Uniplate知识培训

中處理Uniplate知識培訓 水平電鍍工序主要由三部分組成1. 前處理 (磨板機) 2. 水平除膠 ( P-Line) 3. 水平沉銅電銅 ( LB-Cu12-Line) 下面簡單地介紹一下水平除膠和水平沉銅電銅工藝 P-Line : 水平除膠主要作用是將鑽孔殘膠除盡以利于沉銅工序及內層銅與孔壁的連接導通另外還有一個作用為清潔整孔調整孔壁的電性 以利于得到良好的沉銅效果. 此制成適用于多層板和某些特殊要求的雙面板. 主要流程膨松 水洗 高錳酸鈉 水洗 還原清潔 水洗 烘干 LB-Cu12-Line 水平沉銅是利用原子鈀的吸附性通過化學反應在板面與孔內沉上0.30.7um厚的薄銅實現層與層之間的導通脈沖 電鍍主要是利用脈沖波形發生器產生周期性變化的脈沖電流 通過夾具傳導到板上并通過電化反應在板面與孔壁均勻地 鍍上一層銅以達到客戶的要求主要流程 除油 微蝕 預浸 活化 還原 沉銅 間隙調節 酸浸 44#電銅 定位調節 51#電銅 抗氧化 烘干 （注水洗未寫入）1. 水平除膠的主要原理膠渣（環氧樹脂）經過膨松處理后在鹼性高錳酸鈉(NaMnO4)溶液中會發生反應而高錳酸鈉在反應中被還原錳酸鈉(Na2MnO4)，再轉化成不溶的棕色的二氧化錳(MnO2)最后通過還原清潔(H2SO4+H2O2)將殘留的二氧化錳除去. 主要反應式C+2NaMnO4+2NaOH Na2MnO4+ Na2CO3+MnO2+H2O MnO2+H2SO4+H2O2 MnSO4+2H2O+O22. 水平沉銅的反應機理: 為了在非導體環氧樹脂和玻璃纖維布材料表面形成導電層而采用的化學銅主要成份有提供銅離子的硫酸銅提供強鹼環境的氫氧化鈉在強鹼環境中強還原劑的甲醛防止銅離子在強鹼環境中形成氫氧化銅沉澱的絡和劑酒石酸鈉及其他多種有機安定劑與添加劑.主要反應式 Pd2HCHO+Cu2+4OH- Cu+2HCOO-+2H2O+H2 3. 脈沖電鍍的反應機理: 脈沖電鍍主要是利用脈沖波形發生器產生周期性 變化的脈沖電流通過夾具傳導到板上并通過電化反應在板面與孔壁 均勻鍍上一層銅. 主要反應式 電銅槽陰極 Cu2+ 2e- Cu0 Fe3+ e- Fe2+ 電銅槽陽極 Fe2+ Fe3+ e- 溶銅槽的主要反應式 2Fe3+ + Cu0 2Fe2+ + Cu2+9.9 再生器oxamat操作指示環氧樹脂在鹼性高錳酸根(NaMnO4)溶液中會被氧化分解，而高錳酸鉀在反應中被還原錳酸根(Na2MnO4)，再轉化成不溶的棕色的二氧化錳(MnO2)。再生器是利用電解原理在陽極將錳酸根氧化回高錳酸根，降低錳酸根的濃度，防止二氧化錳的形成。Anode reaction (阳极反应) MnO42- - MnO4- + e- (Major reaction, 主反应 )4OH- - 2H2O + O2 + 4e- Cathode reaction (阴极反应) 2H2O + 2e- - H2 + 2 OH- (Major reaction, 主反应 ) MnO4- + e- - MnO42- MnO4- + 2H2O + 3e- - MnO2 + 4OH-9.9.1操作條件-外圍金屬綱為陽極,而中間的金屬柱為陰極.-共有十個再生器,總電流不超過1500A,電壓在3至5伏特範圍內.-電流過大會導致電纜溫度過高.-在正常操作時,每個再生器的電流應大致一樣,另外正負極電流應相同.