钰利公司《沉铜和板电工艺培训讲义》

PTH&板电原理讲义钰利电子材料有限公司YULIELECTRONICMATRLALCO．LTD公司地址：东莞市万江新和横滘东江石油园区2号电话:0769―88838337传真:[phone]一、沉铜目的及原理（1）目的：使孔壁上通过化学反应而沉积一层0.3um-0.5um的铜，使孔壁具有导电性，通常也称作化学镀铜、孔化（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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（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：YL-318A,开缸量为20-40%(V/V),最佳值为30%(V/V),生产每千尺板需补加YL-318A膨松剂3LYL-318B,开缸量为2-4%(V/V),最佳值为3%(V/V),生产每千尺板需补加YL-318B膨松剂0.3L温度：60-75℃时间：7-10min(标准8min）三、PTH各药水缸成份及其作用三、PTH各药水缸成份及其作用（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↑+2H2O2MnO42-+[1/2O2]+H2O2MnO4-+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NaOH1.5kg;KMnO4，开缸量为40-60g/L，最佳值为50g/L，生产每千尺板需补加KMnO42kg;温度：70-80℃时间：10-15min（标准为13min）电三、PTH各药水缸成份及其作用（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3-5%（V/V），最佳值为4%（V/V），生产每千尺板需补加硫酸1L；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0.5L；温度：室温；处理时间：0.5-0.9min（标准为0.7min)；换槽：每班更换一次；三、PTH各药水缸成份及其作用（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、YL-316开缸量为10-15%（V/V），最佳值10%(V/V)生产每千尺板需补加YL-316中和剂2L；2、CP级H2SO4开缸时酸当量为1.0-1.5N，最佳值为1.3N生产每千尺板需补加H2SO40.5L；温度：室温；处理时间：4-6min（标准为5min）；换槽：处理400尺/L时即可更换新缸；（5）碱性除油缸（又名条件剂和清洁剂，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：YL-303，开缸8-12%，最佳值10%，生产每千尺需补加YL-303碱性除油剂0.8L；温度：50-60℃处理时间：5-8min（标准6min）换槽:生产500尺/L时就应更重开新缸三、PTH各药水缸成份及其作用（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、APS或NPS开缸量为80-120g/L，最佳值为100g/L，生产每千尺板需补加APS或NPS2.5kg；2、H2SO4开缸量为1-3%(V/V)，最佳值为2（V/V），生产每千尺板需补加H2SO42L；温度：20-40℃处理时间：1-3min（标准2min）；微蚀速率：1-2um/min换槽：铜离子≥180g/L时更换掉4/5的工作液；三、PTH各药水缸成份及其作用（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、YL-313开缸量为180-240g/L，最佳值为220g/L，生产每千尺需补加YL-3132.5kg；2、HCL开缸量为3-7%（V/V），最佳值为5%（V/V），生产每千尺需补加HCL250ml；温度：室温时间：1-3min（标准为2min）；换槽：生产500尺/L时就应更重开新缸；三、PTH各药水缸成份及其作用（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、YL-313开缸量为180-240g/L，最佳值为220g/L，生产千尺由分析需要时补加；2、HCL开缸量为3-7%（V/V），最佳值为5%（V/V），生产千尺由分析需要时补加3、YL-323开缸量为0.8-1.2%，最佳值为1%，生产每千尺需补加YL-3230.7L；三、PTH各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：35-40℃处理时间：5-15min(标准7min)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、PTH各药水缸成份及其作用锡酸（10）一、酸性速化缸（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：YL-333开缸量为10%（V/V）；生产每千尺需补加YL-3331.2L；温度：室温处理时间：1-3min(标准2min）；换槽：生产500尺/L时就应更重开新缸；三、PTH各药水缸成份及其作用（10）二、碱性速化缸（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：1、YL-333L开缸量为10%（V/V）；生产每千尺需补加YL-333L1.2L；2、YL-333S开缸量为10%（V/V）；生产每千尺需补加YL-333S120g；温度：30-40℃处理时间：1-3min(标准2min）；换槽：生产500尺/L时就应更重开新缸；三、PTH各药水缸成份及其作用三、PTH各药水缸成份及其作用（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、YL-343M开缸量为7%（V/V）；2、YL-343A开缸量为7%（V/V），生产每千尺需补加YL-343A12L；3、YL-343B开缸量为7%（V/V），生产每千尺需补加YL-343B12L；其它成份控制范围内：1、Cu2+1.0-1.5g/L，标准（1.2g/L)；2、NaOH9-14g/L，标准（11g/L)；3、HCHO5-9g/L，标准（7g/L)；温度：20-30℃处理时间：8-15min（标准12min）（11）二、化学厚铜缸（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、YL-800M开缸量为7%（V/V）；2、YL-800A开缸量为4%（V/V），生产每千尺需补加YL-800A30-40L；3、YL-800B开缸量为7%（V/V），生产每千尺需补加YL-343B30-40L；其它成份控制范围内：1、Cu2+1.0-1.8g/L，标准（1.2g/L)；2、NaOH8-15g/L，标准（11g/L)；3、HCHO3-6g/L，标准（7g/L)；温度：20-30℃处理时间：30-40min（标准35min）；三、PTH各药水缸成份及其作用三、PTH各药水缸成份及其作用（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+2H2OPd（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、PTH各药水缸成份及其作用催化+OHO（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+→2Cu2++Cu↓氧化亚铜沉淀H2O4三、PTH各药水缸成份及其作用A、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。B、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。C、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、影响化学铜速率的因素D、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12.5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、影响化学铜速率的因素五、沉铜常见问题产生原因及解决方法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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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）。板电原理讲义钰利电子材料有限公司YULIELECTRONICMATRLALCO．LTD公司地址：东莞市万江新和横滘东江石油园区2号电话:0769―88838337传真:[phone]一、电镀基础理论（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。（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（1）目的：加厚孔内镀铜层使导通良好；（2）流程：上板→除油→水洗→水洗→酸浸→镀铜→水洗→