《沉铜和板电工艺培训讲义》.ppt

PTH&PTH&板电原板电原理讲义理讲义一、沉铜目的一、沉铜目的及原理及原理v（1）目的：使孔壁上通过化学反应而沉积一层的铜，使孔壁具有导电性，通常也称作化学镀铜、孔化v（2）原理：络合铜离子（Cu2+-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Cu2+被还原 Cu2+＋2HCHO＋4OH- Cu＋2HC—O-CuPdv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、沉铜流程二、沉铜流程 v（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）v换 槽：处理25-35平米/L时即可更换新缸三、三、PTHPTH各各药水缸成份及其作用药水缸成份及其作用 三、三、PTHPTH各各药水缸成份及其作用药水缸成份及其作用v（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: 4MnO4-+有机树脂+4OH-→4MnO42-+CO2↑+2H2O 2MnO42-+[1/2O2]+H2O 2MnO4-+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; KMnO4 ，开缸量为45-65g/L，最佳值为55g/L，生产每千尺板需补加KMnO4 1.6kg;温 度：65-85℃ 时间：12-18min（标准为15min）电三、三、PTHPTH各各药水缸成份及其作用药水缸成份及其作用v（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；温 度：室温； 处理时间：1-3min（标准为2min)；换 槽：每班更换一次；三、三、PTHPTH各各药水缸成份及其作用药水缸成份及其作用v（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H2SO4 开缸时酸当量为，最佳值为 生产每千尺板需补加H2SO4；温 度：室温； 处理时间：3-5min（标准为4min）；换 槽：处理8-10平米/L时即可更换新缸；v（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、三、PTHPTH各各药水缸成份及其作用药水缸成份及其作用v（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、H2SO4 开缸量为4-6%(V/V) ，最佳值为5 %（V/V）， 生产每千尺板需补加H2SO4 2L ；温 度：25-35℃ 处理时间：1-3min（标准2min）；微蚀速率：1-2um/min 换 槽：铜离子≥25g/L时重新开缸；三、三、PTHPTH各各药水缸成份及其作用药水缸成份及其作用v（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； 温 度：室温 时间：（标准为1min）； 换 槽：生产20-30平米/L时就应更重开新缸；三、三、PTHPTH各各药水缸成份及其作用药水缸成份及其作用v（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；三、三、PTHPTH各各药水缸成份及其作用药水缸成份及其作用（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：PdCl2+SnCl2→PdSnCl4(中间态) PdSnCl4→变成绿色锡离子 PdSnCl4+6PdCl2→SnPd7Cl16(催化剂)负 反 应：Pd2++Sn2+→Pd0+ Sn4+ (在酸液及氯离子保护下，才能稳定) Sn4+ +9H2O → H2SnO3·6H2O+4H+ 不能带入水，否则会水解 三、三、PTHPTH各各药水缸成份及其作用药水缸成份及其作用锡酸v（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；温 度：室温 处理时间：1-3min(标准2min）；换 槽：生产20-30平米/L时就应更重开新缸； 三、三、PTHPTH各各药水缸成份及其作用药水缸成份及其作用三、三、PTH各各药水缸成份及其作用药水缸成份及其作用v（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 标准添加量为平米； 3、CU-160B 开缸量为7%（V/V）， CU-160B 标准添加量为平米； ；其它成份控制范围内：1、Cu2+ ，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：12-18min（标准15min）三、三、PTH各各药水缸成份及其作用药水缸成份及其作用v（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- H2↑+HCOO-（甲酸） 接着是铜离子被还原 Cu2++H2+2OH-→Cu+2H2O Pdv （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， Cu2+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- Cu2++2H- → Cu ↓ 2、负反应：三、三、PTHPTH各各药水缸成份及其作用药水缸成份及其作用催化+ OH O（12）三、化学铜缸（需机械摇摆、空气搅拌和循环过滤） ①2Cu2++HCHO+5OH- → Cu2O↓+ HCOO-+3H2O； ②“康尼查罗”反应 2HCHO+NaOH → HCOONa+CH3OH生成甲酸、甲醇 ； ③甲醇可使 Cu2+ → Cu+ Cu2O → 2Cu++2OH- Cu2O+H2O → Cu↓+ Cu2+ +2OH- 2Cu+ → 2 Cu2++ Cu↓ 氧化亚氧化亚 铜沉淀铜沉淀H2O4三、三、PTHPTH各各药水缸成份及其作用药水缸成份及其作用vA、铜离子Cu2+浓度 化学镀铜速率随镀液中Cu2+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。

vB、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 vC、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、影响化四、影响化学铜速率的因素学铜速率的因素vD、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、影响化四、影响化学铜速率的因素学铜速率的因素五、沉铜常见问题产生原因及解决方法v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五、沉铜常见问题产生原因及解决方法v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五、沉铜常见问题产生原因及解决方法v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）板电原理讲义板电原理讲义 一、电镀基础理论一、电镀基础理论 v（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v（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 二、板电的目的及流程二、板电的目的及流程v（1）目的：v加厚孔内镀铜层使导通良好； v（2）流程：v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v（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：3-5min(标准4min)；换 槽：当Cu2+≥2g/L或处理8-10平米/L时需重新开缸； 二、板电药水二、板电药水缸成份及其作用缸成份及其作用v（2）酸浸 药水成份：H2SO4(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：1-3min（标准2min）二、板电药水二、板电药水缸成份及其作用缸成份及其作用v（3）镀铜缸 药水成份：CuSO4.5H2O：60-80g/L(最佳值70g/L) H2SO4 ：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、板电药水二、板电药水缸成份及其作用缸成份及其作用v(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（AR级的纯H2SO4）； (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、板电各药水二、板电各药水成份及设备的作用成份及设备的作用 v(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、板电各药水二、板电各药水成份及设备的作用成份及设备的作用 vc：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 CB-203B 酸性铜光泽剂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、板电各药水二、板电各药水成份及设备的作用成份及设备的作用 v（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、影响电路三、影响电路板镀铜的因素板镀铜的因素 v1．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、提高分布力与表四、提高分布力与表面厚度分布的均匀性面厚度分布的均匀性 沉铜常见问题产生原因及解决方法v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；。