-在停產或產量低時,(錳酸根,Na2MnO4濃度不高的情況下),可把電流調低.每次清洗后用低电流活化再生器15-30分钟 (稳压2.5-2.7V 或 15-20A/再生器),然后调回生产时的设定。9.9.2.維修保養在操作時，再生器的綱壁會有二氧化錳的沉積，而影響再生器的工作效率，因此需要定期保養，清除沉積物(大約每兩周洗槽)。參閱 (9.1高錳酸鈉洗槽指引)11.2 Redumat operationRedumat用电解的原理将过多的三价铁离子还原成二价铁离子,以避免铜离子上升的现象. 同时有小部份电流也将铜离子还原成金属. 而氧气在阳极产生及逸走Anode reaction (阳极反应): 2 H2O - O2 + 4H+ + 4e (main 主反应) Fe2+ - Fe3+ + e (minor副反应)Cathode reaction (阴极反应): Fe3+ + e - Fe2+ (main 主反应) Cu2+ + 2e - Cu0 (minor副反应)Operation Condition 操作条件 钛阴极纲连接到铜球, 而阳极纲在槽子的顶部方便氧气逸走. 每个铜槽有四套Redumat. 每套Redumat可打最大直流电200安培电流的大小根据铜离子及三价铁离子浓度而定.一 沉銅（化學銅）過程中的正副反應自然界一切事物的發生發展都是受到制約的，因為它們也同時孕育著相反的過程，化學鍍銅反應過程當然也不例外，掌握這一矛盾規律，將有助於提高實際控制的效果，減少“反缸”（Decomposition）、“黑孔”及“中毒”等現象的發生，保證產品的質量與降低藥物的消耗。 經鈀缸（槽）活化處理後，鍍件上非導體表面分佈著均勻的催化活性的單分子層，於是在Pd為催化劑及鹼性條件下，甲醛離解（氧化）而產生甲酸根陰離子： HCHO + OH-H2+ HCOO- 接著是銅離子被還原： Cu2+ + H2 + 2OH- Cu + 2H2O 然後，所鍍出的化學銅層又可作為自我催化的基地，Cu2+ 又在此已催化的基礎上被電子還原成金屬銅，如此接連不斷，直至減弱。 O O O | H C H + OH- H C H- H C H + OH- | OHCu2+ + 2H- Cu 此為一般公認化學銅反應的機理（Machnism）。首先是OH-投奔甲醛極性分子的正電中心，形成帶負電不安定的中間態，並瞬間拋出一個“負氫離子”然後自己氧化成甲酸。該“負氫離子”隨即迅速與二價銅離子形成銅金屬，並沉積或登陸在產品上，當然除此之外還有許多其他的副反應，將不再一一詳述。 上述反應是整個反應的主導面，直接控制了“沉銅”的進程，然而在主反應的同時，我們卻要留意槽液中所存在的負面反應： 其一 是生成氧化亞銅的沉澱： 2Cu2+ + HCHO + 5OH- Cu2O + HCOO- + 3H2O這些氧化物生成的粒子，在溶液中成為無數的晶核，將進一步導致Cu2+ 在其等表面發生的沉積，形成不少的浪費。 其二 甲醛在鹼性條件下，將會迅速地發生歧化反應，一部分會氧化成為甲酸，另一部分則還原成為甲醇。這一岔路稱為“康尼查羅”反應（Cannizzaro Reaction）。 2HCHO + NaOH HCOONa + CH3OH這種副反應一方面消耗了甲醛自身的含量，另一方面卻產生了甲酸。而這種甲酸又將使Cu2+ 的還原被阻止在一價Cu+ 狀態，於是，Cu+ 開始分道揚鑣；分別生成Cu（OH）、Cu2O等氧化物及其他歧化反應。 