电镀培训教材课件.pptx

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1、电镀培训教材,电镀培训教材,一、工序简介,钻孔后的板经磨板去除钻孔毛刺和板面氧化层，再经除胶渣处理，利用化学的方法在经过除胶渣处理后的孔壁上沉积一层铜层，并用电镀铜的方法使孔壁和板面铜层加厚，实现线路板层间的导通。,Date,2,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,一、工序简介 钻孔后的板经磨板去除钻孔毛刺和板面氧化层,二、制作流程简介,制作流程: 去毛刺 除胶渣 化学沉铜 板面电镀 外层干膜 图形电镀,Date,3,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,二、制作流程简介制作流程:Date3深圳崇达多层线路板有限公,1. 去毛刺流程及作用,流程: 入板 机械磨板 超声波水洗 高压水洗 烘

2、干 出板设备能力: 板厚：0.5-12.7mm 去毛刺: 去除钻孔毛刺和板面氧化物，清洗孔壁。 磨辘: 280#和320#,Date,4,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,1. 去毛刺流程及作用 流程:Date4深圳崇达多层线路,2. Desmear/PTH工艺流程及原理,2.1 设备：化学沉铜自动生产线2.2 Desmear/PTH工艺流程 上板 膨胀 三级水洗 除胶渣 三级水洗 中和 二级水洗 调整(除油2 除油1) 三级水洗 微蚀 二级水洗 预浸 活化 二级水洗 加速 水洗 化学沉铜 三级水洗 下板,Date,5,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2. Desmear/PTH

3、工艺流程及原理2.1 设备：化,2.2.1 膨胀(Sweller),1.作用 树脂残胶是由于钻孔的高温作用粘在内层铜截面上， 膨胀主要使孔壁上的树脂软化膨松，利于高锰酸钾除去 孔壁上的树脂。2.主要成分 膨胀剂211 (R&H) 氢氧化钠3.操作条件 操作温度: 78-82 处理时间: 6-8mins 211强度: 80-110% NaOH: 0.7-1.0N 注: 1#程序处理时间:6-7mins(normal Tg) 2#程序处理时间:8-9mins(high Tg),Date,6,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2.2.1 膨胀(Sweller)1.作用Date6深圳崇达,2.2

4、.2 除胶渣(Desmear),1.作用 除胶渣是利用强氧化剂(如高锰酸钾)去除钻孔后孔壁表面的树脂残渣，并使孔壁树脂表面粗化，增加沉铜层与孔壁的结合力。2.主要成分 Circuposit MLB Promoter 214D-2 (R&H) 高锰酸钾(KMnO4) 氢氧化钠3.操作条件 操作温度:78-82 处理时间:8-14mins KMnO4:50-60g/l NaOH:1.0-1.3N K2MnO425g/l 搅拌方式:机械搅拌或打气 注: 1#程序处理时间:8-9mins(normal Tg) 2#程序处理时间:14-15mins(high Tg),Date,7,深圳崇达多层线路板有限

5、公司ME/R&D,2.2.2 除胶渣(Desmear)1.作用Date7深圳崇,2.2.2 除胶渣(Desmear)(续),4.反应原理 4MnO4- + C(树脂) + OH- 4MnO42- + CO2 + 2H2O(主反应） 副反应：2MnO4- + 2OH- 2MnO42- + 1/2O2 + H2O MnO42- + H2O MnO2 + 2OH- + 1/2O2 5.再生器 利用高锰酸钾再生器电解MnO42-、MnO2副产物再生出MnO4- 重复利用。 再生电流：120-180A/组再生器 再生能力：250L/组再生器,Date,8,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2.2.

6、2 除胶渣(Desmear)(续)4.反应原理Dat,2.2.3 中和(Neutralizer),1.作用 除去除胶渣药水残留物(高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰)， 防止残留物对除油及活化药水造成污染。2.主要成分 H2O2 和 H2SO43.操作条件 操作温度: 22-28 处理时间: 2-3mins H2O2浓度: 1.5-2.5% H2SO4: 1.5-2.5%4.反应原理 4MnO4- + H2O2 + H+ 4MnO42- + O2 + H2O,Date,9,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2.2.3 中和(Neutralizer)1.作用Date9,2.2.4 调整/除油(Co

