化学沉铜技术.ppt

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1、PTH簡介一.何謂PTH二.PTH的原理三.PTH製程四.PTH系統簡介五.PTH的未來與展望何謂PTHPTH(PlatedThroughHole)，鍍通孔其目的為在非導體的孔壁上，建立一層密實牢固的銅金屬作為導體，成為後來鍍銅的基地PTH的原理PTH的通用製程:—整孔:清潔板面油脂，除去孔內雜質，使孔壁內環氧樹脂及玻璃纖維上附上一層正電薄膜—微蝕:除去銅面上的氧化物並咬蝕銅面使之粗糙—預浸:防止酸性物質及水份進入活化槽污染槽液—活化:使錫鈀膠體附著於孔壁—速化:剝除板面及孔內之錫膠體層使鈀膠體層裸露，以利化學銅附著—化學銅:利用甲醛當還原劑，鈀當催化劑，在

2、鹼性藥液中將銅離子還原成金屬銅附著於孔壁活化的化應式基本反應—Pd2++Sn2+PdO+Sn4+Pd的存在方式—PdCl2+SnCl2PdSnCl4—PdSnCl4+6PdCl2SnPd7Cl16—SnPd7Cl16Pd6Cl12+SnCl2+PdCl2化學銅的反應式主反應—Cu2++2HCHO+4OH-CuO+H2+H2O+2HCOO-副反應—2HCHO+4OH-H2+2e-+H2O+2HCOO-—2HCHO+NaOHCH3OH+HCOONa—CO2+OH-HCO3-—2Cu2++HCHO+5OH-Cu2O+3H2O+CHOO-—Cu2O+H2OCuO+C

3、u2++2OH-—Cu2O+HCHO+OH-2CuO+H2O+HCOO-PTH製程清潔整孔水洗酸洗水洗微蝕水洗預浸活化水洗速化水洗化學銅水洗酸洗鍍銅水洗抗氧化水洗烘乾下板掛架蝕銅熱水洗上板區PTH系統簡介概述:世界現存之PTH系統概分為酸性及鹼性系統，特性依基本觀念而有不同。因膠體設計之不同，LeaRonal開發了另一銅膠體而成為另一支PTH系統甲.酸性系統:目前較具代表性的供應商為E.C、Shipley及Macdermid乙.鹼性:目前較具代表性的供應商為Autotech及Hitachi甲.酸性系統:A.基本製程

4、:(以Shipley為藍本231(Conditioner)→746(Microetch)→404(Catalpretreatment)→44(Cataldeposit)→19(Accelerator)→328(ElectrolessDeposit)B.單一步驟功能說明:a.231(Conditioner):1.Desmear後孔內呈現Bipolar現象，其中Cu呈現高電位正電，Glassfiber、Epoxy呈負電2.為使孔內面呈現適當狀態，Conditioner具有兩種基本功能:2-1.Cleaner:利用液中之R--(OCH2CH2)XOHGroup促使

5、Surfacelowdown同時清潔表面2-2.Conditioner:O利用[C17H35-C-N-(CH2)3-N-(CH2)2-OH+]=NO3-GroupH的吸附使孔壁呈正電性，以利Pd/SnColloid負電離子團吸附甲.酸性系統甲.酸性系統3.一般而言粒子間作用力大小如下:4.因而此類藥液系統會有吸附過多或Colloid過多的吸附是否可洗去之顧慮5.Conditioner若DragIn至Activator槽，會使Pd+離子團降低甲.酸性系統b.746(Microetching)1.Microetching旨在清除表面之Conditioner所形成

6、的Film2.此同時亦可清洗銅面殘留的氧化物3.如果反應不足會形成殘留造成的P.I.4.如果反應過度會形成ReverseEtch或PinkRingc.404(Catalpretreatment)1.為避免Microetch形成的銅離子帶入Pd/Sn槽，故先以相類似的404先做預浸以減少帶入2.進一步降低其孔面的SurfaceTension甲.酸性系統d.44(Cataldeposit)1.一般Pd膠體皆以以下結構存在：Sn+2Pd+2Sn+2Sn+2Sn+2Sn+2Sn+2Comp.rSn+2Pd+220309甲.酸性系統2.Pd2+:Sn2+:CI-=1:

7、6:12較安定3.一般膠體的架構方式是以以下方式結合：當吸附時由於CI會產生架橋作用，且其半徑較大使得其吸附不易良好，尤其如果孔內的Roughness不適當更可能造成問題甲.酸性系統4.孔壁吸附了負離子團，即中和形成中和電性e.19(Accelerator):1.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2.基本化學反應為：Pd+2/Sn+2(HF)Pd+2+Sn+2(aq)Pd+2(ad)(HCHO)Pd(s)3.一般而言Sn與Pn特性不同，Pd為貴金屬而Sn則不然，因此其主反應可如下:Sn+2Sn+4+6F

8、-SnF6-2orSn+2+4F-SnF4-2甲.酸