除胶渣沉铜讲义.docVIP

沉铜讲义 沉铜目的 沉铜的目的是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。 沉铜原理 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作用下而使Cu2+被还原。 Cu2+＋2HCHO＋40H- → Cu＋2HC－O- 工艺流程 去毛刺→膨胀→去钻污→三级水洗→中和→二级水洗→除油调整→三级水洗→微蚀 →二级水洗→预浸→活化→二级水洗→加速→二级水洗→沉铜→二级水洗→板面电镀→幼磨→铜检 工艺简介 去毛刺 由于钻孔时的板面会因钻头上升和下降时产生的毛刺（披锋），若不将其除去会影响金属化孔的质量和成品的外观，所用的方法为：用含碳化硅磨料的尼龙棍刷洗，再用高压水冲洗孔壁，冲洗附在孔壁上大部分的微粒和刷下的铜屑。 膨胀 因履铜板基材树脂为高分子化合物，分子间结合力很强，为了使钻污树脂被有效地除去，通过膨胀处理使其分解为小分子单体。 除胶（去钻污） 使孔壁环氧树脂表面产生微观上的粗糙，以提高孔壁与化学铜之间的接合力，并可提高孔壁对活化液的吸附量，其原理是利用KMnO4在碱性环境听强氧化性将孔壁表面树脂氧化： C（树脂）＋2KMnO4→2MnO2＋CO2↑＋2KOH （副）1. 4KMnO4＋4KOH→4K2MnO4＋2H2O＋O2↑ (再生)2. 3K2MnO4＋2 H2O → 2KMnO4＋MnO2+4KOH 若K2MnO4含量过高，会影响KMnO4去钻污效果，固此在槽中用电极使生成的K2MnO4再生为KMnO4。 中和 经碱性KMnO4处理后的板经三级水洗后能洗去附在板面和孔内大部分的KMnO4，但对于后工序的影响也很大（KMnO4有很强的氧化性，和处理液本身为强碱性），必须用具酸性和还原的中和剂处理，在生产中通常用草酸作中和还原处理（H2C2O4）反应： 2MnO4-＋H2C2O4 ＋16H+→Mn2++10CO2↑＋8H2O MnO2+＋C2O4- ＋4H+→Mn2++CO2↑＋2H2O 有时为了对孔壁上的玻璃纤维进行蚀刻和粗化作用，在中和槽中加入(氟化氢铵化学沉铜与电镀在本质上的差别是化学沉铜的电子由还原剂甲醛提供，而 电镀铜时则由电源提供，甲醛释放电子： 2H—C—H+4OH-→2H—C—O-+2H2↑+2e……② 由①②反应得到化学沉铜反应机理： Cu2++2HCHO+4OH- → Cu+2HCOO-+2H2O+H2↑ 化学沉铜液条件 化学沉铜液为强碱性，甲醛的还原能力取决于沉铜液的碱性强弱，即NaOH的含量。 化学沉铜液中由于有Cu2+与OH-的共存，为了防止Cu（OH）2沉淀的形成，络合剂必不可少，为Cu2+浓度的1-1.5倍即可。 保证沉铜液中有足够且适量的还原剂。 只有在催化剂（Pd、Cu）的存在下才能沉积出Cu。 化学沉铜液中其它反应 在加有甲醛的沉铜液中，无论使用与否会存在以下反应： 2Cu2++H—C—H+5OH-→Cu2O+H—C—O-+2H2O Cu2O+H2O 2Cu2++2OH 生成的Cu2+歧化反应: 2Cu+→Cu+Cu2+ 所以必须连续用5um的过滤器过滤沉铜液防止Cu颗粒存在于沉铜液中。 康尼查罗反应 2HCHO+NaOH→HCOONa+CH3OH 所以，在放置不用（即保养后）的沉铜液在重新启用时，必须调节NaOH，补加HCHO，为了防止甲醛浓度过低时形成大量Cu2O。 化学沉铜反应步骤 经活化后的基体浸入化学沉铜液中时，在活化剂表面上开始大量吸附甲醛自身水解而生成的甲叉二醇，并由于活化剂的作用，使甲叉二醇具有负电性。 带正电的四水合铜离子在带负电性的甲叉二醇的吸引下迁移到活化剂表面，并积累形成双电子层。 水合铜离子在活化剂表面脱水，甲叉二醇发生羟基断裂： 2HO—C—OH+Cu2++OH-→Cu+2 H C—O- +2H2O+2H++H2↑ 新沉积的铜将活化剂掩盖，其本身成为活化中心，不断地吸附甲叉二醇生成新的沉积铜层。 化学沉铜液稳定性 因化学沉铜是在空气搅拌条件下进行的，为了保证稳定性必须加入含有S和N的有机物，另外有些稳定剂可以有选择性也络合Cu+、使Cu2+氧化电位降低，易被O2氧化，释放出合剂。 严格控制溶液温度 连续过滤化学沉铜液，除去Cu颗粒。 加入高分子化合物，掩蔽新生成颗粒铜。 板面电镀 板面电镀作用是在化学铜基础上通过电镀的方法将整个铜面和孔内薄铜加厚7-10um，以利于后续工序，板面电镀与图形电镀在原理上和工艺上相同的不作详细介绍： 已沉铜板 → 浸酸（除去表面氧化物）→ 电镀 → 水洗 → 下板→幼磨 → 下工序 沉铜工序中常见问题及解决方法 起泡或掉皮通常是因为板电铜（即一铜）与基铜或化学铜与基铜结合力差造成