资源描述
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,*,PTH&板电原理讲义,1,一、沉铜目的,及原理,（1）目的：使孔壁上通过化学反应而沉积一层0.3um-0.5um的铜，使孔壁具有导电性，通常也称作化学镀铜、孔化,（2）原理：,络合铜离子（Cu,2+,-L）得到电子而被还原为金属铜；通常是利用甲醛在强碱性环境中所具有的还原性并在Pd作用下面而使Cu,2+,被还原,Cu,2+,2HCHO4OH,-,Cu2HCO,-,Cu,Pd,2,上板,膨松,水洗,水洗,除胶,水洗,回收,水洗,预中和,水洗,中和,水洗,水洗,除油,水洗,水洗,微蚀,水洗酸洗,水洗,水洗,预浸,活化,水洗,水洗,加速,水洗,沉铜,水洗,水洗,下板,二、沉铜流程,3,（1）膨松缸（需机械摇摆、循环过滤）,作 用：使孔壁上的胶渣软化，并渗入树脂聚合后之交处，以降低其键结的能量；使易于进行树脂的溶蚀。,药水成份：SW-01,开缸量为40%(V/V),生产每千尺板需补加SW-01膨松剂6L；NaOH开缸量为8g/l,生产每千尺板需补加NaOH 160g。,温 度：,65-75,时间：,6-8min(标准7min）,换 槽：处理25-35平米/L时即可更换新缸,三、PTH各,药水缸成份及其作用,4,三、PTH各药水缸成份及其作用,（2）除胶缸,（需空气搅拌、机械搅拌、机械摇摆或循环过滤）,作 用：利用高锰酸钾的强氧化性，使板在此碱性槽中,将已被软化的胶渣及其局部的树脂进行氧化反,应，分解溶去,；,反应方程式:,4MnO,4,-,+,有机树脂,+4OH,-,4MnO,4,2-,+CO,2,+2H,2,O,2MnO4,2-,+1/2O,2,+H,2,O 2MnO,4,-,+2OH,-,药 水 成 份： NaOH，开缸量为30-50g/L，最佳值为40g/L ，,生产每千尺板需补加NaOH 160g;,KMnO,4,，开缸量为45-65g/L，最佳值为55g/L，,生产每千尺板需补加,KMnO,4,1.6kg;,温 度：65-85 时间：12-18,min（标准为15min）,电,5,三、PTH各药水缸成份及其作用,（3）预中和缸（需机械摇摆）,作 用：先对高锰钾进行一次预清洗；,药水成份：1、硫酸，开缸量为1-3%（V/V），最佳值为2%（V/V），生产每千尺板需补加硫酸2L；,2、双氧水，开缸量为1-3% （V/V），最佳值为2%（V/V），生产每千尺板需补加双氧水2.5L；,温 度：室温； 处理时间：1-3min（标准为2min)；,换 槽：每班更换一次；,6,三、PTH各药水缸成份及其作用,（4）中和缸,（,需机械摇摆和循环过滤）,作 用：清洗残留的高锰酸钾；,药水成份：,1、N-03A 开缸量为20%(V/V),生产每千尺板需补加N-03A中和剂4L；,2、CP级H,2,SO,4,开缸时酸当量为1.8-3.6N，最佳值为2.7N,生产每千尺板需补加H,2,SO,4,1.6L；,温 度：,室温； 处理时间：3-5,min（,标准为4,min）,；,换 槽：处理8-10平米/L时即可更换新缸；,7,（5）整孔,（又名除油，需机械摇摆和循环过滤）,作 用,：清洁和调整电荷的碱性整孔剂,能有效去除板,面上的油脂、氧化物及粉尘；,药水成份,：CD-120，开缸8-12%，最佳值10%，控制0.1N;,生产每千尺需补加CD-120整孔剂1L ；,温 度,：60-70,处理时间,：5-8min（标准6min）,换 槽,: 生产20-30平米/L或铜含量高于1g/l时就应更重开新缸。