其三 Cu+ 的歧化反應： Cu2O 2Cu+ + 2OH- Cu2O + H2O Cu + Cu2+ + 2OH- 2 Cu2+ 2Cu2+ + Cu 上述負面反應的結果，將會造成鬼胎暗結，而這此分散於溶液中的惡性“晶核胚胎”，一旦繼續發展，將為整體槽液帶來分解（Decomposition）的危機。二 控制技術的詳究1. 主反應與副反應貫串於沉銅反應的整個過程。反應一旦開始，隨即孕育著副反應的發生發展，只不過由於主反應居於優勢領導地位，大致上還能維持著溶液沉銅反應的正常性，然而卻不能忽視副反應的存在與發展。無主不為副，無副不成主，主反應與次反應是沉銅過程的相互關連的一體兩面。 如上所述，在一般情況下，提高甲醛的濃度時“沉銅”會加快。按理說還原來一個莫？的二價銅，只需要兩個莫？甲醛配合即可，但實際甲醛用量卻高得很多。為什麼呢？原來“康尼查羅”反應要消耗大量的甲醛。換句話，隨著甲醛濃度的提高，康尼查羅反應也就更加激烈，進而導致Cu+ 被還原的結果：而Cu+ 形成是這個還原過程的半途副產品。 銅的氧化物產生是與生俱來的，這是因為甲醛必須在鹼性液體介質中才具有還原作用。可是Cu2+ 在鹼性介質中又易生成氧化物Cu(OH)2、Cu2O等雜物，且此等氧化物的生成速度將與PH值的提高會同步地加快。與此同時，沉銅過程伴隨著Cu+ 的歧化反應，於是溶液中的“微銅粒”就將絡繹不絕生生不息，成為沉銅反應的陷患。 由此而見，顧此及彼的控制方法，是我們首先所要追求的。2. 主反應並非永遠處於主導的地位，在一定的條件下，二者“拗手瓜”的結果會引起地位的轉變。一般講來，主反應會控制著過程的大方向，但是如果忽略了副反應的蔓延，抱著姑息的心態任其發展擴大，終將會出現不可收拾的局面。甲醛還原銅的反應不僅在已催化的表面上進行，某些條件下也可以在溶液本體內進行，不當銅粒上的沉積反應，必定會與催化層上的正當沉積去分一杯羹。當溶液中的微銅粒副反應取代了原來計畫的主反應時，這時再好的辦法對於（反缸）的悲慘下場也無回天之力了。 從控制技術上來講，既然副反應是必然會發生，那麼防止那“某些條件”的成熟，即須採取必要的措施去抑制副反應的發展，就正是我們所應追求的手段，不言而喻，因時應變的控制方法才是我們所期望的。3. 甲醛還原Cu2+成為金屬銅過程中，彼此的關係是相反相成的。獲得電子的Cu2+會轉化為金屬銅達到“還原”，失去電子的甲醛則自己“氧化”。氧化與還原同時存在於沉銅反應之中，互相對立雙互相依存。假設槽液中各種固體的表面會出現分極性，於是將產生下述的極化反應：陽極反應： HCHO + 2OH- HCOO- + 1/2H2 + e-陰極反應： Cu2+ + 2e- CuCu2+必須依賴甲醛所提供的電子才能沉積出金屬銅，而甲醛所失去的電子則也會依從Cu2+的需要，人們常用這種共軛理論來解釋這種氧化還原的事實。一方面在不斷地失去電子，另一方面在不斷地獲得電子，隨著反應條件的變化，失去與獲得的矛盾雙方也發生變化，因而形成： “非平衡”“平衡”“非平衡”的多樣階段性，如此回環往復，來回不斷，從溶液的整體上，運動是不平衡的，也即是失去與獲得電子是不平衡的。這是因為除了沉銅反應的主反應之外，還有許多節外生枝的過程。平衡是局部的、暫時的、非平衡是全局性、經常性的。 