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1、 电镀培训教材电镀培训教材2021/9/261深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D一、工序简介 钻孔后的板经磨板去除钻孔毛刺和板面氧化层，再经除胶渣处理，利用化学的方法在经过除胶渣处理后的孔壁上沉积一层铜层，并用电镀铜的方法使孔壁和板面铜层加厚，实现线路板层间的导通。2021/9/262深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D二、制作流程简介制作流程:去毛刺 除胶渣 化学沉铜 板面电镀 外层干膜 图形电镀 2021/9/263深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D1.去毛刺流程及作用 流程:入板 机械磨板 超声波水洗 高压水洗 烘干 出板设备能力:板厚：0.5-12.7mm 去毛刺:去除钻孔毛
2、刺和板面氧化物，清洗孔壁。磨辘:280#和320#2021/9/264深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D2.Desmear/PTH工艺流程及原理2.1 设备：化学沉铜自动生产线2.2 Desmear/PTH工艺流程 上板 膨胀 三级水洗 除胶渣 三级水洗 中和 二级水洗 调整(除油2 除油1)三级水洗 微蚀 二级水洗 预浸 活化 二级水洗 加速 水洗 化学沉铜 三级水洗 下板2021/9/265深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D2.2.1 膨胀(Sweller)1.作用作用 树脂残胶是由于钻孔的高温作用粘在内层铜截面上，膨胀主要使孔壁上的树脂软化膨松，利于高锰酸钾除去 孔壁上的树脂。2
3、.主要成分主要成分 膨胀剂211(R&H)氢氧化钠3.操作条件操作条件 操作温度:78-82 处理时间:6-8mins 211强度:80-110%NaOH:0.7-1.0N 注:1#程序处理时间:6-7mins(normal Tg)2#程序处理时间:8-9mins(high Tg)2021/9/266深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D2.2.2 除胶渣(Desmear)1.作用 除胶渣是利用强氧化剂(如高锰酸钾)去除钻孔后孔壁表面的树脂残渣，并使孔壁树脂表面粗化，增加沉铜层与孔壁的结合力。2.主要成分 Circuposit MLB Promoter 214D-2(R&H)高锰酸钾(KMnO
4、4)氢氧化钠3.操作条件 操作温度:78-82 处理时间:8-14mins KMnO4:50-60g/l NaOH:1.0-1.3N K2MnO425g/l 搅拌方式:机械搅拌或打气 注:1#程序处理时间:8-9mins(normal Tg)2#程序处理时间:14-15mins(high Tg)2021/9/267深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D2.2.2 除胶渣(Desmear)(续)4.反应原理 4MnO4-+C(树脂)+OH-4MnO42-+CO2+2H2O(主反应）副反应：2MnO4-+2OH-2MnO42-+1/2O2+H2O MnO42-+H2O MnO2 +2OH-+1/2
5、O2 5.再生器 利用高锰酸钾再生器电解MnO42-、MnO2副产物再生出MnO4-重复利用。再生电流：120-180A/组再生器 再生能力：250L/组再生器 2021/9/268深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D2.2.3 中和(Neutralizer)1.作用 除去除胶渣药水残留物(高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰)，防止残留物对除油及活化药水造成污染。2.主要成分 H2O2 和 H2SO43.操作条件 操作温度:22-28 处理时间:2-3mins H2O2浓度:1.5-2.5%H2SO4:1.5-2.5%4.反应原理 4MnO4-+H2O2+H+4MnO42-+O2 +H2O 2021
6、/9/269深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D2.2.4 调整/除油(Conditioner/Cleaner)1.作用 清除板面及孔壁轻微的污染，并调整孔壁使玻璃纤维表面负电性转为正电性，利于活化剂的吸附。2.主要成分 Circuposit Conditioner 3320(R&H)3.操作条件 操作温度:47-53 处理时间:6-8mins 3320浓度：0.5-0.7N Cu2+2g/l2021/9/2610深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D2.2.5 微蚀(Micro Etch)1.作用 去除板面氧化物及粗化板面和内层铜，增强化学铜与底铜的结合力。2.主要成分 Na2S2O8 和
