PTH化学沉铜PP板面电镀ppt课件

1、電鍍一銅報告電鍍一銅報告FOR PTH 部分）部分）Compeq Manufacturing Co,. Ltd.Product&Process R&D Department電鍍系列報告 ITEM一序一序二流程概述二流程概述三組成特性分析三組成特性分析四一般現象及原因分析四一般現象及原因分析五五SummarySummary 序序 電鍍是通過電子的轉移電鍍是通過電子的轉移(電化學方法電化學方法)把金屬離子把金屬離子還原而沉積在被鍍件表面，形成一層均勻，光亮的表還原而沉積在被鍍件表面，形成一層均勻，光亮的表層，電鍍是層，電鍍是PCB/五金行業的重要制程，特別在五金行業的重要制程，特別

2、在PCB行業中，是所有制程的核心，其品質直接影響到信賴行業中，是所有制程的核心，其品質直接影響到信賴度覆蓋力、結合力、上錫、熱油等的好壞。電鍍度覆蓋力、結合力、上錫、熱油等的好壞。電鍍一般分為一銅一般分為一銅/二銅，兩者在反應機理生產條件有所二銅，兩者在反應機理生產條件有所差異，一銅差異，一銅PTH部分以活性物質為載體部分以活性物質為載體,主要目的主要目的在非金屬表面在非金屬表面(孔內孔內)鍍上一層大約鍍上一層大約10-100u”(三種方式三種方式)厚度的化銅，目前我們公司采用薄銅，厚度在厚度的化銅，目前我們公司采用薄銅，厚度在7-12u”。流程概述流程概述金屬化學穿孔金屬化學穿孔 (P-T-

3、H)過程過程 Cuposit清潔清潔-調整劑調整劑233 Preposit微飾劑微飾劑746 Cataprep 404 Cataposit 44 Cuposit加速劑加速劑19，19E Cuposit化學銅化學銅328 Electroposit電鍍銅電鍍銅 主要流程如右圖所示PTH主要流程為2-7，目前廠內制程能力為7.9mil以上，下面詳細論述。V-desmearDeburr詳細流程NO.工序化學品時間溫度1清潔調整劑Cleaner Conditioner 2336min50+/-3度2水洗*25minRT3酸洗Sulfuric acid2minRT4水洗*25minRT5微飾Circupo

4、sit Etch 746W2min33 +/-2度6水洗*25minRT7預浸Cataprep 4041min35 +/-3度8活化Cataposit 444min40 +/-2度9水洗*23minRT10加速Accerlerator 19 or 19E7min25 +/-3度11水洗*22minRT12化學沉銅Circuposit 32813min23 +/-1度組成特性分析組成特性分析C/c233 清潔-調整劑 工作原理固態板材表面活性劑分子層（偶極性分子）工作液親水端，帶正電疏水端，帶負電作用1、能有效地去除線路板表面輕微氧化物及輕微污漬eg.手指印）。 2、整孔功能對環氧樹脂及玻璃界面

5、活性有極好的效果。組成特性分析組成特性分析C/c233 清潔-調整劑之特性優點能除掉輕微的氧化物；微小的污漬；調整環氧樹脂/玻璃層壓板的界面化學作用 Cleaner: 利用液中之 R- -(O CH2CH2)XOH Group促使Surface low down 同時清潔表面 Conditioner: O 利用 C17H35-C-N-(CH2)3-N-(CH2)2-OH+=NO3- Group H 的吸附使孔壁呈正電性，以利Pd/Sn Colloid負電離子團吸附 組成特性分析組成特性分析除膠渣後的孔壁組成特性分析組成特性分析清潔調整劑後的孔壁操作特性1、調整劑的控制直接影響到背光效果，一般的

