深镀能力研究

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1、深镀能力的研究摘要：结合电镀理论与本公司实际生产情况分析深镀能力的影响因素，指出了电镀设备、电镀液配方和电镀参数是其主耍影响因素。针对我司电镀线的生产实际状况，分别研究电镀药水、纵横比对深镀能力的影响。实验表明，现有的生产设备、-药水有能力生产纵横比达12：1的线路板；对于高纵横比板的通孔，图镀线的化学约水配方有较好的深镀能力，并提出了保证和改善深镀能力的建议和措施。关键词：电路板，深镀能力，图形电镀，电镀药水，纵横比1•引言现代印制电路板设计要求趋向于精细导线、高密度、多层次、犬面积、细孔径、高纵横比发展。这就对电镀工艺技术特别是图形电镀提出了更高的要求：不仅要求板面镀层均匀

2、，厚度差小，还要保证金属化孔的高质量，使电路板具有优良的物理特性。金屈化孔起着多层印制线路电气互连的作用。孔壁镀铜层质量是卬制板质量的核心，要求镀层有合适的厚度、均匀性和延展性。对丁•高纵横比多层板，不仅要求镀层均匀性好，而且要求冇高的分散性，即板面镀铜层厚度与孔屮心镀铜层厚度差要小。电镀线的深镀能力大小反映了公司一个重要的生产制程能力，这就是我们研究的主要项目。目前电镀铜工艺流程为：沉铜-板镀-图形电镀。沉铜线镀孔铜厚一般为0.2〜0.5pm,板镀线镀孔铜厚一般为5〜8屮m图形电镀线镀孔铜厚一般大于20Mmo因此我们主要研究图形电镀线的深镀能力。2•深镀能力影响因素分析从人、

3、机、物、法、环和量等六大环节分析了图形电镀线深镀能力的影响因素，具体归纳如图1所示。图1影响深镀能力的因索分析鱼骨图其他误差〉铜球是否接触良好;E巴夹具是否好吵阳极的血积比、距离工作状态〉抨作技能水平震荡/摇摆«不读数偏冬€相显微镜精度钛篮分布我否启用'频率去晶作*V座接触是否良好:页环泵是否川川浮架是否处于正常位左洋占打气切片质罠环境粉毛环境温摩参数的设电镀程序的选择板材的尺寸/纵横比药水质量/浓度〈铜阳极质量孔的质量/是否去钻g陪镀条的摆理/£镀液曲度＞深镀能力由图1可以看出，影响深镀能力的因素是多方面的，主要取决于机、物、法三方面，也即是镀铜缸的结构、铜缸药水和电镀参数等

4、因索。(1)镀铜缸结构的影响铜缸的结构设计决定了电力线的宏观分布，而电流的分布情况乂是影响深镀能力的最根本因素。因此，只冇当镀铜缸的结构设计合理时，才能得到良好的深镀能力。镀铜缸的结构设计包括：缸体的大小，阴、阳极之间的距离及面积比，挂架上的夹具分布、夹具的良好等，阴极移动的频率和振幅、震动、打气、循环过滤等各方面，如图2所示。电流计⑨®班计导电杆阴极空气搅拌空气气泡图2：铜缸示意图阳极的高度应比阴极的挂架要短，以避免挂架下端高电流区镀层过厚，具体短多少要视槽深、阴阳极距离、挂架、搅拌方式等实际情况而定，一般为3〜5inch。阳极的长度也应比阴极的挂架要短，以避免挂架两端高电流

5、区镀层过厚。阴极的挂架、连接条、夹具固定良好牢固，以免挂架上的各夹具电流分布不均匀。针对此，本公司采用在阴极下端设置浮架、阳极上端设计扌当板以及在挂板网端加设陪镀条、连接片的方法来保证电力线的均匀分布。钛篮的数量一般可用经验公式：[槽宽(cm)・60(cm)]/17=N(钛篮数)计算出。本公司图镀线上阳极前后各15个钛篮，均匀分布，每个钛篮的规格为：①2・5"X24'',两钛篮的中心距离约为12.6cm。阴阳极而积比为1.5-2：1较为合适，阴阳极距离为8〜12inch较好。振动与摇摆的主要作用是降低扩散层(diffusionlayer)的厚度，赴走孔内的气泡，加速孔内镀液的补

6、充与更新，提升电镀品质。本公司图镀线阴极振幅为30mm/s,运行20s停10s；摇摆频率为14次/min,摇摆幅度为55mm。打气可以提高药水的快速交换，加速离子的补充，有利于孔内不断有新约液的补充，述可以帮助光剂发挥作用。循环过滤可以净化溶液，除去杂质，并使溶液流动起來，起到搅拌的作用，从而降低浓差极化，提高分散能力。电镀槽要使用5uni或更小的滤芯过滤，并且应保证每小吋至少周转2次，循环速度越大越能降低扩散层的厚度，有利于提高深镀能力。本公司泵循环频率约为4.8次/小时。(2)药水的影响我公司图形电镀线采用罗门哈斯公司提供的酸性硫酸盐镀铜工艺，其药水成份主要包括CuSO4>

7、H2SO4、C「和添加剂。I.CuSCU、H2SO4浓度的影响：CuSO4是酸性镀铜工艺的主盐，是供给槽液铜离子的主要来源。捉高CuSO4的浓度可以提高允许的电流密度，避免高电流区烧焦；但是，CuSO4浓度过高，会降低镀液的分散能力，11易析出CuSCU晶体。虽然CuSO4浓度的高低受很多因素的影响，但主要还是受光亮剂性质的影响，对于不同类型的光亮剂，CuSO4的允许含量有很大的差别⑴。h2so4有导电和溶解阳极的作用，其浓度对镀液的分散能力和镀层的机械性能均有影响。H2SO4的浓度若太低镀