电镀铜故障，原因及排除方法生产故障可能原因纠正方法
镀层烧焦 1
铜含量过低
2 硫酸含量过高
3 阴极电流过大
4 液温太低
5搅拌差
6光亮剂失调
7阳极过长或过高1补充硫酸铜到规定量
2稀释镀液使硫酸铜到规定值
3降低电流密度
4提高液温
5增加空气搅拌或阴极移动
6赫尔槽实验确定
7阳极比阴极短7~8cm,使阳极面积/阴极面积=2：1
镀层粗糙1镀液添加剂失调
2镀液太脏
3Cl-含量太少
4电流太大或太少
5有机物分解过多1 赫尔槽实验确定2连续过滤
3分析添加
4调整
5活性碳处理
镀液分散能力差1硫酸含量低
2铜离子含量高
3金属杂质影响
4光亮剂含量不当1分析调整
2稀释
3小电流通电处理4调整
镀层有条纹1光亮剂过量
2有机杂质过多
3镀前清洗不当；清洗液污染1活性碳处理
2同上
3检查清洗液，适当更换
镀层有麻点针孔1搅拌不均
2镀液有油污
3镀液太脏1加强搅拌，调整搅拌2活性碳处理
3加强过滤
阳极钝化1阳极面积与阴极面积不正确
2阳极黑膜太厚
3阳极太少
4Cl-含量过高1调整阳极面积/阴极面积=2：1
2适当刷洗
3更换阳极
4沉淀除去（锌粉或碳酸银）；拖缸
镀层脆性大1光亮剂含量过高
2液温太低
3金属杂质及有机杂质太多1活性碳处理，调整到适当值2提高液温
3电解处理，活性碳处理
金属化孔内有空白点1化学镀铜不完整
2镀液中有小颗粒物质
3镀前处理太长，蚀掉孔内铜1注意化学镀各工艺步骤2过滤镀液
3严格操作规程
镀层与基体结合力差1镀前粗化不良
2贴膜后产生余胶
3镀前基体不清洁，有油污1加强粗化处理，调整或更换粗化液2加强显影液，及时更换显影液
3加强清洁处理
局部镀不上局部有残膜或其他污物加强显影和检查
孔周围发暗（所谓鱼眼状镀层）1由于光亮剂过量或有机杂质引起
孔周围厚度不足，但空中厚度可
能适当
2搅拌不足或不正确
1调整光亮剂用量
2调整空气搅拌
电镀系列之二：电镀铜工艺及配方技术开发 线路板在制作过程中，通孔经过孔金属化后往往要经过电镀铜来加厚孔铜，增强电路的耐候性能。通常涉及到的镀铜过程包括普通电镀铜以及盲孔填孔。线路板中使用的电镀铜技术主要还是酸铜，其镀液组成为硫酸、硫酸铜、氯离子、光亮剂（B）、整平剂（L）以及载运剂（C）。B L C B B C B C B C B B B B L B L C B B C B C B C B B B B L B C L B C L B C L B C L 图1、添加剂B、C、L 的作用机理 光亮剂（B）：吸附于低电流密度区并提高沉积速率； 整平剂（L）：快速地吸附到所有受镀表面并均一地抑制电沉积； 载运剂（C）：携带光剂进入低电流密度区，提高低电流密度区的沉积速率；三剂一起作用，达到铜面、孔铜一起电镀，产生光亮镀层。 （1）PCB 普通电镀铜 禾川化学经过研究，开发出一款适用于PCB 孔电镀铜药水，具有以下特点： （1）镀液容易控制，镀层平整度高； （2）镀层致密性好，不易产生针孔； （3）可快速获得镜面光亮及整平特性； （4）添加剂消耗量稳定，消耗量少； （5）通孔电镀效果好，TP 值大于80%，延展性，热应力等参数符合PCB
标准。 图2、PCB电镀铜效果图 （2）FPC普通电镀铜 禾川化学经过研究，开发出一款适用于FPC孔铜电镀的药水，具有以下特点：（1）镀液容易控制，镀层平整度高； （2）镀层延展性好，耐折度好； （3）可快速获得镜面光亮及整平特性； （4）添加剂消耗量稳定，消耗量少； （5）通孔电镀效果好，TP值大于120%，延展性，热应力等参数符合PCB 标准。 图3、FPC电镀铜效果图 （3）盲孔填空电镀 填孔电镀添加剂的组成：光亮剂（B又称加速剂），其作用减小极化，促进铜
