图形电镀教材.ppt

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1、Ellington图形电镀培训教材前言第一部分一.图形电镀目的二.基本工艺流程三.基本理论四.各药水缸作用第二部分一.生产线设备简介二.工艺参数三.生产维护四.能力研究五.常见问题与对策第三部分工序潜力与展望目录在PCB制作过程中,镀铜占有相当重要位置。为了使本公司的工程管理人员特别是负责图形电镀工序的工艺工程人员图形电镀工序有一定程度的了解,故撰写此份培训教材,以利于生产管理及监控,从而提高我司的产品品质。前言第一部份基础知识为何要进行图形电镀？图形电镀目的:在完成干菲林工序后呈现出线路的铜面上用电镀方法加厚铜层,再镀上一层锡作为该线路的保护层。基

2、本工艺流程除油微蚀镀锡磺酸洗电镀酸洗上板下板基本理论一、镀铜原理：电镀铜的溶液中主要是硫酸铜(CuSO4)和硫酸(H2SO4),在直流电压的作用下,在阴极和阳极上分别发生如下反应:阴极:铜离子被还原,正常情况下电流效率可达98%Cu2++2e=Cu+0.34V有时溶液中会有一些Cu+,于是会有以下反应：Cu++e=Cu有很少情况下会发生不完全还原反应：Cu2++e=Cu+由于Cu2+的还原电位比H+的还原电位正的多，故一般不会有H2析出.阳极：阳极反应是溶液中Cu2+的来源：Cu-2e=Cu2+在极少的情况下，阳极也会发生如下的反应：Cu-e=Cu+

3、溶液中的Cu+在足够量硫酸的情况下，可能会被空气中的氧气氧化成Cu2+:4Cu++0.5O2+4H+=4Cu2++2H2O当溶液中的酸度不足时，会水解形成，形成所谓的“铜粉”：2Cu++2H2O=2Cu(OH)2+2H+2Cu++2H2O=Cu2O+2H二、镀铜缸药水成份及功能－硫酸铜：供给槽液铜离子的主要来源。提高硫酸铜的浓度可以提高允许的电流密度，避免高电流区烧焦；但是，硫酸铜（CuSO4)浓度过高，会降低镀液的分散能力，且易析出硫酸铜晶体。平时作业时由阳极磷铜溶解补充，配液后生产前要和拖缸,连续生产4-6个月要做碳处理。阳极铜球－硫酸：需使用试

4、剂级(AR)硫酸，有导电和溶解阳极的作用。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:1.若硫酸的浓度太低，镀液的分散能力下降，一价铜易水解生成铜粉；2.若硫酸的浓度过高，虽然镀液的分散能力较好，但是，镀层的延展性会降低.控制：作业时由于带出和打气的氧化作用造成阳极膜溶解，铜量渐增而酸量渐低，需日常分析添加以维持良好的分散能力。－氯离子：有助阳极的溶解和光泽剂的发挥作用。使阳极溶解均匀，镀层光泽平滑；有吸附在电极表面的能力，稳定Cu+,防止其发生歧化反应减少铜粉的生成，抑制Cu2+的放电速度。氯离子正常时阳极膜呈黑色；过量时呈灰白色，使阳极钝

5、化，溶液中铜离子降低；过低则在镀层上产生条纹状粗糙现象。－阳极铜：使用含磷0.035～0.075％的铜球，面积应是阴极的两倍。为什么要使用磷铜阳极？因为使用磷铜阳极时，1.阳极在镀液中溶解速度较慢（形成黑色的阳极膜），使其阳极电流效率接近阴极电流效率；2.催化Cu+转化成Cu2+的反应，阻止大量的Cu+进入溶液，形成铜粉或Cu2O，而导致镀层粗糙，产生节瘤；3.避免生成大量的阳极泥，污染铜缸，但是，磷铜中的含磷量要有一定值，若含磷量过高，会导致阳极膜过厚，铜溶解性差，使溶液中的铜离子减少，光剂消耗量大，易形成针孔，且造成低电流区不光亮;太低则生成的阳

6、极膜太薄结合力不好。－添加剂：主要有光亮剂(Brightner)，湿润剂(wetter)，整平剂(leveler)，载体(carrier)。（我司3F使用的是罗门哈斯公司的药水)。光亮剂（2001Add）－控制整体的光亮性，尤其是中至高电流密度位置。湿润剂（2001Car）－提高溶液的深镀能力整平剂控制低电流密度的光亮平整及抛掷力，亦可降低高电流密度位置烧板的问题。三.电镀工艺重要设备及功能－整流器：提供电镀的电源一般有两种整流机：1)传统的直流整流器2)周期反向脉冲整流（此种整流器配合专用添加剂可大大改善电镀的分散能力。)我司使用的是直流整流器－钛

7、篮：用来盛装铜球，做为阳极。有方形，圆形等。－钛篮袋：作业时，会产生阳极膜，为防止阳极膜碎以及因电镀而逐渐溶解变小的铜球和锡球掉落槽中，造成铜粗或锡粗，且污染槽液而影响镀铜或镀锡品质，须使用钛篮袋。－打气：1.加速离子的补充，有利于孔内不断新药液的补充，更有助光剂发挥作用。2.消除浓差极化，提高允许电流，提高生产效率。3.提供足够的氧气，使Cu+转化成Cu2+。现很多公司已采用喇叭嘴高能量循环取代传统的打气，用于制作盲孔板和高纵横比厚板。－摇摆和振荡：缩小Diffusionlayer，赶走孔内的气泡，加速新液的补充，提高深镀能力。－温度控制：温度过高

8、会造成光剂的裂解，使光剂用量增加且对槽液造成污染；温度过低则会造成导电不良，效率降低，造成铜粗，铜面没有光泽