PTH及其取代制程介绍.ppt

內 容 1.PTH原理介紹 2.取代製程介紹 3.結論 PTH原理介紹 1.PTH Process： 清潔→微蝕→酸洗→活化→還原→速化→化銅 (鹼鈀系統) 清潔→微蝕→預活化→活化→速化→化銅 (酸鈀系統) 各製程目的及原理 一、清潔 目的： 1.清潔 原理：利用槽液中潤濕劑的“偶極”性分子，以其帶負電的疏 水端趨向及緊附在不親水的孔壁上，並排擠趕走先前鬆弛附著 的鑽屑與粉塵，如此可達到清潔孔壁的目的。 2.整孔 原理：因環氧樹脂在經過鑽孔及除膠渣製程後帶“負電性” ， 此一“負電性”對孔壁之金屬化頗不利。並由於化學銅前孔壁須先 上一層鈀金屬，之後的化學銅才能快速又牢靠的附著與積厚。若 藥液中的鈀離子與亞錫離子間未加妥善隔離時，將導致鈀金屬沉 澱於槽底之浪費。故為求槽液之安定，槽液中需加入多量的氯離 子與有機物，使溶液中的膠體“鈀團”受到保護。此時外圍會附有 帶負電的氯離子，而使整個“鈀團”成為帶負電的粒子。因而必須 先把孔壁調整為“正電性” ，才不致因負負相斥而影響整個鈀於孔 壁的沉積。 二、微蝕 目的：去除附著在銅箔面上之整孔劑皮膜 原理：因整孔後在板外側之大銅面及孔壁內環側銅環帶上都同時 牢牢附著一層整孔劑皮膜，這樣會造成化鈀層與化銅層落在不該 落的地方；不但會形成無謂的浪費，而且還可能造成銅面剝離之 嚴重狀況，故整孔劑皮膜是務必要清除(硫酸+雙氧水) 。 三、酸洗 目的：去除微蝕未去除附著於板面之皮膜 原理：利用濃度較低之硫酸去除微蝕槽未去除乾淨之皮膜， 並稀釋殘留表面之硫酸雙氧水。 四、活化 目的：使鈀膠體附著於孔壁及板面 原理：以氯化鈀為主，並與其他藥劑調配成的一種膠體溶液，其 中帶負電的鈀膠團可對板材的非導體部分，如孔壁或板邊等已調 整為正電的基材表面，以正負相吸的方式密集著落，達到孔壁金 屬化的目的。 五、還原 目的：還原表面鈀離子膠體為鈀原子 原理：利用還原劑將離子狀態之鈀還原成原子狀態之鈀以利於附 著於孔內及孔壁，便於後續與化學銅之結合。 Pd2+ + Sn2+ → Pd + Sn4+ Sn4+ + 9H2O → H2SnO3?6H2O + 4H+ 六、速化 目的：將膠鈀團之外殼剝除，使露出核心之金屬 鈀與化學銅反應。 原理：活化製程使鈀膠體落在底材上，再經速化反應將膠體外殼 剝掉，露出鈀核並在外圍產生氫，以加速化學銅的沉積反 應。 七、化學銅 目的：在孔壁及板面上鍍上一層化銅當作導電層 原理：經鈀膠體活化與後來速化處理後，孔壁上非導體表面將均 勻佈著催化活性的鈀層，於是在此種貴金屬催化及鹼性條件下， 甲醛會解離(氧化)而產生還原性的氫： HCHO + OH- → H2↑+ HCOO- 接著是銅離子被還原： Cu2+ + H2 + 2OH- → Cu + 2H2O 可取代PTH之製程 1.以碳粉(carbon)作為導電物質 由於碳粉顆粒架大不易形成膠體(Colloid)而懸浮於槽液中，只 能以分散(Dispersive)方式存在於液中，且碳粒容易沉澱常於 槽底形成堆積(clumps)。位保證孔壁碳膜塗佈之均勻及附著力 良好起見，必需進行重複塗佈。且因碳膜本身導電性不佳，電 鍍銅孔壁的形成是從兩端孔口向孔內逐漸發展的，故對於點狀 孔破(wedge voids)之發生特別敏感。此系列多採用水平自動 線，以方便碳液由上向下自各孔中湧過，而得以整體塗佈。 2.以導電性高分子聚合物(Conductive polymer) 作為導電之先驅物質 此類商品是以poly-pyrrole(聚比喀)為主。在其形成導電膜 (conductive layers)之前，板材必須先在高溫環境中(約 90℃)，以高錳酸鹽溶液進行氧化性的整孔處理，使於孔壁上先 形成二氧化錳層，再浸於含pyrrole的稀釋液中使反應生成導電 膜。由於此類高分子膜之導電度不佳，歐姆電阻質甚高，使後 續酸性電鍍銅在槽液之選擇及操作管理上都必須謹慎。 3.以鈀(Palladium)鹽或其化合物作為導電物質 已商業化產品包括： A.純鈀(pure palladium) B.硫化鈀(palladium sulfied) C.銅鈀合金(coppe-palladium alloy) 在孔內塗佈之均勻性，對各層孔環截面之結合力、皮膜之導電 性、耐酸鹼之浸蝕能力及整體附著性之優劣等，皆可作為直接 金屬化成效好壞之主