图电蚀刻工艺

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,*,YANTAT：LINHAI,YanTat Circuit (ShenZhen)Co.,Ltd,.,图电蚀刻工艺,1,一、图形电镀,2,电镀铜的机理,镀液的主要成份是硫酸铜和硫酸。在直流电的作用下，阴阳极发生电解反应，阳极铜失去电子变成,Cu,2+,溶于溶液中，阴极,(,飞巴，生产板,)Cu,2+,获得电子还原成,Cu,原子。,阴极反应：,Cu,2+,+ 2e,-,=,Cu,阴极副反应：,Cu,+,+ e- = Cu,，,Cu,2+,+ e,-,=,Cu,+,由于铜的还原电位比,H,+,高得多，所以一般不会有,H,2,析出。,3,阳极反应：,Cu - 2e,-,=,Cu,2+,阳极副反应：,Cu - e,-,=,Cu,+,在足够硫酸环境下，亦有如下反应,2Cu,+,+ 1/2O,2,+ 2H,+,= 2Cu,2+,+ H,2,O,当硫酸含量较低时，有如下反应,2Cu,+,+ 2H,2,O = 2Cu(OH),2,+ 2H,+,2Cu(OH),2,= Cu,2,O + H,2,O,Cu,2,O即成“铜粉”，有Cu,2,O出现时镀层会变得疏松粗糙。,电镀铜的机理,4,电镀锡与电镀铜机理一样利用电解作用获得金属镀层。,阴极反应：,Sn,2+,+ 2e,-,=,Sn,阳极反应：,Sn,- 2e,-,= Sn,2+,镀锡溶液主要成份是硫酸亚锡和硫酸。,电镀锡的机理,5,电镀线各药水缸成份及作用,电镀线药水缸介绍,除油缸,微蚀缸,浸酸缸,镀铜缸,镀锡缸,水洗缸,退镀缸,6,清除板面污渍，指纹及菲林碎等杂质，获得清洁的基铜表面。,除油缸,Component：酸性除油剂,Usage,7,去除待镀线路与孔内镀层的氧化层,增加其表面的粗糙度,从而提高基材与镀层的结合力,微蚀缸,Component：过硫酸钠，硫酸溶液,(本公司采用),Usage,另有硫酸和双氧水型。,8,浸酸缸,Component：H2SO4溶液,Usage,去除铜表面轻微的氧化层,防止污物污染铜缸,9,镀铜缸,Component：硫酸铜、硫酸,氯离子以及电镀铜添加剂,Usage,进行点化学镀铜反应，使铜厚达到要求值。,10,浓度:50-90g/L,提高其浓度可以提高允许电流,密度，避免烧板；含量过高，会降低镀液的分散能力。,硫酸铜,-,镀铜液中的主盐，它在水溶液中电离出铜离子，铜离子在阴极上获得电子沉积出镀铜层。,Control,and,Usage,铜缸各药水的作用,11,Control,and,Usage,硫酸,主要作用：增加溶液的导电性,控制：浓度低则镀液分散理下降；浓度高则镀液分散能力较好，但镀层的延展性会降低，控制浓度8-14%。,Control,and,Usage,氯离子,主要作用阳极活化剂，可以使阳极正常溶解。,控制浓度过低时，易出现烧板和针孔；当浓度过高时，会使镀层亮度下降，低电流区发暗甚至阳极表面出现一层白色膜，使阳极钝化。,铜缸各药水的作用,12,Usage,电镀添加剂,主要作用：帮助获得良好镀层。保证镀液良好的分散能力和深镀能力，使镀层有足够的强度和导电性、延展性，同时使板面镀层厚度和孔壁镀铜厚度之比接近1：1。镀液中CL,-,与添加剂协同作用将使我们获得满意的镀层。,Component:光亮剂、整平剂,湿润剂、分散剂等,铜缸各药水的作用,13,Consume,添加剂的消耗根据电量来补加。,添加剂消耗速度大小受槽液配制、缸温、空气搅拌、电流密度等多种因素的影响。,采用赫尔槽分析办法进行调整。,添加剂分解后的副产物是铜缸中污染物的主要来源。,铜缸各药水的作用,14,镀锡缸,其作用与铜缸基本一致，但与镀铜缸相比，可不用补加CL,-,及不需要空气,搅拌。,Component：,硫酸亚锡(主盐)、硫酸,有机添加剂,Compare,15,温 度,操作条件对镀铜品质的影响,提高温度则加快添加剂的分解，增加其消耗量，镀层光亮度降低甚至镀层粗糙。,温度太低，则消耗量降低，但在高电流区易烧板。温度控制在,20-30,0,C,。,搅 拌,空气搅拌：使用无油的空气泵，空气最好要经过过滤净化。