7、 H2SO43.操作条件 操作温度:24-28 处理时间：1-2mins Na2S2O8:55-85g/l H2SO4:1.0-2.5%Cu2+20g/l4.反应原理 Na2S2O8+H2SO4 +Cu CuSO4+Na2SO4+H2O 2021/9/2611深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D2.2.6 预浸(pre-dip)1.作用 预处理板料的板面及孔壁，使活化剂更好吸附，同时避免水带入使活化液水解被破坏。2.主要成分 预浸粉 Cataprep 404(R&H)3.操作条件 温度:30-36 处理时间:0.5-1mins 比重:1.120-1.160 Cu2+5g/l Cu2+2g/l
8、2021/9/2613深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D2.2.7.1活化剂1.分类分类 胶体钯(Pd Colloidal)和离子钯(Pd ion)2.胶体钯活化原理胶体钯活化原理 胶体钯是一种酸性溶液，含HCl、NaCl、SnCl2、PdCl2。胶体钯是由Pd、Sn2+、Cl-等层次的质点组成PdSnCl3-n胶体质点，胶体钯经水洗后形成Pd和Sn(OH)Cl胶状物，加速处理后将Sn(OH)Cl除去，从而提高Pd活性中心的活性。3.离子钯活化原理离子钯活化原理 离子钯是一种碱性溶液，活化剂的主要成分是合离子钯，即PdCl2和络合剂在碱性条件下产生溶于水的钯离子络合物，活化处理后，在水洗时
9、PH突降，络合钯离子沉积在板面上及孔内壁，离子钯需用强还原剂(如硼氢化合物）将其还原成原子形式才能与铜发生反应。2021/9/2614深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D2.2.8 加速(Accelerator)1.作用 胶体钯经水洗后形成Pd和Sn(OH)Cl胶状物，加速处理后将Sn(OH)Cl除去，使吸附在板面和孔壁的Pd裸露出来，从而提高Pd活性中心的活性，利于化学沉铜进行。2.主要成分 Accelerator 19E3.操作条件 温度：24-32 处理时间：5-6mins 酸当量：0.12-0.20N Cu2+:0.2-0.6g/l2021/9/2615深圳崇达多层线路板有限公司ME
10、/R&D2.2.9 化学沉铜(Electroless copper)1.作用 在钯的催化作用下，用化学的方法在孔壁上沉积一层铜层，为后续的电镀铜作准备。2.主要成分(开缸)Circuposit 3350A (R&H):CuSO4+HCHO Circuposit 3350B (R&H):NaOH Circuposit 3350M (R&H):EDTA3.自动添加 Circuposit 3350R(R&H):EDTA Circuposit 3350C(R&H):NaOH+稳定剂 Cuposit Y (R&H):HCHO Cuposit Z (R&H):NaOH 添加量比例：3350A:3350C:
11、3350R:CPY:CPZ=1:0.5:0.36-0.39:0.1:0.12021/9/2616深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D4.化学沉铜药水作用 1)Cu2+(CuSO4或CuCl2)提供反应所需的铜 2)HCHO 还原剂，在活化过的基体表面自催化沉铜 3)NaOH 提供碱性反应条件，主要反应物 4)EDTA 络和物，防止Cu2+在强碱下产生Cu(OH)2沉淀 5)稳定剂 使化学沉铜液不产生自然分解，另外可以 改善化镀层物理性能，改变化学镀铜速率。5.反应原理(1)Cu2+2HCHO+4OH-Pd Cu+2HCOO-+2H2O+H2(2)2Cu2+HCHO+5OH-Cu2O+HCOO
12、-+3H2O(3)2HCHO+NaOH HCOONa+CH3OH(4)Cu2O+H2O Cu+Cu2+2OH-(1)为主反应，(2)(3)(4)为副反应2021/9/2617深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D2.2.10 化学沉铜工艺条件控制1.工艺参数 Cu2+:1.8-2.2g/l HCHO:2.0-5.0g/l NaOH:6.0-9.0g/l EDTA:25-40g/l 温度：40-46 处理时间:9-10mins2.操作条件的影响 1)温度对沉铜速率影响较大，温度升高沉铜速率加快 2)NaOH、EDTA、HCHO和Cu2+浓度升高，沉铜速率 加快，HCHO浓度高背光好 3)打气可维