1,镀镍层发暗 镀镍层表面发暗也是常见的电镀故障之一，这种故障多数出现在低电流密度区电镀获 得的镀镍层，偶尔也出现在中电流密度区或高电流密度区，低电流密度区镀镍层发暗可能 是镀镍液的温度太高，阴极电流密度太小，硫酸镍浓度太低；I，4一丁炔二醇或其他次级 光亮剂过多或镀液中有铜、锌杂质污染引起；中电流密度区镀镍层发暗可能是由于镀液中次级光亮剂太少，有机杂质过多或有一定量的铁杂质污染造成的；高电流密度区镀层发暗可能是镀液pH值太高，初级光亮剂太少或镀液中有少量的铬酸盐、磷酸盐及铅杂质污染引起。此外，镀前处理不良，镀件表面有碱膜或有机物吸附膜，或底镀层（氰化镀铜等）不好也会导致光亮镍镀层出现发暗现象。 可以取镀镍液做霍耳槽试验来分析这类电镀故障，对于低电流密度区出现的发暗现象， 目前有的镀镍出现了比较好的走位剂，专门使得在低电流密度范围内获得光亮镀镍层。另 外还可以观察霍耳槽试片的外观进行逐步分析，如果镀液成分所做的霍耳槽样板上镀镍层状况良好，没有出现发暗的现象，那么电镀时出现的故障，就有可能是镀前处理不良或底镀层不好造成的，应该认真检查电镀镍前的情况。若霍耳槽试验所得的阴极样板上出现低电流密度区镀层发暗，则可以根据前面提到的可能原因进行试验确定，或者加入合适的走位剂成分最后排除这种电镀故障。 中、高电流密度区的镀镍层发暗，也可用类似的方法进行试验分析。 2，镀镍层脆性 镀层发脆，往往影响镀层的加工和质量，而且镀层的脆性与镀层应力有关。镀镍液中次级光亮剂过多或初级光亮剂太少，铜、锌、铁或有机杂质过多,pH值过高或温度过低等都会使镀镍层发脆。 检查镀镍层脆性的方法，一是将镀好镍的小零件放在手中搓摩，或将镀镍薄片零件弯曲至
电镀铜 工程培训材料- 电镀铜 铜具有良好的导电性和良好的机械性能，能与其它金属形成良好的金属键，获得镀层间良好的结合力。因此，印制析制作过程中采用镀铜工艺。 1 电镀铜的机理 镀液的主要成分是硫酸铜和硫酸。在直流电的作用下，阴阳极发生电解反应，阳极铜失去子变成Cu2+溶于溶液中，阴极Cu2+获得电子还原成Cu原子。具体反应如下： 1.1 阴极反应 Cu2++ 2e-? Cu 副反应Cu+ + e-? Cu Cu2+ + e-? Cu+ 由于铜的还原电位比H+高得多，所以一般不会有H2析出。 1.2 阳极反应 Cu ? 2e-? Cu2+ 副反应Cu ? e-? Cu+ 在足够硫酸环境下，亦有如下反应 2 Cu+ + 1/2O2 + 2H+? 2 Cu2+ + H2O 当硫酸含量较低时，有如下反应 2 Cu+ + 2H2O ? 2 Cu(OH)2 + 2H+ 2 Cu(OH)2 ? Cu2O + H2O Cu2O即成“铜粉”，有Cu2O出现时镀层会变得疏松粗糙。 2 电镀锡机理 电镀锡与电镀铜机理一样利用电解作用获得金属镀层。 阴极反应Sn2+ + 2e- ? Sn 阳极反应Sn - 2e- ? Sn2+ 镀锡溶液主要成分是硫酸亚锡与硫酸。 3 电镀线各药水缸成份及作用 3.1 除油缸 主要成份为酸性除油剂，它可以清除板面污渍，指纹及菲林碎等杂质，获得清洁的基铜表面。 3.2 微蚀缸 主要成份硫酸钠和硫酸溶液，如本公司所用的也有硫酸和双氧水型。 微蚀作用可以除待镀线路与孔内镀层的氧化层，增加其表面的粗糙度，从而提高与镀层有结合力。 3.3 浸酸缸 主要成份H2SO4 浸酸缸可以去除铜表面轻微的氧化层，同时防止污物污染铜缸。
