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1、竞华远程教育课程PCB流程—图形电镀篇课程大纲1.图形电镀制作流程概述2.主物料/治工具简介3.设备/流程操作介绍4.环境/安全介绍5.思考题图形电镀制作流程概述图形电镀目的:此制程为负片制程,在D/F后线路及所需部分电镀加厚铜层,以符合线路通需要,保证整体电器性能规范.流程:除油水洗*2微蚀水洗*2酸洗镀铜水洗*2酸洗镀锡水洗*2上料下料硝挂水洗*2PCB制造工业中,酸性镀铜采用优质的磷铜阳极,以得到高质量的镀层,并满足快速,高效,稳定的电镀要求.其纯度量为99.90%且金属杂质含量低,其它杂质少,含磷量在0.04%-0.0
2、65%之间.主物料/治工具介绍一﹑磷铜球阳极的长度须要比阴极的挂架短,以减少挂架下端高电流区烧焦,至于短多少要视阴阳极距,槽深,挂架,搅拌方式等实施状况而定.其材质要求:a.优越耐蚀,如锆与钛.b.良好的导电能力.二﹑阳极篮主物料/治工具介绍阳极袋是用来收集阳极不溶解金属与杂质阳极泥,以防止镀槽污染,阻止粗糙镀层发生.三.阳极袋主物料/治工具介绍4.硫酸铜:硫酸铜是镀液中主盐，它在水溶液中电离出铜离子，铜离子在阴极上获得电子沉积出铜镀层。提高硫酸铜浓度可以提高允许电流密度，避免高电流区烧焦，硫酸铜浓度过高，会降低镀液分散能力。
3、5.硫酸:硫酸的主要作用是增加溶液的导电性，硫酸的浓度对镀液的分散能力和镀层的机械性能均有影响，硫酸浓度太低，镀液分散能力下降，镀层光范围缩小；硫酸浓度太高，虽然镀液分散能力较好，但镀层的延性分降低主物料/治工具介绍6.氯离子：氯离子与载运剂合并吸附于阴极表面，可以抑制高电流区铜的沉积速率，改善电镀的均匀性，另外氯离子也帮助阳极腐蚀、产生均匀的阳极膜，有助阳极的溶解，使铜离子均匀析出.主物料/治工具介绍7.有机添加剂:(光泽剂,载运剂,平整剂)在自然析镀下所获得的镀层表面是粗糙且无光泽的,需要添加适当的添加剂以修饰镀层的表面形
4、态;利用“有机物在阴极表面的吸附反应形成薄膜”及“有机物的加速度与抑制性的平衡反应”,造成极化曲线偏移,使镀层之结晶细致,藉以增加铜延展性和电镀效率;同时可调整高低电流区之沉积效率,达到增加灌孔、均匀性及平整性之目的.其在电镀过程中扮演非常重要的角色.主物料/治工具介绍目的:除板面有机油污,手印,氧化物等有机性污染,提高板面亲水性.温度:一般温度36-40OC浓度:3%-10%(不同品种不同浓度之有机界面活性剂),除油后水洗须加强,保证后槽不受污染设备/流程操作介绍除油槽一﹑除油脱脂目的:咬蚀铜面,增加粗糙度以增加镀层的结合力
5、,同时除去表层之有机物及无机物之脏污温度:一般23-27℃左右之SPS(APS)Cu+S2O82-+2SO42-+Cu2+微蚀槽二﹑微蚀设备/流程操作介绍目的:去除板面氧化物,活化板面,且保证铜槽浓度平衡.操作:室温下之10%H2SO4洗.酸洗槽三﹑酸洗设备/流程操作介绍镀铜槽四﹑镀铜设备/流程操作介绍电镀原理:通过整流机将交流电变成直流电,电解液受外加电压影响下铜离子从阳极逐步向阴极转移的过程1.法拉第定律.第一定律-----电镀时,阴极上所沉积(deposit)的金属与所通过的电量成正比.第二定律-----在不同镀液中以相
6、同的电量进行电镀时,其各自附出来的重量与其化学当量成正比.法拉第定律指出化学反应之物质守恒定律.设备/流程操作介绍2.电极电位.当金属浸于其盐类之溶液中时,其表面那发生金属溶成离子或离子沉积成金属之置换可逆反应,直到某一电位下达到平衡,以常温常压下,以电解稀酸液时白金阴极表面之氢气泡做为任意零值。将各种金属对”零值极”连通作对比时,可知各种金属对氢标准电极之电位值。(NHE:normalhydrogenelectrode)金属NHE值越大,越易由离子还原成金属,如:Zn2++2eZn-0.762VCu2++2eCu+0.34V
7、因NHE值:Cu>Zn,故相同条件下,在同一镀液中,Cu金属先沉积出来.设备/流程操作介绍设备/流程操作介绍3.过电压(Overpotential)过电压系指当该物质产生一反应[不论化学(氧化还原)或物理反应(扩散)]时,都必须赋予额外能量,这种能量在电化学领域体现在此反应发生时的电压升高,这种比平衡电位升高的电位差叫”过电压(位)”即η=V-EOη:过电位设备/流程操作介绍cathodeDiffusionlayerPVPV阴极膜(Diffusionlayer)指以至槽液金属离子浓度下降1%处起,一直到达阴极表面为止的浓度渐低
8、的液膜,在阴极的部(P)载运剂多聚集而增加电阻,而光泽剂会协助铜离子在谷部(V)登陆,逐渐达到全面整平的目的.阳极膜示意图设备/流程操作介绍电镀铜机理镀铜溶液的主要成分是硫酸铜和硫酸,在直流电压的作用下,在阴/阳极上发生如下反应：阴极:Cu2+获得电子被还原成金属铜,在直流情
