沉铜、电镀工序培训讲义

工艺知识入职培训培训工序：沉铜、电镀铜工序培训讲师：崔正丹日期：2011年07月13日第2页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义目录1.工序原理、主要工艺流程2.工序主要设备与物料3.控制要点（加工要求、参数、特殊控制等）4.工序安全生产要求、主要维护和保养5.工序常见质量缺陷、原因和对策6.交流提问第3页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义1.工序原理与工艺流程1.1.1沉铜工序原理介绍是实现印制板的层间电气互连，对绝缘基材表面进行金属化处理的制程。化学镀铜：通常叫沉铜或孔化(英文：EletcrolessPlatingCopper，PTH）化学铜1.1沉铜工序原理与工艺流程第4页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义沉铜前的工艺第5页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义1.1.2沉铜工艺流程介绍：入板磨板(1)(2)加压水洗超声波浸洗高压旋转水柱洗摇摆高压水洗（WATERBLAST）干板组合出板（P2自动磨板机）去毛刺：通过刷磨去除钻孔后的孔口毛刺与披锋，清洗孔内钻屑及清洁板面，防止出现孔壁粗糙、铜瘤等其它品质缺陷。板厚感应器高度调节器第6页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义化学沉铜：上板溶胀水洗(1)(2)除胶回收水洗顶喷水洗水洗中和超声波水洗水洗除油水洗(1)(2)微蚀水洗浸酸水洗预浸活化水洗(1)(2)加速水洗沉铜水洗(1)(2)下板除胶/去钻污（Desmear）化学沉铜（PTH）第7页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义各工步工作原理去毛刺：通过刷磨去除钻孔后的孔口毛刺与孔内钻屑。溶胀：溶胀环氧树脂，使其软化，保证高锰酸钾去钻污效果。除胶：利用高锰酸钾的强氧化性，在高温及强碱的条件下，与使溶胀软化的环氧树脂钻污氧化裂解中和：去除高锰酸钾去钻污残留的高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰。除胶前后孔壁状态对比第8页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义高锰酸钾再生除胶过程中，高锰酸钾逐渐被还原，氧化能力弱的锰酸钾以及不溶性的二氧化锰浓度增大，使得溶解树脂的能力逐渐变低，同时生成的二氧化锰沉淀于槽内，易于附着于印制板上，而造成产品不良。所以，必须进行氧化再生。再生器截面示意图4K2MnO4+O2+2H2O→4KMnO4+4KOH2Mn6+-2e→2Mn7+4OH--4e→2H2O+O2↑H++e→1/2H2第9页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义除油/整孔：清除板面之油污及其他杂质，同时调整孔壁，促进均匀之催化剂吸附。微蚀：除去铜面上的氧化物及其他杂质；微观粗化铜表面，增强铜面与电解铜的结合能力。浸酸：对微蚀后铜面上附着的铜粉进行清洁。各工步工作原理除油/整孔后孔壁电荷变化示意图第10页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义预浸：防止前工序清洗不良对催化剂之污染，润湿环氧树脂孔壁促进板对催化剂之吸附。活化：提供铜离子发生还原反应的初始活性粒子。加速：去除胶体钯微粒之胶体部分，露出起催化作用之钯晶核，保证化学镀铜层与孔壁的结合力。化学镀铜：通过钯核的活化诱发化学沉铜自催化反应，新生成的化学铜和反应副产物氢气都可以作为反应催化剂催化反应，在板面或孔壁上沉积一层化学铜。