科技成果：电镀填孔工艺影响因素 电子产品的体积日趋轻薄短小，通盲孔上直接叠孔(viaonHole或Viaonvia)是获得高密度互连的设计方法。要做好叠孔，首先应将孔底平坦性做好。典型的平坦孔面的制作方法有好几种，电镀填孔(ViaFillingPlating)工艺就是其中具有代表性的一种。 电镀填孔工艺除了可以减少额外制程开发的必要性，也与现行的工艺设备兼容，有利于获得良好的可靠性。 电镀填孔有以下几方面的优点： (1)有利于设计叠孔(Stacked)和盘上孔(via.on.Pad)： (2)改善电气性能，有助于高频设计; (3)有助于散热; (4)塞孔和电气互连一步完成; (5)盲孔内用电镀铜填满，可靠性更高，导电性能比导电胶更好。 电镀填孔是目前各PCB制造商和药水商研究的热门课题。Atotech、Shipley、奥野、伊希特化及Ebara等国外知名药水厂商都已推出自己的产品，抢占市场份额。 2电镀填孔的影响参数 电镀填孔工艺虽然已经研究了很多，但真正大规模生产尚有待时日。其中一个因素就是，电镀填孔的影响因素很多。如图1所示，电镀填孔的影响因素基本上可以分为三类：化学影响因素、物理影响因素与基板影响因素，其中化学影响因素又可以分为无机成分与有机添加剂。下面将就上述三种影响因素一一加以简单介绍。 2.1化学影响因素 2.1.1无机化学成分 无机化学成分包括铜(Cu2+)离子、硫酸和氯化物。
(1)硫酸铜。硫酸铜是镀液中铜离子的主要来源。镀液中铜离子通过阴极和阳极之间的库仑平衡，维持浓度不变。通常阳极材料和镀层材料是一样的，在这里铜既是阳极也是离子源。当然，阳极也可以采用不溶性阳极，Cu2+采用槽外溶解补加的方式，如采用纯铜角、CuO粉末、CuCO3等。但是，需要注意的是，采用槽外补加的方式，极易混入空气气泡，在低电流区使Cu2+处于超饱和临界状态，不易析出。值得注意的是，提高铜离子浓度对通孔分散能力有负面影响。 (2)硫酸。硫酸用于增强镀液的导电性，增加硫酸浓度可以降低槽液的电阻与提高电镀的效率。 但是如果填孔电镀过程中硫酸浓度增加，影响填孔的铜离子补充，将造成填孔不良。在填孔电镀时一般会使用低硫酸浓度系统，以期获得较好的填孔效果。 (3)酸铜比。传统的高酸低铜(Cw+：Ccu2+=8～13)体系适用于通孔电镀，电镀填孔应采用低酸高铜(Cw+：Ccu2+=3～10)镀液体系。这是因为为了获得良好的填孔效果，微导通孔内的电镀速率应大于基板表面的电镀速率，在这种情况下，与传统的电镀通孔的电镀溶液相比，溶液配方由高酸低铜改为低酸高铜，保证了凹陷处铜离子的供应无后顾之忧。 (4)氯离子。氯离子的作用主要是让铜离子与金属铜在双电层间形成稳定转换的电子传递桥梁。 在电镀过程中，氯离子在阳极可帮助均匀溶解咬蚀磷铜球，在阳极表面形成一层均匀的阳极膜。在阴极与抑制剂协同作用让铜离子稳定沉积，降低极化，使镀层精细。 另外，常规的氯离子分析是在紫外可见光分光光度计进行的，而由于电镀填孔镀液对氯离子浓度的要求较严格，同时硫酸铜镀液呈蓝色，对分光光度计的测量影响很大，所以应考虑采用自动电位滴定分析。 2、1.2有机添加剂 采用有机添加剂可以使镀层铜晶粒精细化，改善分散能力，使镀层光亮、整平。酸性镀铜液中添加剂类型主要有三种：载运剂(Carrier)、整平剂(Leveler)和光亮剂(Brighte ner)。
常见电镀故障的分析和 纠正方法 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
常见电镀故障的分析和纠正方法 1.针孔 针孔大多是气体(一般是氢气)在镀件表面上停留而造成的。针孔属于麻点，但针孔不同于麻点，它像流星一样，往往带有向上的“尾巴"，而麻点仅仅是镀层上微小的凹坑，一般是没有向上的“尾巴"。 那些因素会促使镍层产生针孔呢镀前处理不良；镀液中有油或有机杂质过多；镀液中有固体微粒；防针孔剂太少；镀液中铁等异金属杂质过多；镀液pH太高或操作电流密度过大；镀液中硼酸含量太少和镀液温度太低等都会导致镀镍层产生针孔。 由于不同原因引起的针孔现象略有不同，所以在分析故障时，首先要观察现象。