7、nditioner/Cleaner),1.作用 清除板面及孔壁轻微的污染，并调整孔壁使玻璃纤维表面负电性转为正电性，利于活化剂的吸附。2.主要成分 Circuposit Conditioner 3320 (R&H)3.操作条件 操作温度:47-53 处理时间: 6-8mins 3320浓度：0.5-0.7N Cu2+2g/l,Date,10,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2.2.4 调整/除油(Conditioner/Cleane,2.2.5 微蚀(Micro Etch),1.作用 去除板面氧化物及粗化板面和内层铜，增强化学铜与底铜的结合力。2.主要成分 Na2S2O8 和 H2SO

8、43.操作条件 操作温度: 24-28 处理时间：1-2mins Na2S2O8: 55-85g/l H2SO4:1.0-2.5% Cu2+20g/l4. 反应原理 Na2S2O8 + H2SO4 + Cu CuSO4 + Na2SO4 + H2O,Date,11,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2.2.5 微蚀(Micro Etch)1.作用Date11,2.2.6 预浸(pre-dip),1.作用 预处理板料的板面及孔壁，使活化剂更好吸附，同时避免水带入使活化液水解被破坏。2. 主要成分 预浸粉 Cataprep 404 (R&H)3. 操作条件 温度: 30-36 处理时间: 0

9、.5-1mins 比重: 1.120-1.160 Cu2+2g/l,Date,12,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2.2.6 预浸(pre-dip)1.作用Date12深圳崇,2.2.7 活化(Activation),1.作用 在孔壁上吸附一层具有催化作用的钯，形成活性中心， 加快化学沉铜速度。2.主要成分 Cataprep 404 (R&H) Cataposit 44 Catalyst (R&H) 3.操作条件 温度:43-47 处理时间：4-5mins 44强度：80-100% SnCl2 5g/l Cu2+2g/l,Date,13,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2.2

10、.7 活化(Activation)1.作用Date13,2.2.7.1活化剂,1.分类 胶体钯(Pd Colloidal)和离子钯(Pd ion)2.胶体钯活化原理 胶体钯是一种酸性溶液，含HCl、NaCl、SnCl2、PdCl2。胶体钯是由Pd、Sn2+、Cl-等层次的质点组成PdSnCl3-n胶体质点，胶体钯经水洗后形成Pd和Sn(OH)Cl胶状物，加速处理后将Sn(OH)Cl除去，从而提高Pd活性中心的活性。3.离子钯活化原理 离子钯是一种碱性溶液，活化剂的主要成分是合离子钯，即PdCl2和络合剂在碱性条件下产生溶于水的钯离子络合物，活化处理后，在水洗时PH突降，络合钯离子沉积在板面上及

11、孔内壁，离子钯需用强还原剂(如硼氢化合物）将其还原成原子形式才能与铜发生反应。,Date,14,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2.2.7.1活化剂1.分类Date14深圳崇达多层线路板有,2.2.8 加速(Accelerator),1.作用 胶体钯经水洗后形成Pd和Sn(OH)Cl胶状物，加速处理后将Sn(OH)Cl除去，使吸附在板面和孔壁的Pd裸露出来，从而提高Pd活性中心的活性，利于化学沉铜进行。2.主要成分 Accelerator 19E3.操作条件 温度：24-32 处理时间：5-6mins 酸当量：0.12-0.20N Cu2+: 0.2-0.6g/l,Date,15,深圳

12、崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2.2.8 加速(Accelerator)1.作用Date1,2.2.9 化学沉铜(Electroless copper),1.作用 在钯的催化作用下，用化学的方法在孔壁上沉积一层铜层，为后续的电镀铜作准备 。2.主要成分(开缸) Circuposit 3350A (R&H): CuSO4+ HCHO Circuposit 3350B (R&H): NaOH Circuposit 3350M (R&H): EDTA3. 自动添加 Circuposit 3350R (R&H): EDTA Circuposit 3350C (R&H): NaOH + 稳定剂 C

13、uposit Y (R&H): HCHO Cuposit Z (R&H): NaOH 添加量比例：3350A:3350C:3350R:CPY:CPZ=1:0.5:0.36-0.39:0.1:0.1,Date,16,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2.2.9 化学沉铜(Electroless copper),4.化学沉铜药水作用 1) Cu2+(CuSO4或CuCl2) 提供反应所需的铜 2) HCHO 还原剂，在活化过的基体表面自催化沉铜 3) NaOH 提供碱性反应条件，主要反应物 4) EDTA 络和物，防止Cu2+在强碱下产生Cu(OH)2沉淀 5) 稳定剂 使化学沉铜液不产生自

