化学沉铜原理及异常

化 学 沉 铜 原 理 介 绍 1.PTH介 绍2.化 学 沉 铜 原 理 介 绍3.化 学 沉 铜 异 常 及 处 理 黑 孔 (Black Hole)+电 镀 化 学 沉 铜 +电 镀 化 学 沉 铜 原 理 介 绍 膨 松 除 胶 渣 中 和 Desmear 调 整 清 洁 调 整 剂 微 蚀 预 浸 活 化 加 速 化 铜 PTH NaOH 20g/l已 二 醇 乙 醚 30/l已 二 醇 2g/l水 其 余温 度 60-80时 间 5min 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 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 “ 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 。 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 缔 合 ， 使 有 机 链 相 分 离 。 NaOH 35g/lKMnO4 55g/lNaCIO 0.5g/l温 度 75时 间 10min 功 能 ： 利 用 KMnO4的 强 氧 化 性 ,在 高 温 及 强 碱 条 件 下 与 树 脂发 生 化 学 反 应 ,使 其 分 解 溶 去 。 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 ： 4MnO4- C环 氧 树 脂 4OH-4MnO42- CO2 2H2O 同 时 ， 高 锰 酸 钾 发 生 以 下 副 反 应 ： 4MnO4- +40H- = 4MnO42- + O2(g) + 2H2O MnO42-在 碱 性 介 质 中 也 发 生 以 下 副 反 应 ： MnO42- + 2H2O + 2e- = MnO2(s) + 40H- NACIO作 为 高 锰 酸 钾 的 再 生 剂 ， 主 要 是 利 用 其 强 氧 化 性 使 MnO42-氧 化 为 MnO4- H2SO4100mL/lNaC2O4 30g/l温 度 40-50时 间 5-7 min 功 能 ： 除 去 残 存 在 板 面 及 孔 壁 死 角 处 的 MnO2和 高 锰 酸 盐 。 原 理 ： 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(s)+2H2O 2MnO4-+5C2O42-+16H+ = 2Mn2+10CO2(g)+8H2O5 C2O42-+MnO2+4H+ = Mn2+2CO2+2H2O 成 份 ： 清 洁 -调 整 剂 DI水 功 能 ： 除 去 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 ; 直 接 影 响 沉 铜 的 背 光 效 果 . 原 理 ： 酸 性 溶 液 ,与 氧 化 物 反 应 而 使 之 溶 去 ;有 机 清 洁 剂 ， 对 有 机 油 污 具 有 溶 解 作 用 .整 孔 性 高 分 子 吸 附 于 孔 壁 表 面 使 孔 壁 表 面 显 正 电 性 . 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 换 ， 重 新 开 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 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 510um的 PP滤 芯 ， 每 小 时 过 滤 4-6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 ； 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 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 1-2道 自 来水 洗 ； 除 胶 渣 后 的 孔 壁 表 面 清 洁 后 的 孔 壁 表 面 H2SO4 100mL/lH2O2 80ML/lNH2CH2NH2 10g/l温 度 20 30 时 间 12min 功 能 : 除 去 铜 表 面 的 有 机 薄 膜 ； 微 观 粗 化 铜 表 面 。 原 理 : Cu+ Cu2+ 2 Cu+ Cu+ H2O2 Cu2+ 2OH- 注 意 点 ：l 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 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 ， 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 25克 /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 80120克 /升 ； l 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 化 速 率 太 快 ， 过 硫 酸 盐 补 充 应 按 50平 米 /36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 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 （ 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 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 ， 同 时 板 件 从 微 蚀 槽 取 出 时 ， 也 应 注 意 滴 液 时 间 充 分 ； 主 要 成 分 ： HCL 、 SnCL2 aq 比 重 ： 1.120-1.150 温 度 ： 常 温 时 间 ： 1-2 min 功 能 :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 致 局部 水 解 ； 预 浸 槽 与 活 化 槽 除 无 钯 之 外 ,其 它 成 份 完全 一 致 ； 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 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 ；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 参 考 控 制 项 目 ， 一 般 铜 含 量 控 制 在 1克 /升 以 下 ； 开 缸 时 多 采 用 预 浸 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 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 ； 成 分 ： SnCL2 .2H2O、 PdCL2、 HCL、 H2O SnCL2 : 3-12g/l Pd含 量 : 100-160ppm比 重 : 1.135-1.195 Cu2+1500PPM温 度 : 40-48时 间 : 5-7 min 成 份 :SnCl2 PdCl2 DI水 功 能 /原 理 :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 ,经 后 续 加 速 ，最 终 使 Pd沉 于 孔 壁 。Pd2+2Sn 2+ (PdSn2)6+(PdSn2)6+ Pd+Sn4+Sn2+ Pd+nSn2+3nCl- Pd(SnCl3)nn- 注 意 点 ：l 钯 槽 使 用 寿 命 较 长 ， 维 护 良 好 时 ， 可 使 用 3-5年 ，槽 液 100升 一 般 按 50平 米 补 加 约 200-300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 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 ；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 ， 无 明 显 孔 口 流 液 痕 迹 ； HBF4 5g/lCH3BH40.5g/l温 度 20-30时 间 4-5 min 功 能 :剥 去 Pd外 层 的 Sn4+外 壳 ,露 出 Pd金 属 ,清 除松 散 不 实 的 钯 团 或 钯 离 子 原 子 等 。 原 理 :钯 胶 团 粘 附 的 板 子 ,在 经 水 洗 ,在 鼓 气 的 作用 下 ,Pd粒 外 会 形 成 Sn(OH)4外 壳 .通 过 HBF4型加 速 剂 使 SnCl2、 Sn(OH)4、 Sn(OH)Cl2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 注 意 点 ：l 解 胶 液 主 要 是 控 制 槽 液 浓 度 ， 时 间 控 制 在 5分 钟 左 右 ，冬 天 应 注 意 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 液 的 铜 含 量 也 作 为 一 个 参 考 监 测 项目 ， 铜 含 量 一 般 控 制 在 0.7克 /升 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 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 ； CU2+ 2.5-3.5g/l NaOH 9-13g/l HCHO 2.5-5g/lEDTA 3040g/l稳 定 剂 少 量 沉 铜 速 率 12-20u”(薄 铜 )背 光 级 数 8 温 度 30-38时 间 20min 功 能 :在 钯 的 催 化 作 用 下 被 甲 醛 还 原 而 沉 于 钯 上 . 原 理 : CuSO4+2HCHO+4NaOHCu+NaSO4+2HCOONa+2H2O+H2 1.电 子 的 形 成 : HCHO+OH-H3COO- H3COO-+OH- HCOO-+H2O+H- H-H0+e-(在 Pd的 导 电 作 用 下 ) 2.钯 表 面 起 始 反 应 :Pd+2e-+Cu2+ Pd-Cu Pd-Cu+2e-+Cu2+Pd-Cu+Cu 3.自 我 催 化 反 应 :Cu0+2e-+Cu2+ Cu0+Cu0 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l 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 10um的 PP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 ， 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 ； 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 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 100升 的 槽 体 积在 生 产 3000平 米 左 右 应 重 新 开 缸 配 槽 ；l 沉 铜 后 板 件 应 水 洗 干 净 ， 然 后 放 入 2%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 ； 1. 维 持 持 续 的 空 气 搅 拌 (防 止 CU+歧 化 ）2. 连 续 过 滤3. 定 期 清 洗 铜 缸 及 挂 架4. 维 持 槽 液 含 量 的 稳 定 ， 通 常 使 用 自 动 加 药 器 沉 铜 异 常 处 理 沉 铜 异 常 处 理沉 铜 主 要 异 常 是 孔 内 无 铜 ,造 成 层 间 无 法 导 通 . 孔 无 铜 常 见 异 常 处 理 孔 无 铜 常 见 异 常 处 理 孔 无 铜 常 见 异 常 处 理