13、持化学沉铜药水的稳定，使其不易产生沉淀2021/9/2618深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D2.2.11 过程控制1.除胶速率测试 范围:0.1-0.6mg/cm2 1次/班2.微蚀速率测试 范围:0.65-1.35um/cycle 1次/班3.沉铜速率测试 范围:0.35-0.9um/cycle 1次/班4.背光测试 背光级数:8.5级 1次/2h5.药水监控及维护 采取定期化学分析添加、自动添加和按千尺用量添加 定期对药水缸进行清洗及保养，按照生产板面积或某种成分含量换缸6.可靠性测试 2021/9/2619深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D2.2.12 机器设备1.Protek
14、 龙门式自动生产线 采用DMS系统，PLC控制，4台天车，能实现对操作条件、生产状态设备状态和生产记录的监控及追溯 2.辅助设备 1）震动器：通过震动器震动板，使小孔内的气泡逸出并使药水与孔壁充分接触反应 所有药水缸安装电震和气震 2）机械摇摆 1.摇摆幅度:40mm(10mm、20mm、30mm、40mm可调）2.频次:5-20次/min 3.角度:15度 利于孔内药水的交换，并使气泡容易被破坏 3）挂篮 挂篮使用12个梳齿，板与板之间间隔15-20mm，设计有一定倾 斜度，利于气泡逸出。2021/9/2620深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D2.2.13 主要缺陷、成因及处理方法缺陷可
15、能原因处理方法 除胶不净膨胀缸药水浓度偏低分析调整并按千尺添加除胶缸药水浓度偏低分析调整并按千尺添加膨胀与除胶处理条件不匹配调整膨胀与除胶处理条件树脂收缩膨胀剂处理效果差更换较强的膨胀剂膨胀与除胶渣条件不匹配调整膨胀及除胶渣的操作条件沉铜层与板面铜层分离微蚀不足检查微蚀缸药水浓度和温度状况板面严重氧化或其它污染沉铜后的板浸稀酸机器故障导致板面钝化按程序进行返工孔内无铜(背光不良)中和处理不良检查药水浓度及温度是否正常除油处理不良检查药水浓度及温度是否正常活化处理不良检查药水浓度及温度是否正常沉铜缸药水活性低分析调整药水浓度并拖缸处理孔壁残留气泡检查震动器是否正常2021/9/2621深圳崇达多
16、层线路板有限公司ME/R&D3.板面电镀(Panel Plate)1.设备 PAL 龙门式垂直自动电镀线(OSST系统TPP程序)2.工艺流程 上板 除油 喷淋水洗 热水洗 水洗 预浸 电镀铜 水洗+顶喷 防氧化 水洗 烘干 下板 夹具退镀 二级水洗 上板 2021/9/2622深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.1 除油(Acid Clean)1.作用 去除板面轻微氧化物及清洗孔壁2.主要成分 Ronaclean LP-200 Concentrate(R&H)H2SO43.操作条件 温度:35-45 处理时间:3-4mins LP-200:3-5%(V/V)H2SO4:3-5%2021
17、/9/2623深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.2 预浸(Pre-dip)1.作用 去除板面及孔壁轻微氧化物，同时防止将水带入铜缸，维持铜缸药水浓度稳定2.主要成分 H2SO43.操作条件 温度:常温 处理时间:1-2mins H2SO4:8-12%2021/9/2624深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3 电镀铜(Copper Plate)1.作用 加厚孔壁及板面铜层利于后工序制作，板面电镀铜厚度达6-10m2.酸性电镀铜主要成分 CuSO45H2O(CP)H2SO4(AR,98%)Cl-(AR,37%HCl)Electroposit 1000R(Additive):(R&H
18、)Electroposit 1100C(Carrier):(R&H)2021/9/2625深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3 电镀铜(续)3.操作条件 CuSO45H2O:25-40g/l H2SO4:11-13%Cl-:40-60ppm EP-1000R:0.5-1.5 EP-1100C:40-60ml/l 温度：22-27 2021/9/2626深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.1 工艺原理1.电极反应 阴极：Cu2+2e Cu Cu2+/Cu=+0.34V Cu2+e Cu+Cu2+/Cu+=+0.15V(副反应)Cu+e Cu Cu+/Cu=+0.51V(副反应)
