04电镀培训教材

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,*,电镀培训教材,8/25/2024,1,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，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,。,8/25/2024,2,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:,去毛刺 除胶渣 化学沉铜 板面电镀,外层干膜 图形电镀,8/25/2024,3,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:,入板 机械磨板 超声波水洗 高压水洗 烘干 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#,8/25/2024,4,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,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,8/25/2024,5,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,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),8/25/2024,6,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2.2.2 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,(KMnO,4,),氢氧化钠,3.,操作条件,操作温度:,78-82,处理时间:,8-14mins,KMnO,4,:,50-60g/l,NaOH,:,1.0-1.3N,K,2,MnO,4,25g/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),8/25/2024,7,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2.2.2 除胶渣(Desmear)(续),4.,反应原理,4MnO,4,-,+ C(树脂) + OH,-,4MnO,4,2-,+ CO,2,+ 2H,2,O(主反应）,副反应：2MnO,4,-,+ 2OH,-,2MnO,4,2-,+ 1/2O,2,+ H,2,O,MnO,4,2-,+ H,2,O MnO,2,+ 2OH,-,+ 1/2O,2,5.,再生器,利用高锰酸钾再生器电解MnO,4,2-,、MnO,2,副产物再生出MnO,4,-,重复利用。,再生电流：120-180A/组再生器,再生能力：250L/组再生器,8/25/2024,8,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,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,H,2,O,2,和 H,2,SO,4,3.,操作条件,操作温度: 22-28 处理时间: 2-3mins,H,2,O,2,浓度: 1.5-2.5% H,2,SO,4,: 1.5-2.5%,4.,反应原理,4MnO,4,-,+ H,2,O,2,+ H,+,4MnO,4,2-,+ O,2,+ H,2,O,8/25/2024,9,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,2.2.4 调整/除油,(Conditioner/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 Cu,2+,2g/l,8/25/2024,10,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,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,Na,2,S,2,O,8,和 H,2,SO,4,3.,操作条件,操作温度: 24-28 处理时间：1-2mins,Na,2,S,2,O,8,: 55-85g/l H,2,SO,4,:1.0-2.5% Cu,2+,20g/l,4. 反应原理,Na,2,S,2,O,8,+ H,2,SO,4,+ Cu CuSO,4,+ Na,2,SO,4,+ H,2,O,8/25/2024,11,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,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: 0.5-1mins,比重: 1.120-1.160 Cu,2+,5g/l Cu,2+,2g/l,8/25/2024,13,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,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、SnCl,2,、PdCl,2,。胶体钯是由,Pd、Sn,2+,、Cl,-,等层次的质点组成,PdSnCl,3,-,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。,8/25/2024,14,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,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 19E,3.,操作条件,温度：24-32 处理时间：5-6mins,酸当量：0.12-0.20N Cu,2+,: 0.2-0.6g/l,8/25/2024,15,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),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): CuSO,4,+ HCHO,Circuposit 3350B (R&H): NaOH,Circuposit 3350M,(R&H): EDTA,3. 自动添加,Circuposit 3350R (R&H): EDTA,Circuposit 3350C (R&H): NaOH + 稳定剂,Cuposit Y (R&H): HCHO,Cuposit Z (R&H): NaOH,添加量比例：,3350A:3350C:3350R:CPY:CPZ=1:0.5:0.36-0.39:0.1:0.1,8/25/2024,16,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,1) Cu,2+,(CuSO,4,或CuCl,2,),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Cu,2+,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)Cu,2+,+ 2HCHO + 4OH,- Pd,Cu + 2HCOO,-,+ 2H,2,O + H,2,(2)2Cu,2+,+ HCHO + 5OH,-,Cu,2,O + HCOO,-,+ 3H,2,O,(3)2HCHO + NaOH HCOONa + CH,3,OH,(4)Cu,2,O + H,2,O Cu + Cu,2+,+ 2OH,-,(1),为主反应，,(2)(3)(4),为副反应,8/25/2024,17,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,Cu,2+,: 1.8-2.2g/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:,9-10mins,2. 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Cu,2+,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,8/25/2024,18,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,范围: 0.1-0.6mg/cm,2,1次/班,2. 微蚀速率测试,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/2h,5. 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,8/25/2024,19,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,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,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。