,三、PTH各药水缸成份及其作用,8,（6）,微蚀缸（又名粗化）,作 用,：清洁、粗化铜面，确保基材与铜的结合力 ；,药水成份,：1、双氧水,开缸量为3-5%,，最佳值为4,%,，,生产每千尺板需补加,双氧水4L；,2、H,2,SO,4,开缸量为4-6%(V/V),，最佳值为5,%（V/V）,，,生产每千尺板需补加,H,2,SO,4,2L,；,温 度：,25-35,处理时间：1-3,min（标准2min）,；,微蚀速率：1-2um/min,换 槽：,铜离子,25g/L时重新开缸；,三、PTH各药水缸成份及其作用,9,（,8）,预浸缸,作 用：为了不让板带任何杂质污物进入的钯缸，也防止带入,太多的水量，而导致发生意外的局部水解，以保护钯缸 ；,药水成份：1、PD-130A,开缸量为220g/L，,生产每千尺需补加PD-130A 2.5kg；,温 度：室温 时间：0.5-2min（标准为1min）；,换 槽：生产20-30平米/L时就应更重开新缸；,三、PTH各药水缸成份及其作用,10,（9）活化缸（一、需机械搅拌和循环过滤）,作 用：在孔壁上布满负电性的钯胶团 ；,药水 成份：1、 PD-130A,开缸量为220g/L，,生产千尺由分析需要时补加；,2、AT-140A,开缸量为1.8%，,生产每千尺补加0.5L；,三、PTH各,药水缸成份及其作用,11,（9）活化缸,（二、需机械搅拌和循环过滤）,温 度,：35-44,处理时间,：5-8min(标准6min),反应方程式,：PdCl,2,+SnCl,2,PdSnCl,4,(中间态),PdSnCl,4,变成绿色锡离子,PdSnCl,4,+6PdCl,2,SnPd,7,Cl,16,(催化剂),负 反 应,：,Pd,2+,+Sn,2+,Pd,0,+ Sn,4+,(,在酸液及氯离子保护下，才能稳定,),Sn,4+,+9H,2,O,H,2,SnO,3,6H,2,O+4H,+,不能带入水，否则会水解,三、PTH各,药水缸成份及其作用,锡酸,12,（10）一、加速缸,（ 需机械摇摆和循环过滤）,作 用,：,将钯胶体已完美附着在孔壁基材上的皮膜及铜,面上的部分附着层，对其胶体内外皮进行一种,“剥壳剥皮”的动作，令其露出胶体中心的钯,来，使能与下一站的化学铜进行镀铜反应 ；,药水成份,：,AC-150 开缸量为15%（V/V）；,生产每千尺需补加AC-150 2.5L；,温 度,：,室温,处理,时间,：,1-3,min(标准2min）；,换 槽,：,生产20-30平米/L时就应更重开新缸；,三、PTH各,药水缸成份及其作用,13,三、PTH各药水缸成份及其作用,（11）一、化学薄铜缸,（ 需机械摇摆、空气搅拌和循环过滤）,作 用,：在孔壁上镀上一层铜，为后面电镀做准备；,药水成份,：1、CU-160M 开缸量为8%（V/V）；,2、CU-160A 开缸量为7%（V/V），,CU-160A 标准添加量为2.0L/10平米；,3、CU-160B 开缸量为7%（V/V），,CU-160B 标准添加量为2.0L/10平米； ；,其它成份控制范围内：1、Cu,2+,1.6-2.2g/L，标准（1.8g/L)；,2、NaOH 9-14g/L，标准（11g/L)；,3、HCHO 5-7g/L，标准（6g/L)；,温 度,：,25-30,处理,时间,：,12-18,min（标准15min）,14,三、PTH各药水缸成份及其作用,（12）一、化学铜缸,（需机械摇摆、空气搅拌和循环过滤）,化学反应方程式：,1、正反应：,Pd,催化及碱性条件下，甲醛分离,（解）下（氧化）而产生甲酸根阴离子,HCHO+OH,-,H,2,+HCOO,-,（甲酸）,接着是铜离子被还原,Cu,2+,+H,2,+2OH,-,Cu+2H,2,O,Pd,15,（12）二、化学铜缸,（需机械摇摆、空气搅拌和循环过滤）,最后，所镀出的化学铜层又可作为自我催化的基地，,Cu,2+,又在此已催化的基础上被电子还原成金属铜，如此不,断，直至减弱,H-C-H+OH,-,H-C-H,-,H-C-OH+H,-,Cu,2+,+2H,-,Cu,2、,负反应,：,三、PTH各,药水缸成份及其作用,催化,+,OH,O,16,（12）三、化学铜缸,（需机械摇摆、空气搅拌和循环过滤）,2Cu,2+,+HCHO+5OH,-, Cu,2,O+ HCOO,-,+3H,2,O；,“康尼查罗”反应,2HCHO+NaOH,HCOONa+CH,3,OH,生成甲酸、甲醇 ；,甲醇可使,Cu,2+,Cu,+,Cu,2,O,2Cu,+,+2OH,-,Cu,2,O+H,2,O Cu+ Cu,2+,+2OH,-,2Cu,+, 2 Cu,2+,+ Cu,氧化亚 铜沉淀,H,2,O,4,三、PTH各,药水缸成份及其作用,17,A、铜离子,Cu,2+,浓度,化学镀铜速率随镀液中,Cu,2+,离子浓度增加加快，当硫酸铜含量为,10g/L,以下时，几乎是成正比例增加，当硫酸铜含量超过,12g/l,以后化学镀铜速率不再增加反而会造成副反应增加，使化学镀铜液不稳定。,B、络合剂,影响化学镀铜速率最关键的因素是络合剂的化学结构。,C、还原剂浓度,甲醛在镀液中含量的增加甲醛的还原电位升高，甲醛的浓度控制在意,8-10ml/l,。,四、影响化,学铜速率的因素,18,D、,PH,化学镀铜反应在有一定的,PH值,条件下才能产生；由于不同的络合剂对铜的络合常数不同，而且络合常数随溶液的,PH,而变化，铜离子的氧化电位也有所差别，这种差别造成了化学镀铜反应所需要的,PH,值也不同。,PH,值增加化学铜速率加快，在,PH,为,12.5,时沉积速率最快，而且化学镀铜层外观最好。,E、添加剂,（稳定剂）,添加剂具有稳定化学镀铜液的作用。,F、温度,提高化学镀铜液的温度可以提高化学镀铜速率。,G、溶液搅拌,化学镀铜过程中快速激烈的搅拌能提高沉积速率。,四、影响化,学铜速率的因素,19,五、沉铜常见问题产生原因及解决方法,孔粗,产生原因：,1、钻孔引起的，前工序漏波。,2、除胶过度引起。,3、铜缸沉积速度过快，使孔墙结铜渣。,解决方法：,1、控制来料，及时知会钻孔工序作出改善。,2、调整除胶各缸参数，如除胶温度，浓度，时间等是否在MEI要求范围内。,3、知会ME调整铜缸各参数达到最佳值。,20,五、沉铜常见问题产生原因及解决方法,背光不良,产生原因：,1、钻孔引起的焦体物被附在孔墙上。,2、沉铜拉各缸均有不同程度会产生背光不良,解决方法：,1、知会钻孔工序改善。,2、知会ME跟拉人员及时处理，达到生产实际,生产要求。,21,五、沉铜常见问题产生原因及解决方法,孔无铜,产生原因：,1、钻孔钻屑塞孔引起的孔无铜。,2、沉铜拉各缸本身杂质塞孔引起的孔无铜。,3、摇摆、气震异常等机器故障产生的。,4、员工操作引起的。,解决方法：,1、知会钻孔工序及时作出改善。,2、按MEI做好保养。,3、生产时多巡拉发现异常及时知会维修人员处理。,4、上板时做不叠板，保证板与板之间分开并在存板车,内不存气泡，存板时间不能过长（4小时内板电完）。,22,板电原理讲义,23,一、电镀基础理论,（1）法拉第一定律：在溶液中进行电解（电镀）时，阴极上所沉积出的重量（或阳极上所溶解掉的重量）与溶液中所通的电量成正比。,（2）法拉第第二定律：在不同的电解液中，因相同电量所沉积出不同的金属重量（或溶解的重量）与其化学当量成正比。