线路板图形电镀培训教材

1深圳市祥光达光电科技有限公司ShenzhenAuspiciousLightofPhotoelectricTechnologyCo.,Ltd.图形电镀培训教材联系人：唐青山联系电话：[phone]地址：深圳市福田区上步南路国企大厦永富楼2图形电镀目的在完成干菲林工序后呈现出线路的铜面上用电镀方法加厚铜层，再镀上一层锡作为该线路的保护层。深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山136824651173电镀铜工艺铜的特性–铜：元素符号Cu，玫瑰红色，原子量63.54，密度8.89克/立方厘米，Cu2+的电化当量1.186克/安时.–铜具有良好的导电性（电阻1.673uΩ.cm）和良好的机械性能（抗拉能力220-420MPa）.–铜容易活化，能够与其他金属镀层形成良好的金属--金属间键合，从而获得镀层间的良好结合力.深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山136824651174电镀铜工艺电镀铜工艺–在化学沉铜层上通过电解方法沉积金属铜，以提供足够的导电性/厚度及防止导电电路出现热和机械缺陷。电镀铜层的作用–作为孔的化学沉铜层的加厚层，通过全板镀铜达到厚度5-8微米，称为加厚铜。–作为图形电镀锡或镍的底层，其厚度可达20-25微米，称为图形镀铜。深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山136824651175除油微蚀镀锡磺酸洗电镀酸洗烘干电镀铜工艺流程深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山136824651176—酸性除油酸性除油的主要作用為除去輕度氧化及輕度污漬和手印。流流程说明电镀铜工艺流程一浸酸(10%硫酸)除去經過水洗后板面產生的輕微氧化,此酸通常為10%。深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山136824651177电镀铜的原理电镀液组成(H2O+CuSO4.5H2O+H2SO4+Cl-+添加剂)+-离子交换ne-电镀上铜层阴极(受镀物件)镀槽阳极CuCu2++2e-Cu2++2e-Cu直流整流器ne-深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山136824651178硫酸盐酸性镀铜的机理电极反应标准电极电位阴极：Cu2++2eCu。Cu2+/Cu=+0.34V副反应Cu2++eCu＋。Cu2+/Cu＋=+0.15VCu++eCu。Cu+/Cu=+0.51V阳极：Cu-2eCu2+Cu-eCu+2Cu++1/2O2+2H+2Cu2++H2O2Cu++2H2O2CuOH+2H+2Cu+Cu2++CuCu2O+H2O副反应深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山136824651179酸性镀铜液各成分及特性简介酸性镀铜液成分—硫酸銅（CuSO4.5H2O)—硫酸(H2SO4)—氯離子（Cl-)—添加劑深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511710酸性镀铜液各成分功能—CuSO4.5H2O：主要作用是提供電鍍所需Cu2＋及提高導電能力—H2SO4：主要作用是提高鍍液導電性能，提高通孔電鍍的均勻性。—Cl-：主要作用是幫助陽極溶解，協助改善銅的析出，結晶。—添加劑：主要作用是改善均鍍和深鍍性能，改善鍍層結晶細密性。深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511711酸性镀铜液中各成分含量对电镀效果的影响—CuSO4.5H2O：浓度太低，高電流區鍍層易燒焦；浓度太高，鍍液分散能力會降低。—H2SO4：浓度太低，溶液導電性差，鍍液分散能力差。浓度太高，降低Cu2+的遷移率，電流效率反而降低，並對銅鍍層的延伸率不利。—Cl-：浓度太低，鍍層出現台階狀的粗糙鍍層，易出現針孔和燒焦；浓度太高，導致陽極鈍化，鍍層失去光澤。—添加剂：（后面专题介绍）深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511712操作條件對酸性鍍銅效果的影響溫度—溫度升高，電極反應速度加快，允許電流密度提高，鍍層沉積速度加快，但加速添加劑分解會增加添加劑消耗，鍍層結晶粗糙，亮度降低。