例如镀前处理不良，它仅仅使镀件的局部表面上的油或锈未彻底除去，造成这些部位上气体容易停留而产生针孔，所以这种因素造成的针孔现象是局部密集的，而且是无规则的；镀液中有油或有机杂质过多引起的针孔较多地出现在零件的向下面和挂具上部的零件上，镀液中固体微粒产生的针孔较多地出现在零件的向上面；防针孔剂太少造成的针孑L在零件的各个部位都有，镀液中铁杂质过多，pH 值过高和阴极电流密度较大引起的针孔较多地出现在零件的尖端和边缘(即高电流密度处)，硼酸含量太少产生的针孔较多地出现在零件的下部，镀液温度过低造成的针孔是稀少的，也是零件各个部位都有可能出现的。通过观察现象，可以初步判断造成针孔的部分原因，然后再进一步试验。例如零件的局部表面上有密集的针孔，从现象来看，好像是前处理不良造成的，那么究竟是不是这个原因呢可以取一批零件，进行良好的前处理后直接镀镍，假使经这样处理后所得的镀层上没有针孔，那么原来的针孔是镀前处理不良造成的。否则就是其他方面的原因。镀液的温度、pH值和阴极电流密度，比较容易检查，所以可首先检查和纠正。镀液中是否缺少十二烷基硫酸钠，从平时向镀液中补充十二烷基硫 酸钠的情况就能基本确定，如难以确定时，可以向镀液中加入L十二烷基硫酸钠后进行试镀，若这样所得的镀层上针孔现象没有改善，那就不是缺少十二烷基硫酸钠，可能是镀液中的杂质或硼酸太少引起的，这就可按前述的方法，用小试验分析故障原因，然后按试验所得的结果讲行纠正。 2.镀层结合力不好 产生镀层结合力不好的原因有：镀前处理不良，零件表面有油、氧化物等；清洗水中有油或有六价铬；酸活化液中有铜、铅杂质；电镀过程中产生双性电极或断电时间过长；镀液中硼酸少、铁杂质多、pH 高、有油、有机杂质或光亮剂过多等。
硫酸铜电镀故障处理： 一、镀层烧焦 1.镀液温度低于20℃。 2.酮含量过低（低于50克/升比重低于20波美）。 3.氯离子含量过低。 4.210A过量。 5.210B不足。 6.搅拌不均匀或阴极移动太小。 纠正方法： 1．升高温度至24—30℃。 2．添加硫酸铜（加入15克/升硫酸铜可提高1波美度或3.7克/升金属铜。 3．分析后补充。 4．根据所电镀的产品情况停加210A剂，直到恢复正常，清洗滤泵。 5．添加适量210B。 6．检查调整阴极移动或空气搅拌装置。 二、高电位镀层出现凹凸起伏的条纹 1．缺少开缸剂210C。 2．缺少氯离子。 纠正方法： 1．补加适量开缸。 2．调整氯离子到正常含量范围。 三、低电位光亮度差 1．镀液温度超过35℃。 2．210B过量。 纠正方法： 1．把温度控制在24-28℃ 2．停加B剂，直至消耗至恢复正常状态，严重过量，则可以用加入适量双氧水、高锰酸钾处理或者电解处理等方法除掉多余的B剂。 四、填平度低 1.光剂不足。 2.氯离子过量，镀液主盐低，磷铜阳极少等。 纠正方法： 1.按照添加方法添加光剂。 2. 杜绝带入氯离子，让氯离子带出、消耗降低；严重时采用稀释、沉锌、硝酸银除氯等方法来降低氯离子的含量；另外注意主盐和磷铜阳极的补充。 五、镀层有微细针孔 1.滤泵吸入空气； 2.不适当之空气搅拌； 3.缺少开缸剂210C。 纠正方法： 1.滤泵入水口要远离打气孔，防止吸入空气。 2.打气孔不可过小（直径不小于3毫米），适当调节打气强度。 3.添加适量开缸剂210C。
六、镀层布满细小的微粒 1.镀液内有悬浮的微小颗粒（例如活性炭粉） 2.搅拌用之空气被污染。 3.田家硫酸铜时，过滤不充分。 4.使用不适当的阳极。 纠正方法： 1.连续过滤镀液，建议使用助滤剂。 2.检查隔尘纲、隔油纲，最好使用无油气泵打气。 3.加强过滤，彻底滤清镀液。 4.使用合格的磷铜阳极。 七、阳极钝化 1.主盐成分过高，或者温度过低形成主盐相对过高。 2.阳极袋堵塞。 3.镀液被大量铁杂质严重污染。 纠正方法： 1.稀释镀液，调节温度到合适范围。 2.清洗阳极袋。 3.稀释镀液，适当补充主盐。