14、然分解，另外可以 改善化镀层物理性能，改变化学镀铜速率。5.反应原理(1)Cu2+ + 2HCHO + 4OH- Pd Cu + 2HCOO- + 2H2O + H2(2)2Cu2+ + HCHO + 5OH- Cu2O + HCOO- + 3H2O(3)2HCHO + NaOH HCOONa + CH3OH(4)Cu2O + H2O Cu + Cu2+ + 2OH-(1)为主反应，(2)(3)(4)为副反应,Date,17,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,4.化学沉铜药水作用Date17深圳崇达多层线路板有限公司M,2.2.10 化学沉铜工艺条件控制,1.工艺参数 Cu2+ : 1.

15、8-2.2g/l HCHO: 2.0-5.0g/l NaOH: 6.0-9.0g/l EDTA: 25-40g/l 温度：40-46 处理时间:9-10mins2. 操作条件的影响 1) 温度对沉铜速率影响较大，温度升高沉铜速率加快 2) NaOH、EDTA、HCHO和Cu2+浓度升高，沉铜速率 加快， HCHO浓度高背光好 3) 打气可维持化学沉铜药水的稳定，使其不易产生沉淀,Date,18,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2.2.10 化学沉铜工艺条件控制1.工艺参数Date18深,2.2.11 过程控制,1. 除胶速率测试 范围: 0.1-0.6mg/cm2 1次/班2. 微蚀速

16、率测试 范围: 0.65-1.35um/cycle 1次/班3. 沉铜速率测试 范围: 0.35-0.9um/cycle 1次/班4. 背光测试 背光级数: 8.5级 1次/2h5. 药水监控及维护 采取定期化学分析添加、自动添加和按千尺用量添加 定期对药水缸进行清洗及保养，按照生产板面积或某种成分含量换缸6. 可靠性测试,Date,19,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2.2.11 过程控制1. 除胶速率测试Date19深圳崇达,2.2.12 机器设备,1. Protek 龙门式自动生产线 采用DMS系统，PLC控制，4台天车，能实现对操作条件、生产状态设备状态和生产记录的监控及追溯

17、 2. 辅助设备 1）震动器：通过震动器震动板，使小孔内的气泡逸出并使药水与孔壁充分接触反应 所有药水缸安装电震和气震 2）机械摇摆 1.摇摆幅度:40mm(10mm、20mm 、30mm 、40mm可调） 2.频次:5-20次/min 3.角度:15度 利于孔内药水的交换，并使气泡容易被破坏 3）挂篮 挂篮使用12个梳齿，板与板之间间隔15-20mm，设计有一定倾 斜度，利于气泡逸出。,Date,20,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2.2.12 机器设备1. Protek 龙门式自动生产线D,2.2.13 主要缺陷、成因及处理方法,Date,21,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R

18、&D,2.2.13 主要缺陷、成因及处理方法缺陷可能原因处理方法,3.板面电镀(Panel Plate),1.设备 PAL 龙门式垂直自动电镀线(OSST系统TPP程序)2.工艺流程 上板 除油 喷淋水洗 热水洗 水洗 预浸 电镀铜 水洗+顶喷 防氧化 水洗 烘干 下板 夹具退镀 二级水洗 上板,Date,22,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.板面电镀(Panel Plate) 1.设备Date22,3.1 除油(Acid Clean),1.作用 去除板面轻微氧化物及清洗孔壁2. 主要成分 Ronaclean LP-200 Concentrate(R&H) H2SO43. 操作条件

19、 温度: 35-45 处理时间: 3-4mins LP-200 : 3-5%(V/V) H2SO4: 3-5%,Date,23,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.1 除油(Acid Clean) 1.作用Date23,3.2 预浸(Pre-dip),1.作用 去除板面及孔壁轻微氧化物，同时防止将水带入铜缸，维持铜缸药水浓度稳定2.主要成分 H2SO43. 操作条件 温度: 常温 处理时间: 1-2mins H2SO4: 8-12%,Date,24,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.2 预浸(Pre-dip)1.作用Date24深圳崇达多,3.3 电镀铜(Copper Pla