,8/25/2024,20,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&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,除胶不净,膨胀缸药水浓度偏低,分析调整并按千尺添加,除胶缸药水浓度偏低,分析调整并按千尺添加,膨胀与除胶处理条件不匹配,调整膨胀与除胶处理条件,树脂收缩,膨胀剂处理效果差,更换较强的膨胀剂,膨胀与除胶渣条件不匹配,调整膨胀及除胶渣的操作条件,沉铜层与板面铜层分离,微蚀不足,检查微蚀缸药水浓度和温度状况,板面严重氧化或其它污染,沉铜后的板浸稀酸,机器故障导致板面钝化,按程序进行返工,孔内无铜,(背光不良),中和处理不良,检查药水浓度及温度是否正常,除油处理不良,检查药水浓度及温度是否正常,活化处理不良,检查药水浓度及温度是否正常,沉铜缸药水活性低,分析调整药水浓度并拖缸处理,孔壁残留气泡,检查震动器是否正常,8/25/2024,21,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,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,8/25/2024,22,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,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),H,2,SO,4,3.,操作条件,温度: 35-45, 处理时间,: 3-4mins,LP-200 : 3-5%(V/V) H,2,SO,4,: 3-5%,8/25/2024,23,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,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,H,2,SO,4,3. 操作条件,温度: 常温 处理时间: 1-2mins,H,2,SO,4,: 8-12%,8/25/2024,24,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,加厚孔壁及板面铜层利于后工序制作，板面电镀铜厚度达6-10m,2. 酸性电镀铜主要成分,CuSO45H,2,O(CP),H,2,SO,4,(AR,98%),Cl,-,(AR,37%HCl),Electroposit 1000R(Additive): (R&H),Electroposit 1100C(Carrier): (R&H),8/25/2024,25,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,CuSO45H,2,O: 25-40g/l,H,2,SO,4,: 11-13%,Cl,-,: 40-60ppm,EP-1000R: 0.5-1.5,EP-1100C: 40-60ml/l,温度： 22-27,8/25/2024,26,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,阴极：,Cu,2+,+2e Cu,Cu,2+,/Cu=+0.34V,Cu,2+,+ e Cu,+,Cu,2+,/Cu,+,=+0.15V(,副反应,),Cu,+,+ e Cu,Cu,+,/Cu=+0.51V (,副反应,),阳极：,Cu-2e Cu,2+,Cu- e Cu,+,(,副反应,),2Cu,+,Cu,2+,+Cu,(,副反应,),2Cu,+,+1/2O,2,+2H,+,Cu,2+,+H,2,O,(,副反应,),2Cu,+,+ H,2,O Cu,2,O +2H,+,(,副反应,),8/25/2024,27,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,CuSO45H,2,O: 镀液主盐，提供,提供电镀所需Cu,2,及,提高导电能力,H,2,SO,4,: 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,8/25/2024,28,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,CuSO45H,2,O 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,H,2,SO,4,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Cu,2+,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,8/25/2024,29,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,选择性地吸附在受镀表面(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,H,2,O,2,将副产物氧化，再用活性炭将其吸附后,过滤除去,8/25/2024,30,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,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,8/25/2024,31,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0.3-0.8m,3,/min.m,2,，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:,利用高压泵在缸内靠近板面位置（距离约为,2），,以,12kg/cm,2,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,8/25/2024,32,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),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/h,5. 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%,8/25/2024,33,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,Cu-e Cu,+,(快反应),Cu,+,-e Cu,2+,(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,+,Cu,2+,+Cu,*,Cu,+,的危害,:,2Cu,+,+H,2,SO,4,Cu,2,SO,4,Cu,2,SO,4,+H,2,O Cu,2,O(铜粉)+H,2,SO,4,*,Cu,2,O,以电泳方式沉积在阴极表面，,Cu,2+,在其疏松晶体表面沉积，造成镀层不光亮、整平性差,8/25/2024,34,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(续),2.,磷铜阳极膜的作用,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,Cu,3,P,)称磷铜阳极膜,其作用如下:,1),阳极膜本身对,(,Cu,+,-eCu,2+,),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,8/25/2024,35,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=1.2,8/25/2024,36,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,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 测试监控添加剂含量 2次/周,镀层延展性测试(厚度大于2mil) 1次/3个月,8/25/2024,37,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(续),2.,电镀铜溶液的维护,1) 定期分析铜镀液中的CuSO45H,2,O、,H,2,SO,4,、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：,300-400Kft,2,3) 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,8/25/2024,38,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,8/25/2024,39,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,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,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,8/25/2024,40,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,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)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,8/25/2024,41,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,3.3.10,机器设备,(续),波形示意图,T,F,:T,R,=10:0.540:2ms(,一般),=20: 