化学沉铜原理及异常课件

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,#,培训大纲,1.PTH,介绍,2.,化学沉铜原理介绍,3.,化学沉铜异常及处理,培训大纲1.PTH介绍2.化学沉铜原理介绍3.化学沉铜异,1,PTH,简要介绍,双面板或多层复合板各层铜箔之间原本是绝缘层,有时为了实现某些要求功能,需要各层间的连接与导通,此时就需在铜箔上镀导通孔即,PTH(Plating Throught Hole),通孔横截面模型,PTH简要介绍双面板或多层复合板各层铜箔之间原本是绝缘层,有,2,PTH,的方式,黑孔,(Black Hole)+,电镀,化学沉铜,+,电镀,PTH的方式黑孔(Black Hole)+电镀,3,化学沉铜,原理,介绍,化学沉铜原理及异常课件,4,流程简介,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,流程简介膨松除胶渣中和,5,膨松,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,成分及操作条件,:,膨松NaOH 20g/l成分及操作条件:,6,膨松,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。,膨松,7,NaOH,35g/l,KMnO4,55g/l,NaCIO,0.5g/l,温度,75,时间,10min,成分及操作条件,:,除胶渣,NaOH35g/l成分及操作条件:除胶渣,8,除胶渣,功能：利用,KMnO,4,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：,4MnO,4,-,C,环氧树脂,4,OH,-,4MnO,4,2-,CO,2,2H,2,O,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-,除胶渣功能：利用KMnO4的强氧化性,在高温及强碱条件下与树,9,H2SO4,100mL/l,NaC2O4,30g/l,温度,40-50,时间,5-7 min,成分及操作条件,:,中和,H2SO4100mL/l成分及操作条件:中和,10,中和,功能：除去残存在板面及孔壁死角处的,MnO,2,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,中和功能：除去残存在板面及孔壁死角处的MnO2和高锰酸盐。,11,调整,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,.,调整成份：清洁-调整剂 DI水,12,调整,注意点：,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；,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；,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；,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；,除油后水洗要充分，建议采用热水洗后，加,1-2,道自来水洗；,调整 注意点：,13,清洁,-,调整剂对界面活性的调节机理,除胶渣后的孔壁表面,清洁后的孔壁表面,清洁-调整剂对界面活性的调节机理除胶渣后的孔壁表面清洁后的孔,14,H2SO4,100mL/l,H2O2,80ML/l,NH2CH2NH2,10g/l,温度,20 30,时间,12min,成分及操作条件,:,微蚀,H2SO4100mL/l成分及操作条件:微蚀,15,微蚀,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-,微蚀功能:,16,微蚀,注意点：,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；,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；,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；,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；,微蚀 注意点：,17,微蚀前后的铜面状况,微蚀前,微,蚀后,微蚀前后的铜面状况微蚀前微蚀后,18,成分及操作条件,:,预浸,主要成分：,HCL,、,SnCL2 aq,比重：,1.120-1.150,温度：常温,时间：,1-2 min,成分及操作条件:预浸 主要成分：HCL 、SnCL2,19,预浸,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；,预浸功能:防止板子带杂质污物进入昂贵的钯槽;防止板面太多的水,20,预浸,注意点：,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；,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；,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；,预浸 注意点：,21,成分及操作条件,:,活化,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,成分及操作条件:活化成分：SnCL2.2H2O、PdCL,22,活化,成份,:SnCl,2,PdCl,2,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。,Pd,2+,+2Sn,2+,(PdSn,2,),6+,(PdSn,2,),6+,Pd+Sn,4+,+Sn,2+,Pd+nSn,2+,+3nCl,-,Pd(SnCl,3,),n,n-,活化成份:SnCl2 PdCl2 DI水Pd2+,23,活化,注意点：,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,;,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；,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；,活化 注意点：,24,活化后的孔壁表面,活化后的孔壁表面,25,成分及操作条件,:,加速,HBF4,5g/l,CH3BH4,0.5g/l,温度,20-30,时间,4-5 min,成分及操作条件:加速HBF4 5g/l,26,加速,功能,:,剥去,Pd,外层的,Sn,4+,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,SnCl,2,、,Sn(OH),4,、,Sn(OH)Cl,2,等除去。,SnCl,2,+2HBF,4,Sn(BF,4,),2,+2HCl,Sn(OH),4,+4HBF,4,Sn(BF,4,),4,+4H2O,Sn(OH)Cl+2HBF,4,Sn(BF,4,),2,+HCl+H,2,O,加速功能:剥去Pd外层的Sn4+外壳,露出Pd金属,清除松散,27,加速反应,注意点：,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；,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；,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；,加速反应 注意点：,28,加,速剂后的孔壁表面,加速剂后的孔壁表面,29,成分及操作条件,:,化学沉铜,CU2+2.5-3.5g/l,NaOH 9-13g/l,HCHO 2.5-5g/l,EDTA 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,成分及操作条件:化学沉铜CU2+2,30,化学沉铜,功能,:,在钯的催化作用下被甲醛还原而沉于钯上,.,原理,:,CuSO,4,+2HCHO+4NaOHCu+NaSO,4,+2HCOONa+2H,2,O+H,2,1.,电子的形成,:,HCHO+OH,-,H,3,COO,-,H,3,COO,-,+OH,-,HCOO,-,+H,2,O+H,-,H,-,H,0,+e,-,(,在,Pd,的导电作用下,),2.,钯表面起始反应,:,Pd+2e,-,+Cu,2+,Pd-Cu,Pd-Cu+2e,-,+Cu,2+,Pd-Cu+Cu,3.,自我催化反应,:,Cu,0,+2e,-,+Cu,2+,Cu,0,+Cu,0,化学沉铜功能:在钯的催化作用下被甲醛还原而沉于钯上.,31,化学沉铜,注意点,:,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,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；,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；,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