—溫度降低，允許電流密度降低。高電流區容易燒焦。防止鍍液升溫過高方法：鍍液負荷不大于0.2A/L，選擇導電性能優良的挂具，減少電能損耗。配合冷水機，控制鍍液溫度。電流密度—提高電流密度，可以提高鍍層沉積速率，但應注意其鍍層厚度分布變差。攪拌—陰極移動：陰極移動是通過陰極杆的往複運動來實現工件的移動。移動方向與陽極成一定角度。陰極移動振幅50－75mm，移動頻率10－15次/分深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511713—空氣攪拌無油壓縮空氣流量0.3-0.8m3/min.m2打氣管距槽底3－8cm，氣孔直徑2mm孔間距80－130mm。孔中心線與垂直方向成45o角。過濾PP濾芯、5－10m過濾精度、流量3－5次循環/小時陽極磷銅陽極、含磷0.04-0.065%操作條件對酸性鍍銅效果的影響深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511714磷銅陽极的特色通電后磷銅表面形成一層黑色(或棕黑)的薄膜黑色(或棕黑色)薄膜為Cu3P又稱磷銅陽极膜磷銅陽极膜的作用—陽极膜本身對(Cu+--e→Cu2+)反應有催化、加速作用，從而減少Cu+的積累。—陽极膜形成后能抑制Cu+的繼續產生—陽极膜的電導率為1.5X104-1cm-1具有金屬導電性—磷銅較純銅陽极化小(1A/dm2P0.04-0.065%磷銅的陽极化比無氧銅低50mv-80mv)不會導致陽极钝化。—陽极膜會使微小晶粒從陽极脫落的現象大大減少—陽极膜在一定程度上阻止了銅陽极的過快溶解深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511715圆形钛篮铜阳极表面积估算方法—dlf/2=3.14d=钛篮直径l=钛篮长度f=系数方形钛篮铜阳极表面积估算方法—1.33lwfl=钛篮长度w=钛篮宽度f=系数f与铜球直径有关:直径=12mmf=2.2直径=15mmf=2.0直径=25mmf=1.7直径=28mmf=1.6直径=38mmf=1.2电镀铜阳极表面积估算方法深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511716磷铜阳极材料要求规格主成份–Cu:99.9%min–P:0.04-0.065%杂质–Fe:0.003%max–S:0.003%max–Pb:0.002%max–Sb:0.002%max–Ni:0.002%max–As:0.001%max深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511717影響陽极溶解的因素陽极面積(即陽极電流密度控制在0.5ASD-1.5ASD之間)陽极袋(聚丙烯)陽极及陽极袋的清洗方法和頻率深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511718添加剂对电镀铜工艺的影响载体-吸附到所有受镀表面,增加表面阻抗,从而改变分布不良情况.抑制沉积速率整平剂-选择性地吸附到受镀表面抑制沉积速率＊各添加剂相互制约地起作用.光亮剂-选择性地吸附到受镀表面,降低表面阻抗,从而恶化分布不良情况.提高沉积速率氯离子-增强添加剂的吸附深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511719电镀层的光亮度载体(c)/光亮剂(b)的机理载体(c)快速地吸附到所有受镀表面并均一地抑制电沉积光亮剂(b)吸附于低电流密度区并提高沉积速率.载体(c)和光亮剂(b)的交互作用导致产生均匀的表面光亮度bbbbbbbcbcbccccbcccbcccbcccbcccbcbcbb深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511720电镀的整平性能光亮剂(b)、载体(c)、整平剂(l)的机理载体抑制沉积而光亮剂加速沉积整平剂抑制凸出区域的沉积整平剂扩展了光亮剂的控制范围bcccccbccccccbccccbbbcccbccbbcbcbcbcbcbbcbcbcbbbbcbcbcbclbcccbccbllccblllcbbblccbcbb光亮剂和载体光亮剂/载体/整平剂的混合过量光亮剂深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511721电镀铜镀层厚度估算方法(mil)—电镀阴极电流密度(ASD)X电镀时间(分钟)/1141mil=25.4µm电镀铜镀层厚度估算方法深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511722电镀铜溶液和电镀线的评价镀铜均匀性是指板表面及孔内镀铜厚度的分布，通常是指线路板表面镀铜厚度的分布，表面铜厚均匀性的好坏，将直接影响到蚀刻等后工序的制作。