一、电镀铜的历史沿革 1.1 焦磷酸铜 1985年以前全球电路板业之电镀铜，几乎全部采用60℃高温操作的焦磷酸铜(Copper Pyrophosphate；Cu2P2O7)制程，是利用焦磷酸之错合剂(Complexing Agent)做为基本配方。当时最流行的商业制程就是M＆T的添加剂PY－61H。但由于高温槽液及PH值又在8.0以上，对于长时间二次铜所用到的碱性水溶油墨或干膜等阻剂，都不免会造成伤害。不但对板面之线路镀铜(Pattern Plating)品质不利。且槽液本身也容易水解而成为反效果正磷酸(H3PO4)，再加上阻剂难以避免被溶解所累积的有机污染等因素，导致焦磷酸铜的管理困难，而被业者们视为畏途。然而新亮相非错合剂式的低温(15oC－20oC)硫酸铜制程，当年则因其成熟度不够也使得用户们吃足了苦头。直到1988年以后硫酸铜才逐渐正式取代了先前的焦磷酸铜，而成为唯一的基本配方。 1.2 硫酸铜与反脉冲 十年后(1995)的电路板开始采孔径0.35mm或14mil以下的小孔，在板厚不变或板厚增加下，常使得待镀之通孔出现4∶1至10∶1高纵横比的困难境界。为了增加深孔镀铜的分布力(Throwing Power)起见，首先即调高槽液基本配方的酸铜比(拉高至10∶l以上)，并也另在添加剂配方上着手变化。而且还将固有垂直挂镀的设备中，更换其传统直流(DC)供电，转型为变化电流(广义的AC)式反脉冲电流(Reverse Pulse)的革新方式。在其反咬电流密度很大但时间却很短的情况下，亦能将两端孔口附近较厚的镀铜层予以减薄，但又不致影响深孔中心铜层应有的厚度，于是各种脉冲供电方式也进入了镀铜的领域。 1.3 水平镀铜 随后为了方便薄板的操作与深孔穿透以及自动化能力起见，板面一次铜(全板镀铜)的操作，又曾改变为水平自走方式的电镀铜。在其阴阳极距离大幅拉近而降低电阻下，可用之电流密度遂得以提高2-4倍，而使量产能力为之大增。此种新式密闭水平镀铜之阳极起先还沿用可溶的铜球,但为了减少量产中频繁拆机，一再补充铜球的麻烦起见，后来又改采非溶解性的钛网阳极。而且另在反脉冲电源的协助下，不但对高纵横比小径深孔的量产如虎添翼，更对2001年兴起的HDI雷射微盲孔(Microvia)也极有助益。不过也由于非溶阳极已不再出现溶铜之主反应，而将所有能量集中于“产生氧气”之不良副反应，久之难免会对添加剂与Ir/Ti式DSA(商标名称为" 尺寸安定式阳极")昂贵的非溶阳极造成伤害，甚至还影响到镀铜层的物理性质。至于2002年新冒出二阶深微盲孔所需的填孔镀铜，已使得水平镀铜出现了力犹未逮的窘境。对于此种困难，势必又将是另一番新的挑战。
2011秋季国际PcB技术/信息论坛孔化与电镀Hole Processing and Plating 填孔电镀品质可靠性的研究和探讨 Paper Code:S-021 彭涛田维丰刘晨姜雪飞彭卫红刘东 深圳崇达多层线路板有限公司 摘要填孔电镀是满足PCB高密度化、更小化、更便宜的一种重要途径。随着电子行业和PCB 行业的高速发展,填孔电镀的需求量增长迅速,填孔电镀的应用也日广泛,填孔电镀 的生产难度也相应增加。填孔电镀是一种新工艺流程,相对普通电镀铜而言,其反应 机理复杂,过程控制更难监控,品质可靠性低。本文主要讲述填孔电镀反应机理,并 通过DOE试验来探讨如何提升填孔电镀工艺能力和品质可靠性。 关键词填孔电镀i填充率 中图分类号:TN41文献标识码:A 文章编号:1009—0096(2011增刊-0153-06 The research and investigation of filling plating quality and reliability PENG Tao TIAN Wei-feng L1UChert JIANGXue-fei PENG Wei-hong L1UDong