6、調整劑通過鹼濃度測定控制，我們公司采用的c/c233可直接分析并控制調整劑的含量。2、經c/c233處理後的板子呈土黃色。3、操作時必須具備良好的過濾及恆溫系統。組成特性分析組成特性分析微蝕深度40-80u”(20-30)微蝕後的銅面微蝕微蝕工作原理工作原理A A、過硫酸鹽系列時間、過硫酸鹽系列時間1-2min1-2minCu+ +S2O8(2-) Cu2+ +2SO4(-2)Cu+ +S2O8(2-) Cu2+ +2SO4(-2)B B、硫酸、硫酸H2O2H2O2系列系列746W)746W)CU+H2SO4+H2O2 CUSO4+2H2OCU+H2SO4+H2O2 CUSO4+2H2O作用1

7、、除去板子銅面上的氧化物及其它雜質2、粗化銅表面，增強銅面與電解銅的齒解能力 如果反應不足會形成殘留造成的P.I. 如果反應過度會形成Reverse Etch 或Pink Ring組成特性分析組成特性分析預浸(404) 活化之前有一預活化過程，其槽體組成除了無Pd外，其它完全一致。作用 1、防止板子帶雜質污物進入昂貴的Pd槽 2、防止板面太多的水量帶如Pd槽而導致局部水解 3、進一步降低其孔面的Surface TensionSn2+ + 2H2O SnOH)2+2H+組成特性分析組成特性分析活化(44)1、Pd液中的Pd，是SnPd7Cl16膠團存在的， SnPd7Cl16的產生是PdCl2于

8、SnCl2在酸性環境中經一系列反應而最後產生的。 PdCl2 + SnCl2 PdSnCl4 PdSnCl4 + 6PdCl2 SnPd7Cl16 SnPd7Cl16 Pd6Cl12 + SnCl2 + PdCl22、活化工序就是讓SnPd7Cl16附著在金屬孔壁表面形成進一步反應的據點。(Pd在化銅槽的作用） 1作為Catalyst吸附H-之主體，加速HCHO的反應 2作為Conductor，以利e-轉移至Cu+2上形成Cu沉積 shipely 44 特點1、無煙.無腐蝕性煙，操作安全。2、對多層板的黑化層沖擊性小。3、極細的離子,使金屬的沉積細而密，鍍層可靠性強4、操作穩定，使用壽命長組成

9、特性分析組成特性分析操作及控制1、維持亞錫與Pd間的精巧平衡不可鼓氣及任何漏氣現象存在。2、控制其處理時間，以防止活化過強及過弱。活化後的孔壁Colloid組成特性分析組成特性分析SnPd7Cl16膠團1、孔壁附著力較好2、膠體小3、對黑色CUO的橫向襲擊減少5-10倍4、含有很少的HCL活化後的孔壁表面組成特性分析組成特性分析預浸與活化差異對比預浸與活化差異對比預浸與活化參數工序使用藥品 開缸濃度 控制項目 控制範圍 過濾加熱器溫度時間預浸c/p 404270g./l比重1.13-1.17 需要Teflon35+/-3度1CU1.5g/l活化c/p 404270g./l比重1.13-1.17

10、 需要Teflon40+/-2度4-6CAT 443%強度80-110%CU2g/l注意比重的控制相當重要，而c/p404與CAT44比重相互維持。活化劑成分比較產品名稱PdCl2（g/l）SnCl2（g/l）備注CATAPOSIT 448190 標準組成CATAPOSIT 4490.25350 用于SnCl2的補充CATAPOSIT 4488100 用于SnCl2的補充防止SnCl2的錫含量升高組成特性分析組成特性分析加速劑的原理加速劑的原理Pd膠團粘附的板子，在經水洗之後，Pd粒之外會形成Sn(OH)4等外殼。反應方程式SnCl2 +2HBF4 SnBF4)2+2HClSn(OH)4+4H

11、BF4 SnBF4)4 +4H2OSnOH)Cl +2HBF4 SnBF4)2+H2O+HCl加速劑的作用加速劑的作用1、剝去Pd外層的Sn+4的外殼，露出Pd金屬Pd2+ +Sn2+ PdO +Sn4+2、清除松散不實的Pd團或Pd離子，原子等.44後水洗不足或浸泡太久會形成Sn+2 Sn(OH)2或Sn(OH)4，此易形成膠體膜。而其本身Sn+4過高也會形成Sn(OH)4，尤其在Pd吸太多時易呈PTH粗糙組成特性分析組成特性分析加速劑後的孔壁表面加速劑是金屬化穿孔過程中的重要步驟，它調節被吸收的催化劑，使化學銅能夠迅速而均勻的層積，促進銅箔與化學銅之間的結合，同時把催化劑帶入的影響減至最低