19、阳极：Cu-2e Cu2+Cu-e Cu+(副反应)2Cu+Cu2+Cu(副反应)2Cu+1/2O2+2H+Cu2+H2O(副反应)2Cu+H2O Cu2O+2H+(副反应)2021/9/2627深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.2 酸性鍍銅液各成分功能CuSO45H2O:镀液主盐，提供提供电镀所需Cu2及 提高导电能力 H2SO4:提高镀液的导电性和通孔电镀的均匀性，并 使镀铜层结晶细致Cl-:活化阳极使其正常溶解，并和添加剂协同作 用使铜镀层光亮、整平，降低镀层的应力添加剂:改善电镀的均匀性和深度能力，使镀层结 晶细密2021/9/2628深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D
20、3.3.3 镀铜液中各成分含量对电镀效果的影响CuSO45H2O 浓度过低，导致高电流区镀层易烧焦，电镀时可用的电流密度须减小；浓度 升高可以提高阴极电流密度，但降低镀 液的深度能力H2SO4 浓度低，溶液的导电性差，镀液的深度能力 差；浓度升高可以提高镀液的深度能力，但浓 度过高，降低Cu2+迁移率，电流效率降低，镀层延展性降低 Cl-浓度低，镀层易出现阶梯状粗糙，易出现针孔 和烧焦；浓度过高，导致阳极钝化，镀层失去 光泽，易产生铜粉2021/9/2629深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.4 添加剂对电镀铜工艺的影响1.光亮剂 选择性地吸附在受镀表面(低电流密度区或凹入区域)，降
21、低极化电阻，提高沉积速率，提高延展性与导电性2.辅助剂(整平剂和载体)选择性地吸附在受镀表面(高电流密度区或凸出区域)，增加极化电阻，提高分布均匀性，抑制沉积速率3.光亮剂和辅助剂的交互作用产生均匀的表面光亮度4.光亮剂过低，镀层不光亮，易产生烧板现象；光亮剂过高，深度能力下降，同时产生的副产物逐渐积累，导致镀层变脆，延展性降低5.副产物去除方法 炭处理，先用H2O2将副产物氧化，再用活性炭将其吸附后 过滤除去 2021/9/2630深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.5 操作条件对电镀效果的影响1.温度 1)温度升高，电极反应速度加快，允许电流密度提高，镀 层沉积速度加快，但加速添
22、加剂分解会增加添加剂消耗，镀层结晶粗糙，亮度降低 2)温度降低，允许电流密度降低，添加剂在镀液中的作用降低，导致高电流区容易烧焦。防止镀液温度过高方法：镀液负荷不超过0.2A/L，选择导电性能优良的夹具，减少电能消耗，同时使用冷水冷却2.电流密度 电镀液组成，添加剂、温度、搅拌等因素确定电流密度允许范围，提高电流密度可以提高镀层沉积速率，电流密度过高时，会使镀层结晶粗糙，镀层厚度均匀性变差2021/9/2631深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.5 操作条件对电镀效果的影响(续)3.搅拌 搅拌方式通常有：摇摆、振荡、空气搅拌、喷射系统、Eductor、超声波等，搅拌的主要目的 是提供
23、药水的快速交换，减小浓差极 化，提高分散能力 1)摇摆：移动方向与阴极成15度，摇摆幅度为50-80mm，频次为5-20次/min 2)空气搅拌:压缩空气流量0.3-0.8m3/min.m2，打气管距 槽底3-8cm，气孔直径2mm，孔间距80-130mm，孔中心线与垂直方向成45度角 3)Eductor:在缸底加装喇叭形喷咀，利用循环泵将镀液从缸底 往上喷，使镀液搅拌均匀 4)高速喷射:利用高压泵在缸内靠近板面位置（距离约为 2），以12kg/cm2压力喷出镀液，搅动镀液，同时配合沿板面 方向摇摆，使喷射均匀2021/9/2632深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.5 操作条件对电
24、镀效果的影响(续)4.过滤 连续过滤使镀液充分混合均匀，同时除去镀液中的杂物 5或10m过滤精度的PP滤芯，流量为3-6循环/h5.阴阳极面积比 S阳:S阴 1.52:1或更高6.阳极 磷铜阳极铜含量大于99.9%，磷含量:0.035-0.070%2021/9/2633深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.6 磷铜阳极的特性1.阳极反应机理 Cu-e Cu+(快反应)Cu+-e Cu2+(慢反应)阳极溶解过程中伴随有Cu+生成，且Cu+存在下述反应：2Cu+Cu2+Cu*Cu+的危害:2Cu+H2SO4 Cu2SO4 Cu2SO4+H2O Cu2O(铜粉)+H2SO4*Cu2O以电泳方
25、式沉积在阴极表面，Cu2+在其疏松晶体表面沉积，造成镀层不光亮、整平性差2021/9/2634深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.6 磷铜阳极的特性(续)2.磷铜阳极膜的作用 磷铜阳极拖缸至镀液负载到达1-2AH/L后，在表面形成一层黑色或棕黑色的薄膜(主要成分为Cu3P)称磷铜阳极膜 其作用如下:1)阳极膜本身对(Cu+-eCu2+)反应有催化、加速作用，减少Cu+的积累，阳极膜形成后能抑制Cu+继续产生 2)阳极膜减少微小铜晶粒从阳极表面脱落，在一定程度上 阻止铜阳极过快溶解2021/9/2635深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.7 电镀铜阳极表面积估算方法1.圆形钛