20、te),1.作用 加厚孔壁及板面铜层利于后工序制作，板面电镀铜厚度达6-10m2. 酸性电镀铜主要成分 CuSO45H2O(CP) H2SO4(AR,98%) Cl-(AR,37%HCl) Electroposit 1000R(Additive): (R&H) Electroposit 1100C(Carrier): (R&H),Date,25,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3 电镀铜(Copper Plate)1.作用Date2,3.3 电镀铜(续),3. 操作条件 CuSO45H2O: 25-40g/l H2SO4: 11-13% Cl-: 40-60ppm EP-1000R

21、: 0.5-1.5 EP-1100C: 40-60ml/l 温度： 22-27,Date,26,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3 电镀铜(续)3. 操作条件Date26深圳崇达多层线,3.3.1 工艺原理,1.电极反应 阴极： Cu2+2e Cu Cu2+/Cu=+0.34V Cu2+ e Cu+ Cu2+/Cu+=+0.15V(副反应) Cu+ e Cu Cu+/Cu=+0.51V (副反应) 阳极： Cu-2e Cu2+ Cu- e Cu+ (副反应) 2Cu+ Cu2+Cu (副反应) 2Cu+1/2O2+2H+ Cu2+H2O (副反应) 2Cu+ + H2O Cu2O

22、+2H+ (副反应),Date,27,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.1 工艺原理1.电极反应Date27深圳崇达多层线路,3.3.2 酸性鍍銅液各成分功能,CuSO45H2O: 镀液主盐，提供提供电镀所需Cu2及 提高导电能力 H2SO4: 提高镀液的导电性和通孔电镀的均匀性，并 使镀铜层结晶细致Cl- : 活化阳极使其正常溶解，并和添加剂协同作 用使铜镀层光亮、整平，降低镀层的应力添加剂: 改善电镀的均匀性和深度能力，使镀层结 晶细密,Date,28,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.2 酸性鍍銅液各成分功能CuSO45H2O: 镀,3.3.3 镀铜液中各成分

23、含量对电镀效果的影响,CuSO45H2O 浓度过低，导致高电流区镀层易烧焦， 电镀时可用的电流密度须减小；浓度 升高可以提高阴极电流密度，但降低镀 液的深度能力H2SO4 浓度低，溶液的导电性差，镀液的深度能力 差；浓度升高可以提高镀液的深度能力，但浓 度过高，降低Cu2+ 迁移率，电流效率降低， 镀层延展性降低 Cl- 浓度低，镀层易出现阶梯状粗糙，易出现针孔 和烧焦；浓度过高，导致阳极钝化，镀层失去 光泽，易产生铜粉,Date,29,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.3 镀铜液中各成分含量对电镀效果的影响CuSO45,3.3.4 添加剂对电镀铜工艺的影响,1. 光亮剂 选择性

24、地吸附在受镀表面(低电流密度区或凹入区域) ，降低极化电阻，提高沉积速率，提高延展性与导电性2. 辅助剂(整平剂和载体) 选择性地吸附在受镀表面(高电流密度区或凸出区域)，增加极化电阻，提高分布均匀性，抑制沉积速率3. 光亮剂和辅助剂的交互作用产生均匀的表面光亮度4. 光亮剂过低，镀层不光亮，易产生烧板现象；光亮剂过高，深度能力下降，同时产生的副产物逐渐积累，导致镀层变脆，延展性降低5. 副产物去除方法 炭处理，先用H2O2将副产物氧化，再用活性炭将其吸附后 过滤除去,Date,30,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.4 添加剂对电镀铜工艺的影响1. 光亮剂Date30,3.3.

25、5 操作条件对电镀效果的影响,1. 温度 1) 温度升高，电极反应速度加快，允许电流密度提高，镀 层沉积速度加快，但加速添加剂分解会增加添加剂消耗， 镀层结晶粗糙，亮度降低 2) 温度降低，允许电流密度降低，添加剂在镀液中的作用降低，导致高电流区容易烧焦。防止镀液温度过高方法：镀液负荷不超过0.2A/L，选择导电性能优良的夹具，减少电能消耗，同时使用冷水冷却2. 电流密度 电镀液组成，添加剂、温度、搅拌等因素确定电流密度允许范围，提高电流密度可以提高镀层沉积速率，电流密度过高时，会使镀层结晶粗糙，镀层厚度均匀性变差,Date,31,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.5 操作条件对