,24,二、板电的目的及流程,（,1,）目的：,加厚孔内镀铜层使导通良好；,（,2,）流程：,上板除油水洗水洗酸浸镀铜水洗水洗下板炸棍水洗水洗下一循环,25,（1）除油缸,药水成份：,AC-C22A,酸性清洁剂,开缸量为10%（V/V）,生产每千尺板需补加,AC-C22A 2L,作 用：清除板面之氧化层及油污，保证板面清洁；,温 度：,20-30,处理,时间：,3-5,min(标准4min)；,换 槽：当Cu,2+,2g/L或处理8-10平米/L时需重新开缸；,二、板电药水,缸成份及其作用,26,（2）酸浸,药水成份,：,H,2,SO,4,(96%) 2-5%（V/V）；,作 用,：减轻前处理清洗不良对镀铜溶液之污染，并保持,镀铜溶液中硫酸含量之稳定；,温 度,：常温,处理,时间,：,1-3,min（标准2min）,二、板电药水,缸成份及其作用,27,（3）镀铜缸,药水成份：,CuSO,4,.5H,2,O：60-80g/L(最佳值70g/L),H,2,SO,4,：170-220g/L（200g/L),CL,-,：40-80ppm（60ppm),CB-203B 酸性铜光光泽剂：,3ml/L,温 度：,18-30,(控制值24 ),处理,时间：根据客户实际需要决定。,二、板电药水,缸成份及其作用,28,(1),硫酸铜：,供给液铜离子的主源；,(2),硫 酸：,导电及溶解阳极的功用（A,R,级的纯,H,2,SO,4,）；,(3),氯离子：,有助阳极的溶解及光泽剂的发挥功能，使阳极溶解均匀，镀层平滑光泽 ；,(4),阳极：,须使用含磷,0.02-0.06%,的铜块（球），其面积最好为阴极的两倍，正常阳极膜是黑色的，不正常的情况有：棕色（含磷不够）；银灰色（氯离子太多）；灰色（有机污染）；红棕色（若确知磷含量是对的，则可能是硫酸含量太高，液温太低或阳极太少，使铜未能氧化至二价之黑色氧化铜，而只到棕色的氧化亚铜，这表明阳极电流密度太高，应增加阳极，降低电流密度）；,二、板电各药水,成份及设备的作用,29,(5),添加剂：,增加铜层的延长性，细晶、光泽、整平的,功能。,a,：载运剂（,Carrier,）：,抑制电镀 积电流，提高分布力（成份常是碳氧化键,高分子化合物）；,b,：光泽剂（,Brigtheren,）：,镀后光泽，结晶颗粒细密，改善镀层的物理性，同时影,响镀铜沉积速率（成份是有机硫或氮的化合物）；,二、板电各药水,成份及设备的作用,30,c,：平整剂（,Leveller,）：,为低电流区的光泽剂，对于轻微的孔壁不良，有整平作,用 ；本司所使用的为,CB-203B 酸性铜光泽剂,是三者合一型，操 作时方便简单；,(6),过滤：使镀液流动，使游离杂物被滤掉 ；,(7),打气：为了搅拌溶液降低阳极膜的厚度，加速铜离子的补充，更可以帮助光泽剂的发挥作用 ；,(8),温度：,20-25,，过高使添加剂裂解，过低导电不良，效率降低 。,二、板电各药水,成份及设备的作用,31,（1）一次电流分布：,电极没有极化和其他干扰因素存在下的电流分布 ；,影响因素：,电极的形状、大小、导电性、电极的相对位置；镀液的界面、镀件与镀槽的距离、遮蔽物、窃镀装置（辅助阴极） ；,（2）二次电流分布：,电镀过程中，由于电极产生极化，使局部实际电流分布与一次电流分布,的状态不同，这种改变后的分布状态称为二次电流分布 ；,影响因素：,温度、搅拌、电流密度 ；,三、影响电路,板镀铜的因素,32,1,降低硫酸铜的浓度；,2,增加打气搅拌的均匀性，增加摇摆的幅度及,频率；,3,提高镀液的导电性，即维持硫酸的浓度；,4,降低电流密度；,5,改变镀槽或挂架的设计。,四、提高分布力与表,面厚度分布的均匀性,33,沉铜常见问题产生原因及解决方法,孔无铜,一、产生原因：,1、沉铜背光不良及沉铜后存放时间过长未及时板引起的孔无铜，板在铜缸内未及时打电流沉铜层被咬蚀掉；,2、摇摆、气震异常等机器故障产生的；,二、解决方法：,1、对于背光不良板按MEI和ME跟拉人员要求返工或及及时板电；板进铜缸后及时按电流纸输入电流；,2、生产中多巡拉发现异常及时知会维修人员处理；,34,Thanks!,The End,35,
展开阅读全文