26、篮铜阳极表面积估算方法 S=dlf/2 =3.14 d=钛篮直径 l=钛篮长度 f=系数2.方形钛篮铜阳极表面积估算方法 S=1.33lwf l=钛篮长度 钛篮宽度=w f=系数3.f与铜球直径有关 直径=12mm f=2.2 直径=15mm f=2.0 直径=25mm f=1.7 直径=28mm f=1.6 直径=38mm f=1.22021/9/2636深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.8 电镀铜溶液的控制1.分析项目 硫酸铜浓度 2次/周 硫酸浓度 2次/周 氯离子浓度 2次/周 TBA分析添加剂(EP1000R)1次/周 CVS或萃取法分析(EP1100C)1次/月 Hul
27、l Cell 测试监控添加剂含量 2次/周 镀层延展性测试(厚度大于2mil)1次/3个月2021/9/2637深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.8 电镀铜溶液的控制(续)2.电镀铜溶液的维护 1)定期分析铜镀液中的CuSO45H2O、H2SO4、Cl-的含 量，并根据分析结果添加 2)定期用TBA、CVS或Hull Cell 分析添加剂含量并调整，同时添加剂按AH或尺数添加 EP1000R添加量：400-800ml/KAH(新开缸)200-300ml/KAH(正常）EP1100C添加量：300-400Kft2 3)低电流拖缸处理(每周一次），除去和减少金属杂质对镀 层的影响(板面
28、铜粒、铜粒塞孔等)4)定期对镀液进行炭处理(1次/4-6个月)，清洗镀槽、铜球 2021/9/2638深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.9 主要缺陷、成因及处理方法2021/9/2639深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.10 机器设备1.主要设备 PAL 龙门式垂直自动电镀线(OSST系统TPP程序)镀槽：包含钛包铜阳极杆、阳极钛篮、阴极铜V座、摇摆、阳极、阴极浮架、空气搅拌管道、循环管道 阴阳极距离：通常为1012 阳极挡板/阴极浮架：需设计出合适尺寸，改善电镀均匀性 钛篮规格:2.5 x 24.5 2.辅助设备 循环过滤系统(包含循环泵、过滤泵)、连接管道、自动添加
29、系统、冷却系统、温度控制系统、摇摆、振荡系统2021/9/2640深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.10 机器设备(续)3.整流机 提供电镀的电源 (1)分类 1）传统的直流整流机(DC)2)周期反向脉冲整流机(PPR,Periodic Pulse Reverse)4.脉冲电流波形特点 (1）正向脉冲电流(指阴极沉积铜时)宽度(时间表示)应大于 反响脉冲电流(转为阳极溶解)宽度(时间表示)(2)正向脉冲电流幅度(安培电流表示)与反向脉冲电流幅 度(峰值)之比在1:1.5-5之间2021/9/2641深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.10 机器设备(续)波形示意图 TF:
30、TR=10:0.540:2ms(一般)=20:1 IF:IR=1:1.51:3(一般)1)不同的脉冲波形对通孔、盲孔电镀深镀能力不同2)反向脉冲可使高电流区域更快溶解而低电流密度区域不受 影响，从而使孔内镀层分布均匀，深镀能力提高3)脉冲电镀需配合特种添加使用，如PPR(R&H)、S3和S4(ATO)TFTRIRIFTI2021/9/2642深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.11 电镀铜镀层厚度估算方法1.电镀铜镀层厚度估算方法(mil)1）厚度(mil)=阴极电流密度(ASD)电镀时间(min)/144 2)厚度(mil)=阴极电流密度(ASF)电镀时间(min)/1080 注:
31、1)1080：表示在1ft2上镀1 mil铜厚需要1080安培分钟 2）只适合直流电镀，电流效率按100%计 2021/9/2643深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.12 电镀铜板面镀层厚度分布评估方法1.Coefficient of Variance 平均值 i=1,2,n(n为点数）标准差 X Xi i:为单个取样点值(电镀铜层厚度不含底铜厚度)，测试板：18 24(H/H OZ)，1.6mm2021/9/2644深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.12 电镀铜板面镀层厚度分布评估方法(续)2.COV测试取点 x=458mm 25 50 153 y=610 305 m
