图电、蚀刻工艺

YANTAT：LINHAI1of62恩达电路（深圳）有限公司YanTatCircuit(ShenZhen)Co.,Ltd.YANTAT：LINHAI2of62一、图形电镀YANTAT：LINHAI3of62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Cu2+溶于溶液中，阴极(飞巴，生产板)Cu2+获得电子还原成Cu原子。阴极反应：Cu2++2e-=Cu阴极副反应：Cu++e-=Cu，Cu2++e-=Cu+由于铜的还原电位比H+高得多，所以一般不会有H2析出。YANTAT：LINHAI4of62阳极反应：Cu-2e-=Cu2+阳极副反应：Cu-e-=Cu+在足够硫酸环境下，亦有如下反应2Cu++1/2O2+2H+=2Cu2++H2O当硫酸含量较低时，有如下反应2Cu++2H2O=2Cu(OH)2+2H+2Cu(OH)2=Cu2O+H2OCu2O即成“铜粉”，有Cu2O出现时镀层会变得疏松粗糙。电镀铜的机理YANTAT：LINHAI5of62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：Sn2++2e-=Sn阳极反应：Sn-2e-=Sn2+镀锡溶液主要成份是硫酸亚锡和硫酸。电镀锡的机理YANTAT：LINHAI6of62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YANTAT：LINHAI7of62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UsageYANTAT：LINHAI8of62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。YANTAT：LINHAI9of62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YANTAT：LINHAI10of62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。YANTAT：LINHAI11of62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。ControlandUsage铜缸各药水的作用YANTAT：LINHAI12of62ControlandUsage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%。ControlandUsage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YANTAT：LINHAI13of62Usage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YANTAT：LINHAI14of62Consume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YANTAT：LINHAI15of62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CompareYANTAT：LINHAI16of62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20-300C。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Cu2+,消除Cu+的影响。YANTAT：LINHAI17of62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450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。450缸底450操作条件对镀铜品质的影响YANTAT：LINHAI18of62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。YANTAT：LINHAI19of62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YANTAT：LINHAI20of62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Nmil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YANTAT：LINHAI21of62二、外层蚀刻YANTAT：LINHAI22of62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YANTAT：LINHAI23of62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YANTAT：LINHAI24of62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YANTAT：LINHAI25of62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(NH3)42+2Cu(NH3)2+再生：2Cu(NH3)2++2NH4Cl+2NH3+1/2O22Cu(NH3)42++2Cl-+H2OCuCu(NH3)2+Cu(NH3)42+工作原理主要成份：蚀板盐+氨水YANTAT：LINHAI26of62蚀板段注释铜在Cu(NH3)42+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(NH3)42+，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YANTAT：LINHAI27of62操作条件温度46-540CpH7.5-8.7(250C)铜95-125g/L氯离子4.2-5.0M比重1.16-1.18设备摇摆式循环喷淋，可保证喷淋均匀。工作原理YANTAT：LINHAI28of62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NH4Cl和NH3H2O，需保持一定的补充量，补充的药液不含铜离子，称为子液。WhatHow工作原理YANTAT：LINHAI29of62蚀板段蚀板缸药水浓度问题及改善问题改善方法铜含量高铜含量低降低比重计感应器升加比重计感应器氯离子浓度高氯离子浓度低减低排气/降低温度/加水/降低子液度加入UEFL蚀板盐，减低铜量增加补充液中浓度PH值过高PH值过低增加排气，升高铜量或降低补充液中总碱度减低排气，降低铜量，加入氨水或增加补充液中总碱度YANTAT：LINHAI30of62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：总酸度3.0-4.5N喷淋压力15-45PSI输送速度2.0-3.5m/min比重1.2-1.5