镀铜工艺流程说明

1、电镀定义: 电镀(electroplating)是-电沉积的过程(electrodepos- ition process)， 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

2、,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

3、，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() + 2H2O MnO42-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

4、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()+2H2O 2MnO4- +5C2O42-+16H+ = 2Mn2+10CO2()+8H2O C2O42-+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

5、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,After Desmear,Soft-etching 0.51.5m,Activator,Pre dip,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

6、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-less copper plate,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,

7、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)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- + 3H2O

8、 Cu2O + 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,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,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

9、,电镀铜,脉冲电镀,直流电镀,PNP1#线镀厚=20m PNP2#线镀厚=22.3 m,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