12、，從而延長化學銅槽液的使用期。因44的Pd吸附在本系統中本身就不易均勻，故19所能發揮的效果就極受限制。除去不足時會產生P.I.，而過長時則可能因為過份去除產生破洞，也是Back_light觀察時會有缺點的原因組成特性分析組成特性分析化學銅化學銅 目前目前CC A/BCC A/B線使用線使用328-2328-2，它具有優良的均勻性和，它具有優良的均勻性和color tunecolor tune，沉沉 積速率穩定。控制簡單。積速率穩定。控制簡單。化學組成化學組成硫酸銅、氫氧化鈉、甲醛、EDTA乙二胺四乙酸二鈉或羅謝爾鹽四水和酒石酸鉀鈉）化學沉銅類型化學沉銅類型a、薄銅: 10-20u”(0.25

13、0.5um如C/P328b、中速銅40-60u”(11.5um如C/P250c、厚化銅80-100u”(22.5um如:C/P251組成特性分析組成特性分析化學銅原理化學銅原理主反應 Cu2+2HCHO+4OH- CuO +H2 +H2O + 2HCOO-副反應2HCHO+4OH- H2 +2e- +H2O+2HCOO-2HCHO+NaOH CH3OH + HCOONaCO2 + OH- HCO3-2Cu2+ HCHO + 5OH- Cu2O+3H2O+CHOO-Cu2O + H2O CuO+Cu2 +2OH-Cu2O + HCHO + OH- 2CuO+H2O+HCOO-化銅槽在鹼性條件下用

14、EDTA作為Chelator，Cu2+ 被還原為化學銅而沉積在孔或者銅的表面，厚度一般為0.25-0.5um組成特性分析組成特性分析化學銅原理化學銅原理1、由於槽液在操作開始缺少H2含量，故其活性可能不夠，而 且改變溫度也易使槽液不穩定。故在操作前一般先以 Dummy boards先行提升活性再作生產，才能達到操作要求2、Bath loading也因上述要求而有極大的影響，太高的Bath loading會造成過度的活化而使槽液不安定。相反的若太低則會因H2的流失而形成沉積速率過低。 3、如果溫度過高23度），NaOH HCHO濃度不當或者Pd+2累積過高都可能造成P.I. 或PTH粗糙的問題操

15、作前注意事項操作前注意事項組成特性分析組成特性分析化學銅原理化學銅原理化學銅層結構化學銅層結構沉積化學銅後的孔壁表面組成特性分析組成特性分析化學銅原理化學銅原理化學銅再加鍍厚之切孔放大圖化學銅再加鍍厚之切孔放大圖背光試驗之放大切孔圖背光試驗之放大切孔圖P.I.顯顯示示較較好好 組成特性分析組成特性分析工序控制項目控制範圍分析頻率清潔調整劑C/C 233調整劑(PPM)含量銅含量PH值400-600PPM9.0一，四四一，四酸洗H2SO43.56.5%一，四微蝕746W746(酸當量）CU2+ H2O2咬蝕速率1.01.8N40g/l7-9%20-30uin/min1次/天1次/天1次/天三，六

16、化學沉銅各工序控制範圍總表化學沉銅各工序控制範圍總表組成特性分析組成特性分析化學沉銅各工序控制範圍總表化學沉銅各工序控制範圍總表工序控制項目控制範圍分析頻率預浸404比重CU2+1.0971.1875g/l=1500PPM=100PPM一，四一，四一，三，五一，四四四加速19NCU2+0.150.3512.147-122次/天1次/天1次/天1次/天四1次/班一般現象及原因分析一般現象及原因分析問題工藝發生原因故障表現排除故障的要點A.孔內無銅1、鑽孔1）碎屑2）孔內裂縫鑽頭碎屑被電鍍厚脫落溶液滲如裂縫內，引致水洗不足檢查鑽頭條件2、V-desmear1)處理過度2)中和不充分樹脂部分變成海綿