PdSnCl2SnCl2SnCl2SnCl2SnCl2SnCl2SnCl2Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4PdSnCl2SnCl2SnCl2SnCl2SnCl2SnCl2SnCl2Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4Sn(OH)4活化水洗加速沉铜PTH过程孔壁/板面微观状态变化各工步工作原理第11页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义1.2电镀铜原理与工艺流程：阳极：Cu→Cu2++2e-阴极：Cu2++2e-→Cu1.2.1电镀铜原理阳极Cu2+阳极阴极++-电源CuCuCuCu2+电流主要电极反应：电镀液主要成分：硫酸铜、硫酸、氯离子、电镀添加剂副反应：阳极：Cu→Cu++e-酸度不足时：Cu++H2O→CuOH+H2O2CuOH→Cu2O↓+H2O足够的酸度和氧气环境下：2Cu++2H++1/2O2→2Cu2++H2O第12页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义板镀：电镀一层薄铜（5-8µm），保护化学铜，防止化学铜氧化后被酸浸蚀掉。图形电镀：将孔和线路铜层加镀到一定的厚度（20-25µm），满足各线路额定的电流负载的需要。掩孔电镀：一次性将孔铜和面铜加厚到客户需求的厚度（20-25µm）。电镀填孔：将盲孔进行电镀铜的填充，实现盲孔的互联。电镀铜分类（按功能）第13页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义1.2.2电镀铜的主要工艺流程：除油→微蚀→预浸→镀铜→浸酸→镀锡图形电镀工艺：图形电镀通孔及盲孔切片示意图层压钻孔沉铜+板镀图形转移蚀刻图形电镀阻焊开料→内层光成像→蚀刻→层压→钻孔→沉铜→板镀→外层光成像→图形电镀→外层蚀刻→……第14页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义除油→预浸→镀铜掩孔电镀/板镀工艺：层压钻孔沉铜+掩孔电镀图形转移蚀刻阻焊开料→内层光成像→蚀刻→层压→钻孔→沉铜→掩孔电镀→外层光成像→外层蚀刻→……全板电镀通孔及盲孔切片示意图第15页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义电镀填孔工艺：除油→微蚀→预浸→镀铜→电镀填孔采用特殊添加剂提高铜离子浓度增强药水搅拌Dimple(凹陷值）=A-B﹤15填孔率=A/B*100%工艺关键……→层压→激光钻孔→沉铜→外层电镀→电镀填孔→减薄铜→……第16页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义各工艺流程中各工步的作用：除油：清除板面氧化物和污迹微蚀：微观粗化铜面，增强镀层结合力预浸：减轻前处理清洗不良对电镀液的污染，保持镀液中硫酸含量稳定水洗：洗除前面工步在板面的残留物质，洗净表面镀锡：形成碱性蚀刻抗蚀层镀铜：加厚线路及孔铜或填充盲孔。第17页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义2.工序主要设备与物料2.1.1主要设备2.1沉铜工序主要设备与物料去毛刺磨板机沉铜线第18页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义备注备注AR级别溶胀AR级别除油AR级别活化盐AR级别钯液AR级别加速剂除胶沉铜中和沉铜HCHO药品名称ACC19253A253ENaPSH2SO4C/P404CAT44MLB216MLB211MLB233药品名称NaOHKMnO4MLB213B-12.1.2主要物料第19页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义2.2电镀铜工序主要设备与物料2.2.1主要设备龙门电镀线水平电镀线垂直连续电镀线（1）设备类型第20页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义（2）我司电镀铜设备P1厂：板镀线、图形电镀线、图镀铜镍金（水金）线P2厂：图形电镀线、板镀线、手动电镀线、亚硕线P3厂：图形电镀线、掩孔电镀线、水金线P4厂：手动电镀线技术中心：实验电镀线第21页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义直流整流器（DC）脉冲整流器（PP）反向脉冲整流器（PPR）（3）整流器It0It0It0第22页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义（4）设备结构副槽主槽循环过滤泵钛篮PCB板溢流喷流第23页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义飞巴V座钛蓝第24页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义循环泵副槽第25页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义药水：硫酸、五水硫酸铜、盐酸、光剂等其他物料：铜球、不锈钢瓦楞板、陪镀条维护物料：棉芯，碳芯等测试工具：震荡测试仪、铜厚测试仪、钳形电流表2.2.2主要物料添加剂磷铜球瓦楞板第26页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义3.