26、电镀效果的影响1. 温度Date31深,3.3.5 操作条件对电镀效果的影响(续),3.搅拌 搅拌方式通常有：摇摆、振荡、空气搅拌、喷射系统、 Eductor、超声波等，搅拌的主要目的 是提供药水的快速交换，减小浓差极 化，提高分散能力 1) 摇摆：移动方向与阴极成15度，摇摆幅度为50-80mm， 频次为5-20次/min 2) 空气搅拌: 压缩空气流量0.3-0.8m3/min.m2，打气管距 槽底3-8cm，气孔直径2mm ，孔间距80- 130mm，孔中心线与垂直方向成45度角 3) Eductor: 在缸底加装喇叭形喷咀，利用循环泵将镀液从缸底 往上喷，使镀液搅拌均匀 4) 高速喷射

27、: 利用高压泵在缸内靠近板面位置（距离约为 2）， 以12kg/cm2压力喷出镀液，搅动镀液，同时配合沿板面 方向摇摆，使喷射均匀,Date,32,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.5 操作条件对电镀效果的影响(续)3.搅拌Date3,3.3.5 操作条件对电镀效果的影响(续),4. 过滤 连续过滤使镀液充分混合均匀，同时除去镀液中的杂物 5或10m过滤精度的PP滤芯，流量为3-6循环/h5. 阴阳极面积比 S阳:S阴 1.52:1或更高6. 阳极 磷铜阳极铜含量大于99.9%，磷含量: 0.035-0.070%,Date,33,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.5

28、 操作条件对电镀效果的影响(续)4. 过滤Date,3.3.6 磷铜阳极的特性,1.阳极反应机理 Cu-e Cu+(快反应) Cu+-e Cu2+(慢反应) 阳极溶解过程中伴随有Cu+生成，且Cu+存在下述反应： 2Cu+ Cu2+Cu * Cu+的危害: 2Cu+H2SO4 Cu2SO4 Cu2SO4+H2O Cu2O(铜粉)+H2SO4 * Cu2O以电泳方式沉积在阴极表面， Cu2+在其疏松晶体表面沉积，造成镀层不光亮、整平性差,Date,34,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.6 磷铜阳极的特性1.阳极反应机理Date34深圳崇,3.3.6 磷铜阳极的特性(续),2. 磷

29、铜阳极膜的作用 磷铜阳极拖缸至镀液负载到达1-2AH/L后，在表面形成一层黑色或棕黑色的薄膜(主要成分为Cu3P)称磷铜阳极膜 其作用如下: 1) 阳极膜本身对(Cu+-eCu2+)反应有催化、加速作用， 减少Cu+的积累，阳极膜形成后能抑制Cu+继续产生 2) 阳极膜减少微小铜晶粒从阳极表面脱落，在一定程度上 阻止铜阳极过快溶解,Date,35,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.6 磷铜阳极的特性(续)2. 磷铜阳极膜的作用Dat,3.3.7 电镀铜阳极表面积估算方法,1. 圆形钛篮铜阳极表面积估算方法 S=dlf/2 =3.14 d=钛篮直径 l=钛篮长度 f=系数2. 方形

30、钛篮铜阳极表面积估算方法 S=1.33lwf l=钛篮长度 钛篮宽度=w f=系数3. f与铜球直径有关 直径=12mm f=2.2 直径=15mm f=2.0 直径=25mm f=1.7 直径=28mm f=1.6 直径=38mm f=1.2,Date,36,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.7 电镀铜阳极表面积估算方法1. 圆形钛篮铜阳极表面,3.3.8 电镀铜溶液的控制,1. 分析项目 硫酸铜浓度 2次/周 硫酸浓度 2次/周 氯离子浓度 2次/周 TBA分析添加剂(EP1000R) 1次/周 CVS或萃取法分析(EP1100C) 1次/月 Hull Cell 测试监控添加

31、剂含量 2次/周 镀层延展性测试(厚度大于2mil) 1次/3个月,Date,37,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.8 电镀铜溶液的控制1. 分析项目Date37深圳崇,3.3.8 电镀铜溶液的控制(续),2. 电镀铜溶液的维护 1) 定期分析铜镀液中的CuSO45H2O、 H2SO4、Cl-的含 量，并根据分析结果添加 2) 定期用TBA、CVS或Hull Cell 分析添加剂含量并调整， 同时添加剂按AH或尺数添加 EP1000R添加量：400-800ml/KAH(新开缸) 200-300ml/KAH(正常） EP1100C添加量：300-400Kft2 3) 低电流拖缸处