上乘的控制技術在於不斷地調整這種非平衡的狀態，此為其一；其二是千方百計地減少那些“多餘”的反應，使失去與獲得電子的雙方達到平衡，可惜那只是我們所夢幻的，是永遠不能實現的理想境界。4. 從本質上講，甲醛與Cu2+的關係也是供求關係。 從一般的意義上看，“求”是矛盾的主動原因，沒有“求”何來“供”？因此才有了沉銅溶液中形形色色不同種類的還原劑。在刻意加入了Cu2+的絡合劑後（如EDTA或EDTP），也才有了最佳拍擋的還原劑，在生產過程中，Cu2+不斷被還原，使得其含量也在不斷地下降，致使需求電子的一方在逐漸削弱著。 這時，必須提高Cu2+的濃度去取得電子在需求與供應之間的平衡。Cu2+濃度提高了，甲醛供應電子的能力又相對地減弱，這時只得調整甲醛供應的能力去達到新的平衡。在這種彼此消長的發展變化中，Cu2+總是起導著帶領作用的。因此，在控制技術上，掌握Cu2+的控制是個關鍵。 好比與女共舞，女性是補動的一方，在不同的情況下，要根據Cu2+對電子的需求，去適當高速甲醛提供電子的能力，以達到與配偶的適應，這是我們歷來控制沉銅反應的一個重要經驗。 例如在炎熱的三伏天，由於反應較快，Cu2+消耗過大，Cu2+曲線總是在低區徘徊。這時，控制上一方面要適當提高Cu2+的添加量，另方面要壓低甲醛含量，以及採取能抑制甲醛供應能力的其他方法。一旦時過境遷情勢回異，在冷風壓境下的寒冬裏，沉銅反應較慢，Cu2+消耗不大，Cu2+曲線總是彷徨在高區，這時，控制上一方面要適當降低Cu2+的添加量，另方面要提高甲醛的含量，以及與此有關的其他方法。 在沉銅反應的初始階段，由於靜態阻力的影響，反應遲鈍，控制上一般採用以Cu2+為主，而以甲醛及NaOH等其他添加劑為輔的調整法，有若醫生開處方，既有主攻的強劑，也有助攻或鉗制性的藥材，醫生在對症下藥的同時，也要想辦法提高免疫能力等相輔的措施。 “適應”是相對的，有時要向甲方適應，又有時須向乙方適應，這正是在控制沉銅反應時的另一個重要的經驗。根據Cu2+的變化，甲醛務必要隨時調整其適應的步伐，然而甲醛的高速速度較緩慢，要經過好幾步反應才會完成，因此，Cu2+也必須按一定情況去調整它的步伐，以達到彼此的適應，例如在降低甲醛供應電子能力的同時，也應增加它的步伐，以達到彼此的適應，例如在降低甲醛應電子能力的同時，須設法降低Cu2+的接受電子的能力。 同步反應中，既有甲醛向Cu2+的適應，也有Cu2+的向甲醛的適應，或者是甲醛去向NaOH適應，所謂主要向甲方適應，是指向甲方的適應大於向乙方的適應的結果。所以與之相適應的控制技術昌不能單方面、孤立地調整，而是在“優先調整”甲方的同時，也要“附帶調整”乙方，反之亦然，舉個例證，又如當NaOH的含量太多，而甲醛卻又含量不足時，則槽液將呈現“積滯”狀況，此時，在指令停加NaOH的同時，還須適當酌量的添加甲醛，逐漸引導它們達到適應的水平，這樣做雖然會加劇反應，甚至有（反缸）的危險，不過，正所謂（欲擒故縱），退一步，進兩步，欲所進而在所難免也。这是线路板非薄导体通孔之真正金属给的开始，对于线路板品质的优劣具有重大的影响。各种专业书籍及期刊中谈论到无电铜的文章真是汗牛充栋不胜枚举，但说穿了其原理与初中理化中及医事检验尿中糖份之斐林溶液反应（fehling solutiou）完全一样，只不过是更为复杂及精致以符合线路板高品质之成品及容易管理的良好制程，但众多之技术文献却很少从基本上做仔细的探讨及介绍，笔者不吝孤陋将所读过的各种资料作一较有系统的整理期能对国人有所助益。