PCB电镀培训(沉铜).ppt

Paul Eisler(1907-1992) 沉铜工艺 通过化学方法在孔内沉积上一层金属薄铜，实现孔金属化，便于后工序电镀铜的沉积； 我司采用利尔沉薄铜工艺，沉积厚度一般在———um 钻污的由来 钻孔时玻璃环氧树脂与钻嘴在高速旋转剧烈摩擦的过程中，局部温度上升至200℃以上，超过树脂的Tg值（140℃左右），致使树脂被软化融化为胶糊状而涂满孔壁，冷却后便成了胶渣（Smear)。 钻污的危害： 1、对多层板而言，内层导通是靠内层铜环与孔壁连接的，钻污的存在会阻止这种连接。 2、对双面板而言，虽不存在内层连接问题，但孔壁铜层若建立在不稳固的胶渣上，在热冲击或机械冲击下易出现拉力离问题。 因此我们需要通过膨松和去钻污将胶渣除去。 钻孔后 膨松 PA-7H膨松剂 使孔壁上的胶渣得以软化，并渗入树脂聚合后的交联处，从而降低其键结的能量，使易于进行树脂的溶解。 除胶渣 高锰酸钾的强氧化性在高温及强碱的条件下，与树脂发生化学反应而分解溶去 4MnO4-+有机树脂+4OH-→4MnO42-+CO2↑+2H2O 副产物的生成 KMnO4+OH-→K2MnO4+H2O+O2↑ K2MnO4+H2O→MnO2+KOH+O2↑ MnO2是一种不溶性的泥渣状沉淀物 副产物的再生 由于工作液中存在MnO2，将严重降低槽液的寿命，并影响除胶渣的质量，故必须抑制其浓度，一般控制Mn6+在低于25g/L的浓度工作。维持低浓度锰酸根最有效的办法是氧化再生成有用的高锰酸根离子。 再生原理 阳极：在外加电流及电压下，阳极所形成的氧化反应可将六价锰酸根离子氧化成七价高锰酸根离子 2Mn6+-2e→Mn7++4OH--4e→2H2O+O2↑ 阴极棒反应 4H++4e→3H2↑ 电解再生效果：理论上，每1AH（安培小时）的电量可将3g的MnO42-氧化成2.2g的MnO4- 电解再生器 预中和中和 预中和：H2SO4、H2O2 中和：H2SO4、PA-9X 酸性强还原剂：能将残存在板面或孔壁死角处的MnO2和高锰酸盐中和除去 4MnO4- + H2O2 + H+ → 4MnO42- + O2 ↑ + H2O 除油清洁（整孔） PA-31 清除板面及孔壁轻微的氧化物及污渍，并调整孔壁使玻璃纤维表面的负电性（-）转为正电性（+），利于活化剂的吸附。 環氧樹脂本身是極性聚合物(Polar Polymer),故在靜電測量上具有微“負電性”經鑽孔摩擦後即轉為微正電性。但在做完除膠渣之濕制程後，又再轉變為“負電性”。 然此一“負電性”對孔壁之“金屬化”卻頗為不利。由於化學銅的前哨是化學鈀，孔壁必須要先著落上鈀金屬，後來的化學銅才能快速又牢固的附著與積厚。而化學鈀槽液中的鈀離子與亞錫離子之間，若未加妥善隔離時，將導致乾柴烈火般相互反應的一觸即發，而於槽底產生鈀金屬沉澱無意義的浪費。 整孔图示 微蚀酸洗 H2SO4、H2O2H2SO4 整孔後板子兩外層的大銅面，與孔壁各內環側銅環帶上，也都同時牢牢附著了一層整孔劑的皮膜。如此一來大量的化鈀層與化銅層反都落在不該落的地方了。不但形成無謂的浪費，而且還可能造成事後電鍍銅與原銅箔之間的嚴重剝落（Copper Copper Peeler）。因而在銅箔面上附著的整孔劑皮膜”必除之而後快。硫酸雙氧水對銅面的微蝕，正是最有效的連根拔除法。 　　　經本站處理後，化學鈀層只存在于帶有正電皮膜的孔壁基材部份，與板邊側面的基材上，對鈀用量可獲致很大的節省。且使後來的化學銅也絕大部份都鍍在有鈀的表面。 至於無鈀的銅箔面上，當化學銅反應條件超強時也會鍍上（例如升高溫度、加長時間、增強濃度或氫氣增多等），但此等情況多半在厚化銅制程中才會出現。 微蚀后铜面 预浸（预活化） 早期预活化是将Sn2+对非导体基材做预浸着过程。 作用 ①防止板子带杂质污染昂贵的钯槽 ②防止板面太多的水量进入钯槽而造成局部的水解 Sn2++2H2O→Sn(OH)2+2H+ ③进一步降低其孔面的【Suface Tension】表面张力 ★预活化与活化槽除了无钯外其他完全一致。 活化 PA-34 Pb液中的钯是以SnPb7Cl16胶团存在的 SnPb7Cl16的产生是PbCl2和SnCl2在酸性环境中经一系列反应而最后产生的。 PbCl2+SnCl2→PbSnCl4 PbSnCl4+6PbCl2→SnPb7Cl16 SnPb7Cl16→SnCl2+PbCl2+Pb6Cl12 活化工序就是让SnPb7Cl16胶团附着在孔壁表面形成进一步的据点（Pb在化铜槽中的作用） ①作为催化剂吸附H+的主体，加速HCHO的反应 ②作为反应中心，以利e-转移至Cu2+上形成铜沉积 维持亚锡与钯之间的精巧平衡，不可鼓气及任何漏气现象存在，绝对禁止直接往活化缸中加水，这将导致活化缸中钯胶团水解的后果。