32、理(每周一次），除去和减少金属杂质对镀 层的影响(板面铜粒、铜粒塞孔等) 4) 定期对镀液进行炭处理(1次/4-6个月)，清洗镀槽、铜球,Date,38,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.8 电镀铜溶液的控制(续)2. 电镀铜溶液的维护Da,3.3.9 主要缺陷、成因及处理方法,Date,39,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.9 主要缺陷、成因及处理方法Date39深圳崇达多层,3.3.10 机器设备,1. 主要设备 PAL 龙门式垂直自动电镀线(OSST系统TPP程序) 镀槽：包含钛包铜阳极杆、阳极钛篮、阴极铜V座、摇摆、 阳极、阴极浮架、空气搅拌管道、循环管道

33、 阴阳极距离：通常为1012 阳极挡板/阴极浮架：需设计出合适尺寸，改善电镀均匀性 钛篮规格: 2.5 x 24.5 2. 辅助设备 循环过滤系统(包含循环泵、过滤泵)、连接管道、 自动添加系统、冷却系统、温度控制系统、摇摆、 振荡系统,Date,40,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.10 机器设备1. 主要设备Date40深圳崇达多层,3.3.10 机器设备(续),3. 整流机 提供电镀的电源 (1) 分类 1）传统的直流整流机(DC) 2) 周期反向脉冲整流机(PPR,Periodic Pulse Reverse)4. 脉冲电流波形特点 (1）正向脉冲电流(指阴极沉积铜时)

34、宽度(时间表示)应大于 反响脉冲电流(转为阳极溶解)宽度(时间表示) (2) 正向脉冲电流幅度(安培电流表示)与反向脉冲电流幅 度(峰值)之比在1:1.5- 5之间,Date,41,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.10 机器设备(续)3. 整流机Date41深圳崇达,3.3.10 机器设备(续),波形示意图 TF:TR=10:0.540:2ms(一般) =20: 1 IF:IR =1:1.51:3 (一般) 1) 不同的脉冲波形对通孔、盲孔电镀深镀能力不同2) 反向脉冲可使高电流区域更快溶解而低电流密度区域不受 影响，从而使孔内镀层分布均匀，深镀能力提高3) 脉冲电镀需配合特种

35、添加使用，如PPR(R&H)、 S3和S4(ATO),Date,42,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.10 机器设备(续),3.3.11 电镀铜镀层厚度估算方法,1.电镀铜镀层厚度估算方法(mil) 1）厚度(mil)= 阴极电流密度(ASD)电镀时间(min)/144 2) 厚度(mil)= 阴极电流密度(ASF)电镀时间(min)/1080 注:1) 1080：表示在1ft2上镀1 mil铜厚需要1080安培分钟 2）只适合直流电镀，电流效率按100%计,Date,43,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.11 电镀铜镀层厚度估算方法1.电镀铜镀层厚度估算方,3

36、.3.12 电镀铜板面镀层厚度分布评估方法,1. Coefficient of Variance 平均值 i=1,2,n(n为点数） 标准差 Xi : 为单个取样点值(电镀铜层厚度不含底铜厚度)， 测试板：18 24(H/H OZ)，1.6mm,Date,44,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.12 电镀铜板面镀层厚度分布评估方法1. Coeff,3.3.12 电镀铜板面镀层厚度分布评估方法(续),2. COV测试取点 x=458mm 25 50 153 y=610 305 mm 381 458 560 585 25 115 229 344 433,Date,45,深圳崇达多层线

37、路板有限公司ME/R&D,3.3.12 电镀铜板面镀层厚度分布评估方法(续)2. CO,3.3.13 电镀均匀性的影响因素,1. 镀层均匀性的影响因素 1) 阳极排布要均匀分布，镀槽两边比阴极应略缩进，防止 边缘过厚 2) 电镀夹应均匀排布，且与飞巴接触良好 3) 阴极底部应装有合适尺寸之浮架和浮板，防止底部过厚 4) 阳极上部应增加适当高度阳极挡板，防止顶部层过厚 5) Eductor或打气均匀 6) 整流机电流输出稳定，且飞巴和铜V座接触良好,Date,46,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.13 电镀均匀性的影响因素1. 镀层均匀性的影响因素,3.3.14 深镀能力的影响因