32、m 381 458 560 585 25 115 229 344 4332021/9/2645深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.13 电镀均匀性的影响因素1.镀层均匀性的影响因素 1)阳极排布要均匀分布，镀槽两边比阴极应略缩进，防止 边缘过厚 2)电镀夹应均匀排布，且与飞巴接触良好 3)阴极底部应装有合适尺寸之浮架和浮板，防止底部过厚 4)阳极上部应增加适当高度阳极挡板，防止顶部层过厚 5)Eductor或打气均匀 6)整流机电流输出稳定，且飞巴和铜V座接触良好2021/9/2646深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.14 深镀能力的影响因素1.深镀能力的影响因素 1)电
33、势差(Eir)JT2 J:阴极电流密度 Eir=D:孔直径 2kD T:板厚度 2)质量传递 k:电导率 镀液粘度越大，流动性越小，孔内质量交换能力越差，硫 酸铜含量越高，镀液粘度越大 3)浓度超电势(m)电极表面附近溶液反应物浓度与主体溶液中反应物浓度差引起；搅拌可降低扩散层厚度，降低板面的浓度超电势，孔内的浓度超电势主要通过增加摇摆幅度及频率降低2021/9/2647深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.14 深镀能力的影响因素(续)4.镀液极化镀液极化 IS(表面电流)=V/(RS+RP)IH(孔内电流)=V/(RH+RP)RP越大，IS与IH越接近，深镀能力越好 注:RS表面电
34、阻，RP极化电阻，RH孔内电阻 提高硫酸铜浓度减小极化电阻，提高Cl-增加极化电阻 添加剂对极化的影响在于其在电极表面的吸附:a.辅助剂吸附在凸出部位或高电位区，减缓铜沉积速率 b.光亮剂吸附在凹入部位或低电位区，提高铜沉积速率2021/9/2648深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.14 深镀能力的影响因素(续)5.提高深镀能力的方法 1)降低硫酸铜的含量 2)增加硫酸浓度 3)降低电流密度 4)加强摇摆 5)选择合适添加剂2021/9/2649深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3.3.14 深镀能力测定方法及影响因素1.深镀能力(Throwing Power)G I A D
35、B E C F H J Throwing Power测定方法：TP=2021/9/2650深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D4.图形电镀(Pattern Plate)1.设备 PAL 龙门式垂直自动电镀线(DMS系统)2.工艺流程 上板 除油 喷淋水洗 热水洗 水洗 微蚀 二级水洗 铜缸预浸 电镀铜 顶喷+水洗 水洗 锡缸预浸 电镀锡 二级水洗 烘干 下板 夹具退镀 二级水洗 上板2021/9/2651深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D4.1 除油(Acid Clean)1.作用 去除干膜残渣、板面轻微氧化物及手指印等污渍2.主要成分 Acid Cleaner ACD(ATO)3.操作
36、条件 温度:30-40 处理时间:3-5mins ACD:15-20%2021/9/2652深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D4.2 微蚀(Micro Etch)1.作用 除去铜面上的氧化物，粗化铜面，提高镀铜层结合力2.主要成分 Na2S2O8 H2SO43.操作条件 温度:24-28 处理时间:1-2mins Na2S2O8:45-75g/l H2SO4:1-2%Cu2+20g/l 微蚀速率：0.701.30um/cycle 2021/9/2653深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D4.3 铜缸预浸(Pre-dip)1.作用 去除板面及孔壁轻微氧化物，同时防止将水带入铜缸，维持铜缸药
37、水浓度稳定2.主要成分 H2SO43.操作条件 温度:常温 处理时间:0.5-1mins H2SO4:7-12%2021/9/2654深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D4.4 电镀铜(Copper Plate)1.作用 在完成外层图形转移的铜面上镀上一层厚度为20-25m 铜，使孔壁及线路的铜厚满足客户要求2.主要成分 CuSO45H2O、H2SO4、Cl-Copper Gleam 125T-2(CH)Additive Copper Gleam 125-2(CH)Carrier3.操作条件 CuSO45H2O：55-68g/l H2SO4 :10-12%Cl-:40-60ppm 125T-