Abstract In the process of PCB jointing brigade,the via air ladder Call bring on the jointing solder air and it will debase the jointing intension and quailty dependability,because of above.more and more customers require the via ofHDl circuitry board should be done by filling?in plating.In the relafiv9ly ofnormal plating,the reaction mechanism offilling—in plating is more complex,the process control is moFe difficult to be watched,and the quailty dependability is worse.The letterpress tell of the reaction mechanism of filling—in plating,discuss the way how to step up the technical ability offilling—in plating by DOE experiment and quailty dependability. Key words filling plating;filling ratio 1为什么需要填孔 1.1PCB高密度化、高精细化的发展趋势 随着电子产业的高密度、高精细化,HDI板焊盘直径和间距的逐渐减小,使盲孔孑L径也逐渐减小,盲孔厚径 比随之加大,普通的电镀药水和传统的电镀工艺不能达到盲孔镀铜的效果,为保证盲孔d6质的可靠性,更多生 产厂家选择专用盲孔电镀药水或增加填孔流程。 .】53. 孔化与电镀HoIeProcessing and Plaling 2011秋季国际PcB技术,信息论坛 圉1盲孔高厚径比使品质可靠性降低
印制线路板盲孔电镀填充工艺 熊海平 摘要介绍了一种利用直流电源进行微盲孔和通孔同时电镀的工艺，同时给出了相关的工艺条件和电镀效果。 关键词盲孔通孔同步电镀 Printed Circuit Board Micro-via′s Filling Process Abstract This paper introduced a copper plating process for micro-via filling and through hole plating simultaneously in DC application. Meanwhile, the plating parameters and results were been expressed Key Words Micro-via filling through hole plating 0 前言 微盲孔（Blind Micro-via）电镀铜填充多用于IC晶片载板产业，在电子产品轻、薄、短、小化的发展趋势要求下，印制线路板的布线密度越来越高,这就要求板上的孔径必须越来越小.在导通盲孔上直接叠孔的结构是实现最高布线密度的有效方法之一.就常规的垂直线电镀经验而言，一般通孔中的电镀层厚度要小于板面电镀铜层的厚度，由此可推断，盲孔在电镀过程中，由于受电镀液在孔内的对流性差以及其它客观条件的限制，要想得到理想的填充效果，存在相当大的技术难度。因此，水平电镀设备，脉冲电源等被应用来解决这类难题。是不是垂直电镀线就没办法使盲孔和通孔在同一制程中达到理想的电镀效果呢？事实并非如此，只要我们对设备合理改进，设定合理的工艺流程和参数，对孔径在180微米以下，深度不超过100微米的任意孔径/深度的盲孔，一般能得到较完美的填充。 