控制要点（加工要求、参数、特殊控制等）3.1.1沉铜加工要求产前准备要点1.提前4小时打开再生器的电源；检查各缸的温度设置；检查补充各缸液位，开启所有过滤泵、加热器、摇摆、震荡、气顶及其它周边设施；2.分析调整药水；3.来料检查：无板面划伤、孔内毛刺、粉尘、披锋等；4.开启自动加药；5.按计划做工艺控制及维护。震荡测试过滤泵排气生产操作1.规范上下板；2.准时、准确加药；3.防止划伤、氧化双手持板边上板板料整齐排放沉铜后逐块分开泡酸，防氧化3.1沉铜工序控制要点第27页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义3.1.2沉铜工艺控制参数第28页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义维护频率维护频率每12H每12H每12H每12H每12H每12H每12H每12H每12H每12H每12H每12H每天每12H每天每12H每天每天每天氧化缸时间9-12min中和缸时间5-7min膨松缸时间5-8min除油缸时间5-7min微蚀缸时间1-2min预浸缸时间1-2min活化缸时间5-7min加速缸时间3-4min气顶频率：运转5s停止5s背光实验（正常生产时）≥9级8#、10#、14#、16#、18#、23#、24#、27#溢流水洗量：10-15L/min化学沉铜温度30-38℃（设定34℃）震动频率：运转20S停止20S工艺控制参数检查各过滤器有无漏液、漏气检查各球阀及管道有无漏液检查震荡、气顶、超声波是否正常检查摇摆系统摆幅是否均匀检查再生器的运行情况检查自动添加系统是否正常工艺控制参数氧化缸温度75-85℃（设定78℃）中和缸温度40-50℃（设定45℃）膨松缸温度73-83℃（设定78℃）除油缸温度38-45℃（设定40℃）微蚀缸温度25-32℃（设定30℃）活化缸温度40-48℃（设定45℃）加速缸温度22-30℃（设定25℃）生产出现的问题与对策检查天车运行是否平稳，有无错位检查V型托是否牢固，有无损坏清洁飞巴化学沉铜时间18-25min有气顶的药水缸：膨松缸、氧化缸、中和缸、除油缸、微蚀缸、预浸缸、活化缸、加速缸、化学沉铜缸30-28水洗时间1-3min有打气的药水缸：氧化缸、微蚀缸、化学沉铜沉铜后板镀前停留时间＜8H26-22水洗时间1-3min有机械搅拌的药水缸：除胶缸19--18水洗时间1-3min最大加工尺寸24*30inch，板厚度能力0.13-7.0mm其他控制参数9-8水洗时间1-2min2-3水洗时间1-3min等离子体处理后沉铜前停留时间＜8H16-15水洗时间1-2min化学沉铜负载20-40Ft212-11水洗时间1-2min沉铜线工艺控制表第29页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义3.1.3沉铜特殊控制去毛刺：磨痕测试操作方法：将一定大小及厚度的光铜板输送至特定磨辘下停止，不开摆动，静止磨板一定时间后停止，出板后测量磨痕宽度。目的：检验去毛刺机磨刷平整度及刷磨均匀性。要求：磨痕宽度范围为:10-15mm尺寸：18*24inch厚度：1.0-1.6mm材料：FR-4进行磨痕测试，测量上下磨痕宽度1、用尺子测量磨痕宽度；2、磨痕宽度两边要均匀；第30页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义沉铜：除胶速率测试目的：采用标准尺寸的板子在凹蚀缸中，模拟正常生产过程，对除胶药水的除胶渣（去钻污）能力进行测试。测试板规格：10*10cm2不同类型的板材，蚀刻掉铜皮。测试工具：烘箱、电子天平（精确度0.1mg）测试流程：开料→SES蚀刻去铜→剪板→烘板→称重W1→上挂→膨胀→三级水洗→除胶/凹蚀→三级水洗→中和→三级水洗→下挂→烘板→称重W2→计算除胶（凹蚀）速率除胶（凹蚀）速率计算方法：V=(W1-W2)*1000/10*10*2（mg/cm2）其中，W1为除胶前重量，W2为除胶后重量，V为除胶速率。第31页RD-CM-WI01S1A入职工艺知识培训讲义沉铜：沉铜速率测试目的：采用标准尺寸的板子在沉铜缸中，模拟正常生产过