PTH制程原理讲解.ppt

DESMEAR/PTH的定義及作用 1.DESMEAR的意思指的是除膠渣;PTH的意思指的是化學沉銅。 2.DESMEAR/PTH在線路板制造過程中的主要作用是讓PCB板孔內金屬化,使得PCB板內外層得以導通。 D/P線流程 膨鬆槽 ?雙水洗?KMNO4槽?回收水洗? 雙水洗? 酸中和?雙水洗? 中和?雙水洗?整孔槽?熱水洗?雙水洗?微蝕?雙水洗?預活化槽?活化槽?雙水洗?速化槽?雙水洗?化銅槽?雙水洗 各槽的作用及其化學反應機理 1、膨鬆槽的作用: 鑽孔過程中因鑽頭高速運轉與孔壁磨擦產生高溫,而將孔壁上的環氧樹脂溶化成膠狀,俗稱膠渣;因其只是粘附在孔壁上易脫落,而造成后站沉銅的銅層剝離,故必須把它清除,而膨鬆的作用正是濕潤軟化膠渣,為后面KMNO4徹底清除膠渣作前處理。 Kmno4槽的作用及反應機理 透過KMNO4的強氧化性,將孔內已經過前膨鬆處理的膠渣徹底清除,並將孔壁咬蝕成蜂窩狀粗糙表面,增強沉銅結合力。 其化學反應方程式如下: 4MnO4- + C + 4OH- → MnO4= + CO2 + 2H2O (此為主反應式) 2MnO4- + 2OH- → 2MnO4= + 1/2 O2 + H2O (此為高PH值時自發性分解反應) MnO4- + H2O → MnO2 + 2OH- + 1/2 O2 (此為自然反應會造成Mn+4沉澱)  中和槽的功能 清除殘留在PCB孔內或板面的KMNO4,即透過還原反應,將Mn+7ORMn+6ORMn+4還原成可溶性的Mn+4。 整孔槽的功能 1、清潔板面。 2、調整PCB板孔內電荷;經過除膠渣后的板孔內呈負電荷,整孔的目的就是為了將孔內的電荷調整成正電荷,以利於后面帶負電荷的活化鈀的吸附。 微蝕槽的功能及反應機理 咬蝕板面的銅層,使銅面粗糙,增加沉銅的結合力;去除PCB板面活性离子,減少貴金屬鈀的浪費。 微蝕槽的反應機理: Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O 活化槽的功能及反應機理 使PCB孔內沉積上錫鈀膠體,為后面的PCB板孔內最終沉銅做橋樑或說是媒介。 其反應機理如下: 1. 一般Pd膠體皆以以下結構存在： 見圖1 2. Pd2+：Sn2+：Cl- = 1：6：12較安定。 3. 一般膠體的架構方式是以以下方式結合： 見圖2 當吸附時由於Cl會產生架橋作用，且其半徑較大使其吸附不易良好，尤其如果孔內的Roughness不適當更可能造成問題。 4. 孔壁吸附了負離子團，即中和形成中和電性。  圖1 圖2 速化槽的作用 速化槽的作用: Pd膠體吸附後必須去除Sn，使Pd2+曝露，如此才能在未來無電解銅中產生催化作用形成化學銅 ,而速化槽的功能正是如此。 速化槽的反應機理 1. 基本化學反應為： 　　Pd+2/Sn+2 (HF)→Pd+2(ad) + Sn+2 (aq) 　　Pd+2(ad) (HCHO)→Pd(s)  2. 一般而言Sn與Pd特性不同，Pd為貴金屬而Sn則不然，因此其主反應可如下： 　　Sn+2a Sn+4 + 6F- → SnF6-2 or Sn+2 + 4F- →SnF4-2 　　而Pd則有兩種情形： 　　PH=4 Pd+2 + 2(OH)- → Pd(OH)2 　　PH4 Pd+2 + 6F- → PdF6-4 3. Pd吸附在本系統中本身就不易均勻，故速化所能發揮的效果就極 受 限制。除去不足時會產生P.I.，而過長時則可能因為過份去除產生破洞，這也是何以Back_light觀察時會有缺點的原因  4. 活化後水洗不足或浸泡太久會形成Sn+2 a Sn(OH)2 或 Sn(OH)4， 此易形成膠體膜. 而Sn+4過高也會形成Sn(OH)4，尤其在Pd吸太多時易呈PTH粗糙  5. 液中懸浮粒子多，易形成PTH粗糙  化學銅槽的作用 化學銅槽的作用: 在PCB板面及孔內沉積一層細緻,均勻且附著力強的銅層;此銅層的厚度為15~25微英吋。 化學銅槽的反應機理 1.4OH-+2HCHO+Cu2+=Cu+2HCOO-+2H2O+H2 (主反應) 2.HCHO+OH-=CH3OH+HCOO-(副反應) 3.2HCHO+NaOH=CH3ONa+HCOOH(副反應) 4.CH3Na+HCOOH+OH-=CH3OH+HCOO-+H2O(副反應) 5.Co2+NaOH=Na2CO3+H2O(副反應) * * 講授人:彭運洋