38、素,1.深镀能力的影响因素 1) 电势差(Eir) JT2 J: 阴极电流密度 Eir= D: 孔直径 2kD T: 板厚度 2) 质量传递 k: 电导率 镀液粘度越大，流动性越小，孔内质量交换能力越差，硫 酸铜含量越高，镀液粘度越大 3) 浓度超电势(m) 电极表面附近溶液反应物浓度与主体溶液中反应物浓度差引起；搅拌可降低扩散层厚度，降低板面的浓度超电势， 孔内的浓度超电势主要通过增加摇摆幅度及频率降低,Date,47,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.14 深镀能力的影响因素1.深镀能力的影响因素Dat,3.3.14 深镀能力的影响因素(续),4.镀液极化 IS(表面电流)=

39、V/(RS+RP) IH(孔内电流)=V/(RH+RP) RP越大，IS与IH越接近，深镀能力越好 注: RS表面电阻，RP极化电阻，RH孔内电阻 提高硫酸铜浓度减小极化电阻，提高Cl-增加极化电阻 添加剂对极化的影响在于其在电极表面的吸附: a. 辅助剂吸附在凸出部位或高电位区，减缓铜沉积速率 b.光亮剂吸附在凹入部位或低电位区，提高铜沉积速率,Date,48,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.14 深镀能力的影响因素(续)4.镀液极化 Date,3.3.14 深镀能力的影响因素(续),5. 提高深镀能力的方法 1) 降低硫酸铜的含量 2) 增加硫酸浓度 3) 降低电流密度 4

40、) 加强摇摆 5) 选择合适添加剂,Date,49,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.14 深镀能力的影响因素(续)5. 提高深镀能力的方,3.3.14 深镀能力测定方法及影响因素,1. 深镀能力(Throwing Power) G I A D B E C F H J Throwing Power测定方法： TP=,Date,50,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.14 深镀能力测定方法及影响因素1. 深镀能力(Th,4. 图形电镀(Pattern Plate),1.设备 PAL 龙门式垂直自动电镀线(DMS系统)2.工艺流程 上板 除油 喷淋水洗 热水洗 水洗 微

41、蚀 二级水洗 铜缸预浸 电镀铜 顶喷+水洗 水洗 锡缸预浸 电镀锡 二级水洗 烘干 下板 夹具退镀 二级水洗 上板,Date,51,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,4. 图形电镀(Pattern Plate)1.设备Date,4.1 除油(Acid Clean),1.作用 去除干膜残渣、板面轻微氧化物及手指印等污渍2. 主要成分 Acid Cleaner ACD(ATO)3. 操作条件 温度: 30-40 处理时间: 3-5mins ACD: 15-20%,Date,52,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,4.1 除油(Acid Clean)1.作用Date52深圳,4.2 微蚀

42、(Micro Etch),1. 作用 除去铜面上的氧化物，粗化铜面，提高镀铜层结合力2. 主要成分 Na2S2O8 H2SO43. 操作条件 温度: 24-28 处理时间: 1-2mins Na2S2O8:45-75g/l H2SO4: 1-2% Cu2+20g/l 微蚀速率：0.701.30um/cycle,Date,53,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,4.2 微蚀(Micro Etch)1. 作用Date53深,4.3 铜缸预浸(Pre-dip),1.作用 去除板面及孔壁轻微氧化物，同时防止将水带入铜缸，维持铜缸药水浓度稳定2.主要成分 H2SO43. 操作条件 温度: 常温 处

43、理时间: 0.5-1mins H2SO4: 7-12%,Date,54,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,4.3 铜缸预浸(Pre-dip)1.作用Date54深圳崇,4.4 电镀铜(Copper Plate),1. 作用 在完成外层图形转移的铜面上镀上一层厚度为20-25m 铜，使孔壁及线路的铜厚满足客户要求2. 主要成分 CuSO45H2O、 H2SO4、 Cl- Copper Gleam 125T-2 (CH) Additive Copper Gleam 125-2 (CH) Carrier3. 操作条件 CuSO45H2O：55-68g/l H2SO4 : 10-12% Cl-:

44、 40-60ppm 125T-2 : 2.5-5.0ml/l 125-2: 10-40ml/l 温度：22-27 处理时间：86mins,Date,55,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,4.4 电镀铜(Copper Plate)1. 作用Date,4.5 电镀铜溶液的控制,1. 分析项目 硫酸铜浓度 2次/周 硫酸浓度 2次/周 氯离子浓度 2次/周 CVS分析添加剂(125T-2) 1次/周 CVS分析(125-2) 1次/周 Hull Cell 测试监控添加剂含量 2次/周 镀层延展性测试(厚度大于2mil) 1次/3个月,Date,56,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,4