38、2 :2.5-5.0ml/l 125-2:10-40ml/l 温度：22-27 处理时间：86mins2021/9/2655深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D4.5 电镀铜溶液的控制1.分析项目 硫酸铜浓度 2次/周 硫酸浓度 2次/周 氯离子浓度 2次/周 CVS分析添加剂(125T-2)1次/周 CVS分析(125-2)1次/周 Hull Cell 测试监控添加剂含量 2次/周 镀层延展性测试(厚度大于2mil)1次/3个月2021/9/2656深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D4.5 电镀铜溶液的控制(续)2.电镀铜溶液的维护 1)定期分析铜镀液中的CuSO45H2O、H2SO4
39、、Cl-的含 量，并根据分析结果添加 2)定期用CVS或Hull Cell 分析添加剂含量并调整，同时添加剂按AH或尺数添加 125T-2添加量：300-400ml/KAH 125-2添加量:50-100ml/Kft2 3)低电流拖缸处理(每周一次），除去和减少金属杂质对镀 层的影响(板面铜粒、铜粒塞孔等)4)定期对镀液进行炭处理(1次/4-6个月)，清洗镀槽、铜球 2021/9/2657深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D4.6 锡缸预浸(Pre-dip)1.作用 去除铜表面的轻微氧化，同时防止将水带入锡缸，维持锡缸药水浓度稳定2.主要成分 H2SO43.操作条件 温度:常温 处理时间:0
40、.5-1mins H2SO4:5-10%2021/9/2658深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D4.7 电镀锡(Tin Plate)1.作用 在线路和孔壁上镀上一层厚度为5-10m的锡层，为碱性蚀刻提供抗蚀层2.主要成分 SnSO4 H2SO4 EC Part A(R&H)EC Part B(R&H)3.操作条件 SnSO4:35-45g/l H2SO4:9-11%Sn4+4g/l EC Part A:5.5-12.5ml/l EC Part B:30-50ml/l 操作温度:18-22 处理时间:10mins2021/9/2659深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D4.7 电镀锡(续)
41、4.镀锡原理 阳极:Sn-2e Sn2+阴极:Sn2+2e Sn Sn2+/Sn=0.136V 2H+2e H2 5.酸性镀纯锡液成分功能 SnSO4:镀锡主盐，提供Sn2+H2SO4:提供导电性，提高极化作用，防止锡离子水解 Part A:是镀锡光剂，使镀锡层结晶细致均匀 Part B:是表面活性剂，易分散在镀液中，可以增加 Part A的溶解度2021/9/2660深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D4.7 电镀锡(续)6.锡阳极 锡球含锡量:97.5099.99%，直径为25mm7.主要设备 镀槽：包含锆包铜阳极杆、阳极锆篮、阴极铜V座、摇摆、阳极、阴极浮架、阳极PP网、循环管道 阴阳
42、极距离：通常为1012 锆篮规格:2.5 x 24.5 直流整流机 辅助设备 循环过滤系统(包含循环泵、过滤泵)、连接管道、自动添加系统、冷却系统、温度控制系统、摇摆、振荡系统2021/9/2661深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D4.8 电镀锡溶液的控制1.分析项目 硫酸亚锡浓度 2次/周 硫酸 2次/周 CE Part A 2次/周 CE Part B 2次/周 2021/9/2662深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D4.8 电镀锡溶液的控制(续)2.电镀锡溶液的维护 1)定期分析铜镀液中的SnSO4、H2SO4的含量，并根据分 析结果添加 2)定期用CVS或Hull Cell 分析光剂含量并调整，同时添加 剂按AH或尺数添加 Part A 添加量：150-200ml/KAH Part B 添加量：60-100/KAH 3)低电流拖缸处理(每周一次），除去和减少金属杂质对镀 层的影响 4)定期对镀液进行过滤处理(1次/4个月)，清洗镀槽、锡球 2021/9/2663深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D4.9 镀铜主要缺陷、成因及处理方法2021/9/2664深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D