1,I,F,:I,R,=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添加使用，如PPR(R&H)、,S,3,和S,4,(ATO),T,F,T,R,I,R,I,F,T,I,8/25/2024,42,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1ft,2,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,8/25/2024,43,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. Coefficient of Variance,平均值,i,=1,2,n(n为点数）,标准差,X,i,: 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,8/25/2024,44,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(续),2. COV,测试取点,x=458mm,25,50,153,y=610,305,mm,381,458,560,585,25,115 229 344 433,8/25/2024,45,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,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,8/25/2024,46,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,1) 电势差(E,ir,),JT,2,J: 阴极电流密度,E,ir,= 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,8/25/2024,47,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(续),4.,镀液极化,I,S,(,表面电流,)=V/(R,S,+R,P,),I,H,(,孔内电流,)=V/(R,H,+R,P,),R,P,越大,，I,S,与I,H,越接近，深镀能力越好,注,: R,S,表面电阻,，R,P,极化电阻,，R,H,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,8/25/2024,48,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),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) 加强摇摆,5) 选择合适添加剂,8/25/2024,49,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,(Throwing Power),G I,A D,B E,C F,H J,Throwing Power,测定方法：,TP=,8/25/2024,50,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,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,8/25/2024,51,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,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%,8/25/2024,52,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,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,Na,2,S,2,O,8,H,2,SO,4,3.,操作条件,温度: 24-28, 处理时间,: 1-2mins,Na,2,S,2,O,8,:45-75g/l H,2,SO,4,: 1-2%,Cu,2+,20g/l 微蚀速率：,0.70,1.30um/cycle,8/25/2024,53,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,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,H,2,SO,4,3. 操作条件,温度: 常温 处理时间: 0.5-1mins,H,2,SO,4,: 7-12%,8/25/2024,54,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,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,CuSO,4,5H,2,O、,H,2,SO,4,、 Cl,-,Copper Gleam 125T-2 (CH) Additive,Copper Gleam 125-2 (CH) Carrier,3.,操作条件,CuSO,4,5H,2,O：55-68g/l,H,2,SO,4,: 10-12% Cl,-,: 40-60ppm,125T-2 : 2.5-5.0ml/l 125-2: 10-40ml/l,温度：22-27,处理时间：,86mins,8/25/2024,55,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,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,8/25/2024,56,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,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CuSO45H,2,O、,H,2,SO,4,、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/Kft,2,3) 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,8/25/2024,57,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,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,H,2,SO,4,3. 操作条件,温度: 常温 处理时间: 0.5-1mins,H,2,SO,4,: 5-10%,8/25/2024,58,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,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,SnSO,4,H,2,SO,4,EC Part A(R&H) EC Part B(R&H),3. 操作条件,SnSO,4,: 35-45g/l H,2,SO,4,: 9-11% Sn,4+,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,8/25/2024,59,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,阳极: Sn-2e Sn,2+,阴极: Sn,2+,+2e Sn,Sn,2+,/Sn=0.136V,2H,+,+2e H,2,5. 酸性镀纯锡液成分功能,SnSO,4,: 镀锡主盐，提供Sn,2+,H,2,SO,4,: 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,8/25/2024,60,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,锡球含锡量:97.5099.99%，直径为25mm,7.,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)、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,8/25/2024,61,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,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,8/25/2024,62,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(续),2.,电镀锡溶液的维护,1) 定期分析铜镀液中的SnSO4、,H,2,SO,4,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,8/25/2024,63,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,4.9 镀铜主要缺陷、成因及处理方法,8/25/2024,64,深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D,