45、.5 电镀铜溶液的控制1. 分析项目Date56深圳崇达多,4.5 电镀铜溶液的控制(续),2.电镀铜溶液的维护 1) 定期分析铜镀液中的CuSO45H2O、 H2SO4、Cl-的含 量，并根据分析结果添加 2) 定期用CVS或Hull Cell 分析添加剂含量并调整， 同时添加剂按AH或尺数添加 125T-2添加量：300-400ml/KAH 125-2添加量: 50-100ml/Kft2 3) 低电流拖缸处理(每周一次），除去和减少金属杂质对镀 层的影响(板面铜粒、铜粒塞孔等) 4) 定期对镀液进行炭处理(1次/4-6个月)，清洗镀槽、铜球,Date,57,深圳崇达多层线路板有限公司ME/

46、R&D,4.5 电镀铜溶液的控制(续)2.电镀铜溶液的维护Date5,4.6 锡缸预浸(Pre-dip),1.作用 去除铜表面的轻微氧化，同时防止将水带入锡缸，维持锡缸药水浓度稳定2.主要成分 H2SO43. 操作条件 温度: 常温 处理时间: 0.5-1mins H2SO4: 5-10%,Date,58,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,4.6 锡缸预浸(Pre-dip)1.作用Date58深圳崇,4.7 电镀锡(Tin Plate),1. 作用 在线路和孔壁上镀上一层厚度为5-10m的锡层， 为碱性蚀刻提供抗蚀层2. 主要成分 SnSO4 H2SO4 EC Part A(R&H) E

47、C Part B(R&H)3. 操作条件 SnSO4: 35-45g/l H2SO4: 9-11% Sn4+4g/l EC Part A: 5.5-12.5ml/l EC Part B: 30-50ml/l 操作温度: 18-22 处理时间:10mins,Date,59,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,4.7 电镀锡(Tin Plate)1. 作用Date59深,4.7 电镀锡(续),4. 镀锡原理 阳极: Sn-2e Sn2+ 阴极: Sn2+2e Sn Sn2+/Sn=0.136V 2H+2e H2 5. 酸性镀纯锡液成分功能 SnSO4 : 镀锡主盐，提供Sn2+ H2SO4:

48、提供导电性，提高极化作用，防止锡离子水解 Part A: 是镀锡光剂，使镀锡层结晶细致均匀 Part B: 是表面活性剂，易分散在镀液中，可以增加 Part A的溶解度,Date,60,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,4.7 电镀锡(续)4. 镀锡原理Date60深圳崇达多层线,4.7 电镀锡(续),6. 锡阳极 锡球含锡量:97.5099.99%，直径为25mm7. 主要设备 镀槽：包含锆包铜阳极杆、阳极锆篮、阴极铜V座、 摇摆、阳极、阴极浮架、阳极PP网、循环管道 阴阳极距离：通常为1012 锆篮规格: 2.5 x 24.5 直流整流机 辅助设备 循环过滤系统(包含循环泵、过滤泵)

49、、连接管道、 自动添加系统、冷却系统、温度控制系统、摇摆、 振荡系统,Date,61,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,4.7 电镀锡(续)6. 锡阳极Date61深圳崇达多层线路,4.8 电镀锡溶液的控制,1. 分析项目 硫酸亚锡浓度 2次/周 硫酸 2次/周 CE Part A 2次/周 CE Part B 2次/周,Date,62,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,4.8 电镀锡溶液的控制1. 分析项目Date62深圳崇达多,4.8 电镀锡溶液的控制(续),2. 电镀锡溶液的维护 1) 定期分析铜镀液中的SnSO4、 H2SO4的含量，并根据分 析结果添加 2) 定期用CVS或Hull Cell 分析光剂含量并调整，同时添加 剂按AH或尺数添加 Part A 添加量：150-200ml/KAH Part B 添加量： 60-100/KAH 3) 低电流拖缸处理(每周一次），除去和减少金属杂质对镀 层的影响 4) 定期对镀液进行过滤处理(1次/4个月)，清洗镀槽、锡球,Date,63,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,4.8 电镀锡溶液的控制(续)2. 电镀锡溶液的维护Date,