光级数背光级数 8 温度

21、温度 30-38 时间时间 20min 牛牛文库文档分享 功能功能: :在钯的催化作用下被甲醛还原而沉于钯上在钯的催化作用下被甲醛还原而沉于钯上. . 原理原理: : CuSOCuSO4 4+2HCHO+4NaOHCu+NaSO+2HCHO+4NaOHCu+NaSO4 4+2HCOONa+2H+2HCOONa+2H2 2O+HO+H2 2 1.1.电子的形成电子的形成: : HCHO+OHHCHO+OH- -HH3 3COOCOO- - H H3 3COOCOO- -+OH+OH- - HCOOHCOO- -+H+H2 2O+HO+H- - H H- -HH0 0+e+e- -( (在在PdP

22、d的导电作用下的导电作用下) ) 2.2.钯表面起始反应钯表面起始反应: :Pd+2ePd+2e- -+Cu+Cu2+ 2+ Pd-Cu Pd-Cu Pd-Cu+2ePd-Cu+2e- -+Cu+Cu2+ 2+Pd-Cu+Cu Pd-Cu+Cu 3. 3.自我催化反应自我催化反应: :CuCu0 0+2e+2e- -+Cu+Cu2+ 2+ Cu Cu0 0+Cu+Cu0 牛牛文库文档分享 注意点注意点: : l沉铜槽主要是添加补充铜、甲醛、氢氧化钠，各组分应该均衡添加，以防槽液比例失调沉铜槽主要是添加补充铜、甲醛、氢氧化钠，各组分应该均衡添加，以防槽液比例失调 l沉铜槽药水一般是溢流或定期舀出

23、部分废液，按生产平米数及时补充新液即可；沉铜槽药水一般是溢流或定期舀出部分废液，按生产平米数及时补充新液即可； l沉铜槽应保持连续的空气搅拌，要加装过滤系统，使用沉铜槽应保持连续的空气搅拌，要加装过滤系统，使用10um10um的的PPPP滤芯，每周应及时更换滤芯；滤芯，每周应及时更换滤芯； l应定期清洗沉铜槽内的析铜，否则会造成槽液的稳定性变差，清洗时可用废旧微蚀液浸泡干净铜后，应定期清洗沉铜槽内的析铜，否则会造成槽液的稳定性变差，清洗时可用废旧微蚀液浸泡干净铜后， 再水洗干净，防微蚀剂污染沉铜槽；清洗时，应将槽液倒入干净的备用槽内，并保持轻微空气搅拌；再水洗干净，防微蚀剂污染沉铜槽；清洗时，

24、应将槽液倒入干净的备用槽内，并保持轻微空气搅拌； l不生产时，槽液只要保持轻微空气搅拌即可；生产时空气搅拌液不宜太大，否则甲醛会挥发，槽液不生产时，槽液只要保持轻微空气搅拌即可；生产时空气搅拌液不宜太大，否则甲醛会挥发，槽液 稳定性差，同时车间环境也会变差；稳定性差，同时车间环境也会变差； l沉铜液在长期停置不生产时，应该做报废处理；同时，沉铜液沉铜液在长期停置不生产时，应该做报废处理；同时，沉铜液100100升的槽体积在生产升的槽体积在生产30003000平米左右平米左右 应重新开缸配槽；应重新开缸配槽； l沉铜后板件应水洗干净，然后放入沉铜后板件应水洗干净，然后放入2%2%的稀硫酸液浸泡；

25、主要是除去化学铜与电镀铜之间的结合力的稀硫酸液浸泡；主要是除去化学铜与电镀铜之间的结合力； 牛牛文库文档分享 1 1. 维持持续的空气搅拌维持持续的空气搅拌( (防止防止CUCU+ +歧化）歧化） 2. 2. 连续过滤连续过滤 3. 3. 定期清洗铜缸及挂架定期清洗铜缸及挂架 4. 4. 维持槽液含量的稳定，通常使用自动加药器维持槽液含量的稳定，通常使用自动加药器 牛牛文库文档分享 牛牛文库文档分享 沉铜异常处理沉铜异常处理 牛牛文库文档分享 沉铜异常处理沉铜异常处理 沉铜主要异常是孔内无铜沉铜主要异常是孔内无铜, ,造成层间造成层间 无法导通无法导通. . 牛牛文库文档分享 孔无铜常见异常处

26、理孔无铜常见异常处理 牛牛文库文档分享 孔无铜常见异常处理孔无铜常见异常处理 牛牛文库文档分享 孔无铜常见异常处理孔无铜常见异常处理 牛牛文库文档分享 牛牛文库文档分享 功能：利用溶剂膨松软化树脂胶渣功能：利用溶剂膨松软化树脂胶渣 原理：环氧树脂是高聚形化合物，具有优良的耐蚀性。其腐蚀形原理：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）。根据溶解作用，其凹蚀作用是十分明显的）。根据“相似相溶相似相溶”的经的经 验规律，醚类有机物一般极性较弱

27、，且有与环氧树脂有相似的分验规律，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（子结构（R-O-RR-O-R），所以对环氧树脂有一定的溶解性。因为醚），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。水溶性的醚类有机物作为去钻污的溶胀剂。 注意点注意点: :溶胀液中的氢氧化钠含量不能太高，否则，会破坏氢键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。缔合，使有机链相分离。 牛牛文库文档分享 功能：利用功能：利用KMn

28、OKMnO4 4的强氧化性的强氧化性, ,在高温及强碱条件下与树脂发生化学反应在高温及强碱条件下与树脂发生化学反应, ,使使 其分解溶去。其分解溶去。 原理：原理：在高温碱性条件下，高锰酸钾使环氧树脂碳链氧化裂解：在高温碱性条件下，高锰酸钾使环氧树脂碳链氧化裂解： 4MnO4MnO4 4- -C C环氧树脂环氧树脂4 4OHOH- -4MnO4MnO4 42- 2- COCO2 2 2H2H2 2O O 同时，高锰酸钾发生以下副反应：同时，高锰酸钾发生以下副反应： 4MnO4- +40H- = 4MnO42- + O2(g) + 2H2O4MnO4- +40H- = 4MnO42- + O2(

29、g) + 2H2O MnO42- MnO42-在碱性介质中也发生以下副反应：在碱性介质中也发生以下副反应： MnO42- + 2H2O + 2e- = MnO2(s) + 40H- MnO42- + 2H2O + 2e- = MnO2(s) + 40H- NACIO NACIO作为高锰酸钾的再生剂，主要是利用其强氧化性作为高锰酸钾的再生剂，主要是利用其强氧化性 使使MnO42-MnO42-氧氧 化为化为MnO4-MnO4- 牛牛文库文档分享 H2SO4100mL/l H2O2 80ML/l NH2CH2NH2 10g/l 温度温度 20 30 时间时间 12min 牛牛文库文档分享 注意点：注意点： l解胶液主要是控制槽液浓度，时间控制在解胶液主要是控制槽液浓度，时间控制在5 5分钟左右，冬天应注意分钟左右，冬天应注意 温度控制；温度控制； l解胶液的更换一般也按生产板的平米数添加更换，除此之外，解胶解胶液的更换一般也按生产板的平米数添加更换