17、狀，引起水洗不良和電鍍層脫落。Mn殘渣因為水洗不足厚滲出。膨潤，蝕樹脂工藝的檢查檢查中和工藝，時間/溫度/濃度一般現象及原因分析一般現象及原因分析問題工藝發生原因故障表現排除故障的要點A.孔內無銅3、前處理工藝1)調整不足2）在催化工藝時吸附量降低3）加速劑處理過渡4）水洗不充分5）氣泡藏在孔內Pd/Sn的吸附量降低在去除Sn的同時Pd也被除掉將前一個工藝的藥品帶如下一個工藝，使其受污染孔壁內積聚空氣不能進行孔壁的處理。檢查調整劑的條件使其適當化，溫度/時間/濃度/比重/將副產品控制到最低限度。檢查加速劑條件使其適當化，溫度/時間/濃度。檢查水洗壓力，水量/水洗時間/搖擺等。加設搖擺，震動器等

18、4、化學銅1）化學銅的活性低2）反應氣體在化學銅液反應很弱或者不起反應因為搖擺不充分和化學銅液的過渡反應，空氣留在孔內進行假電鍍（Dummy Plate）的同時提高電的活化度，檢查電鍍條件溫度/時間/電鍍液負荷。檢查NAOH,HCHO,Cu,的濃度，震動和化學銅液等。一般現象及原因分析一般現象及原因分析問題工藝發生原因故障表現排除故障的要點A.孔內無銅5、其它工藝a、微蝕刻b、顯像c、曝光e、圖形電鍍f、蝕刻過渡蝕刻顯像後水洗不良封孔（Tenting）不良抗蝕刻層太薄蝕刻液殘留孔壁內圖形電鍍前處理的微蝕刻過度因為干膜顯像殘渣能抵抗蝕刻以致不能電鍍在封孔過程中干膜沒有將孔蔗蓋，干膜工藝不合適因為

19、蝕刻層太薄，（鉛/錫）。孔內銅被蝕刻掉。蝕刻液殘留孔壁內，使孔內銅被蝕刻掉。重新檢查微蝕刻條件，溫度/時間/濃度等。檢查水洗工藝，水壓/水量/時間/過濾等檢查全過程的尺寸精度，檢查干膜的厚度，曝光條件，蝕刻檢查抗蝕刻層電鍍條件，濃度/溫度/時間等檢查蝕刻條件，噴壓/溫度/時間/速度一般現象及原因分析一般現象及原因分析問題工藝發生原因故障表現排除故障的要點B、鍍層脫離1、鑽孔1)碎屑2）孔內裂縫鑽頭碎屑被電鍍後剝離溶液滲入裂縫內，引致水洗不足檢查鑽頭條件2、V-desmear1）處理過度2）處理不足3）中和不充分樹脂部分變成海綿狀導致水洗不良和電鍍層剝離蝕樹脂不良，不能得到充分的表面積因為Mn殘渣和水洗不足貼附力下降膨潤，蝕樹脂工藝的檢查膨潤，蝕樹脂工藝的檢查檢查中和工藝，時間/溫度/濃度3、前處理除油後的水洗不良由于水洗不充分使界面活性劑殘留在板的表面和孔內檢查水洗壓力，水量/水洗時間/搖擺等。4、化學銅電鍍化學銅電鍍液的活性過高銅離子變大的同時吸入氫氣檢查NAOH,HCHO,Cu,的濃度，震動和化學銅液等。一般現象及原因分析一般現象及原因分析問題工藝發生原因故障表現排除故障的要點C、結節1、鑽孔碎屑鑽頭碎屑被電鍍後剝離檢查鑽頭條件2、DeburrDeburr不良由于刷轆的材質選擇錯誤和刷轆壓力過度，使無電解銅剝落。選擇合適的刷轆和調整刷轆壓力3、前處理1）水洗不充分2）各個