★定义及说明★计算方法参考接受标准：垂直电镀线均匀性≤15%水平电镀线均匀性≤10%100%镀铜厚度的平均值21最小值最大值均匀性镀铜均匀性镀铜均匀性深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511723电镀铜溶液和电镀线的评价板材尺寸：18″×24″表铜厚为1OZ的覆铜板(特殊要求除外）；电镀参数：根据每条线的能力，设计电镀参数使镀铜厚度为1mil；电镀取值：电镀前测量板面底铜厚度，电镀后测量指定取点位置的铜厚，其差值作为镀铜厚度的分析数据；取点方法：1）均匀取点，数量:短边5x长边7=35个；2）板边最近距离点距板边0.5inch(特殊要求除外）；计算要求：均匀性测试以1缸板为单位(2飞巴/缸，2面/飞巴)，缸与缸之间全部进行评估。★测试要求深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511724电镀铜溶液和电镀线的评价根据设备能力及生产实际拟定板的尺寸、纵横比、电镀参数等,进行电镀处理后,打切片测量，但必须确保测试孔孔形正常，且均是导通孔的。参考板的尺寸18″×24″，纵横比为通孔6:1，盲孔为0.75:1★定义及说明★计算方法100%板面镀铜厚度平均值孔内镀铜厚度最小值深镀能力深镀能力深镀能力深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511725电镀铜溶液和电镀线的评价★测试及取点要求测试要求：对整条线的所有电镀缸进行测试，以缸为单位，并以这个缸中最小深镀能力值为准整条线的评估以最小深镀能力的缸为准；取样要求：从每条飞巴上取左、中、右3块板，每块板中取板四角和中间共5个点作评估。取值要求：表面:A、B、C、D为与大铜面相平,目视没有斜度的点；板面镀铜厚度平均值选取时通孔为4点，盲孔为2点；孔内:通孔为孔口和中间共6点(E、F、G、H、I、J)的最小值；盲孔为孔角2点中的最小值。ABCDFIEHGJABEF通孔盲孔深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511726电镀铜溶液和电镀线的评价延展性—用不锈钢片在镀槽或延展性测试槽镀上2mil铜片.—再以130oC把铜片烘2小时.—用延展性测试机进行测试.深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511727测试步骤(1)裁板16''x18'’(2)进行钻孔；(3)经电镀前处理磨刷；(4)Desmear+PTH+电镀；(5)经电镀后处理的板清洗烘干；(6)每片板裁上、中、下3小片100mmx100mm测试板；热冲击测试电镀铜溶液和电镀线的评价热冲击测试—以120oC烘板4小时.—把板浸入288oC铅锡炉10秒.—以切片方法检查有否铜断裂.深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511728电镀铜溶液的控制–硫酸铜浓度–硫酸浓度–氯离子浓度–槽液温度–用HullCell监控添加剂含量–镀层的物理特性(延展性/抗张强度)分析项目上述项目须定期分析,并维持在最佳范围内生产PTH培训教材深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511729电镀铜溶液的控制赫尔槽试验(HullCellTest)阴极-阳极+赫尔槽试验(HullCellTest)参数—电流:2A—时间:10分钟—搅拌:空气搅拌—温度:室温深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511730电镀铜溶液的控制赫尔槽试验(HullCellTest)高电流密度区烧焦,中高电流密度区无光泽----光剂非常低改正方法:添加光剂深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511731电镀铜溶液的控制赫尔槽试验(HullCellTest)仅高电流密度区烧焦,试片的其它区域仍然正常，光剂低改正方法:添加光剂深圳市祥光达光电科技有限公司唐青山1368246511732电镀铜