,usage,使镀液强烈翻动，增加电镀的均匀性，同时提供足够的氧气，从而使溶液中的Cu,+,氧化成Cu,2+,消除Cu,+,的影响。,16,搅 拌,打气管的布置：,1#,管子平行阴极布置在缸底，打气孔径,2-3mm,，,孔距,80-120mm,，,孔中心线与垂直方向成,45,0,角。,打气布置的位置亦直接影响电镀的品质。空气搅拌的剧烈程度亦直接影响添加剂的消耗量。同时空气搅拌亦要求镀液清洁，一般与溶液的连续过滤配合使用。,45,0,缸底,45,0,操作条件对镀铜品质的影响,17,过 滤,过滤可以净化溶液，及时去除机械杂质，防止铜粒出现，同时使槽液流动，降滤槽中经冷却的镀液循环入镀槽，达到控制温度的作用。,过滤要求使用,5-10,m,的棉芯，每小时至少过滤一次溶液，加碳芯过滤可进一步清除缸中有机质质及污染物。,操作条件对镀铜品质的影响,摇 摆,机械摇摆通过通过机械作用使阴极产生移动，有利于增强电镀均匀性。移动方向与阳极呈一定的角度，可促进孔内溶液的流动性，亦可及时赶去吸附在板面的小气泡。移动幅度,20-30mm,，,频率,5-25,次,/,分钟。,18,电流控制,当其它操作条件,(,温度、摇摆、搅拌等,),一定时，镀液所允许的电流密度范围就一定了。不同的电镀添加剂所允许的电流密度范围有所不同，但通常在,8-35ASF,。,操作条件对镀铜品质的影响,电流控制,电流密度不同，析铜的沉积,速率也不同。实验显示，电流,密度与沉积速率仅在,10-28ASF,范围内大致呈线性关系。,沉积速率,电流密度,19,电流控制,本公司测算以,22.5ASF,电流密度电镀,60,分钟可得到,1mil,厚度的镀铜,在计算时，最重要的是估算电镀面积，用计算机,CAM,辅助制造可较精确的计算其面积,(,包括孔壁面积,),。,有了以上的关系式，则可计算电镀时电流的大小，如需获得,N mil,厚度之镀铜，则计算电镀时间如下：,T = D,S,N,60(分钟),电流密度 D =,电流面积 S,电流值 I,操作条件对镀铜品质的影响,20,二、外层蚀刻,21,工艺流程,水洗,子液/酸洗,检查,碱蚀板,水洗吸干,水洗,退膜,入板,烘干,收板,检查,出货,检查,退锡,22,退膜段,原理,利用强碱液,(,NaOH,),使曝光干膜溶解或剥离,.,设备,高压泵,将,NaOH,的水溶液加压，并通过密排的喷嘴均匀喷射在板上。,工作原理,23,退膜段,注释,因为在退膜过程中会产生泡沫影响退膜效果，多在生产中补加消泡剂以减少起泡,。,NaOH,的浓度以,4%,为最佳，此时退下的膜碎较细，易过滤去除，控制浓度,3-5%.KOH,的浓度过高或过低退膜的效果均不理想，,退膜段破点控制在,40-60%,。,工作原理,24,蚀板段,反应原理,利用二价铜铵络和离子的氧化性把不需要的铜从板上 蚀掉，只有碱性蚀刻一种：,蚀铜： Cu,+,+Cu,(NH,3,),4,2+,2Cu(NH,3,),2,+,再生,：,2Cu(NH,3,),2,+,+ 2NH,4,Cl + 2NH,3,+ 1/2 O,2,2Cu,(NH,3,),4,2+,+2Cl,-,+H,2,O,Cu,Cu(NH,3,),2,+,Cu,(NH,3,),4,2+,工作原理,主要成份,：,蚀板盐+氨水,25,蚀板段,注释,铜在,Cu(NH,3,),4,2+,作用下，,Cu,被氧化成一价铜氨络合物，在氧气作用下又重新被氧化为二价铜氨络合物。此反应若要保持正常进行，,首先母液中需有一定量的,Cu(NH,3,),4,2+,，同时需要充足的空气参与。溶液的,pH,值亦需保持在一个稳定的范围,，因此抽风量的控制显得较为重要。,工作原理,26,操作条件,工作原理,27,蚀板段,子液配制时可用温水加入配料缸内，缸内加入所需的UEFL蚀板盐，打开搅拌器进行搅拌。加入所需氨水，并补加水至水位线，搅拌直至氨盐完全溶解。配料缸需封好盖口以减低氨气损耗。,子液的配置,蚀板液因不断消耗NH,4,Cl和NH,3,H,2,O,，需保持一定的补充量，补充的药液不含铜离子，称为子液。,What,How,工作原理,28,蚀板段,蚀板缸药水浓度问题及改善,29,退锡段,原理：,专用退锡水与锡反应溶去线路表面镀锡层。,操作条件：,30,