1．设备要求 毫无疑问，传统的阴极移动加空气搅拌的垂直线电镀方式是不可能圆满完成盲孔填充任务的，必须在此基础上对设备进行适当的改造。最常见的改进方法是，添加高速循环泵，如果电镀槽尺寸许可，在阴极两侧添置两排喷射管，让经循环泵高速流出的镀液，经喷管喷射阴极范围内的有效电镀区域。很多设备商已经在此方面做了相当成功的研究，生产线上已不乏成功使用的范例。 2．工艺流程及电镀参数设定 酸性电镀铜添加剂中的各组份功能和作用原理在很多文献中有详尽的描述，一般而言，常规的全板和图形电镀添加剂中包含着加速剂、抑制剂、润湿剂等主要成分，它们的作用和功能各异，电镀的效果取决于它们的协同效应。作为盲孔电镀的添加剂，如果继续采用这种常规的方式，很难得到理想的填充效果，因为加速剂在孔周的吸附浓度远大于盲孔内壁和底部吸附浓度，铜离子在孔周的交换速率也远大于孔内，因此，在孔周镀层增长速度远大于孔底和孔壁，最终结果如果往往是在盲孔填充过程中，孔内容易出现空洞，如图1。
电镀不良的一些情况和解决方法 发布日期：2013-09-04 来源：中国电镀网浏览次数：2097 关注： 加关注 核心提示：电镀不良对策镀层品质不良的发生多半为电镀条件,电镀设备或电镀药水的异常,及人为疏忽所致.通常在现场发生不良时比较容易找出塬 电镀不良对策 镀层品质不良的发生多半为电镀条件,电镀设备或电镀药水的异常,及人为疏忽所致.通常在现场发生不良时比较容易找出塬因克服,但电镀后经过一段时间才发生不良就比较棘手.然而日后与环境中的酸气,氧气,水分等接触,加速氧化腐蚀作用也是必须注意的.以下本章将对电镀不良的发生塬因及改善的对策加以探讨说明. 1.表面粗糙:指不平整,不光亮的表面,通常成粗白状 (1)可能发生的塬因: (2)改善对策: 1.素材表面严重粗糙,镀层无法覆盖平整. 1.若为素材严重粗糙,立即停产并通知客户. 2.金属传动轮表面粗糙,且压合过紧,以至于压伤. 2.若传动轮粗糙,可换备用品使用并检查压合紧度. 3.电流密度稍微偏高,部分表面不亮粗糙(尚未烧焦) 3.计算电流密度是否操作过高,若是应降低电流 4.浴温过低,一般镀镍才会发生) 4.待清晰度回升再开机,或降低电流,并立即检查温控系统. 5.PH值过高或过低,一般镀镍或镀金(过低不会)皆会发生. 5.立即调整PH至标准范围. 6.前处理药液腐蚀底材. 6.查核前处理药剂,稀释药剂或更换药剂 2.沾附异物:指端子表面附着之污物. (1)可能发生的塬因: (2)改善对策: 1.水洗不干净或水质不良(如有微菌). 1.清洗水槽并更换新水.
2.占到收料系统之机械油污. 2.将有油污处做以遮蔽. 3.素材带有类似胶状物,于前处理流程无法去除. 3.须先以溶剂浸泡处理. 4.收料时落地沾到泥土污物. 4.避免落地,若已沾附泥土可用吹气清洁,浸透量很多时,建议重新清洗一次. 5.锡铅结晶物沾附5.立即去除结晶物. 6刷镀羊毛?纤维丝6.更换羊毛?并检查接触压力. 7.纸带溶解纤维丝. 7.清槽. 8.皮带脱落屑. 8.更换皮带. 3.密着性不良:指镀层有剥落.起皮,起泡等现象. (1)可能发生的塬因: (2).改善对策: 1.前处理不良,如剥镍. 1.加强前处理. 2.阴极接触不良放电,如剥镍,镍剥金,镍剥锡铅. 2.检查阴极是否接触不良,适时调整. 3.镀液受到严重污染. 3.更换药水 4.产速太慢,底层再次氧化,如镍层在金槽氧化(或金还塬),剥锡铅. 4,电镀前须再次活化. 5.水洗不干净. 5.更换新水,必要时清洗水槽. 6.素材氧化严重,如氧化斑,热处理后氧化膜. 6.必须先做除锈及去氧化膜处理,一般使用化学抛光或电解抛光. 7.停机化学置换反应造成. 7.必免停机或剪除不良品 8,操作电压太高,阴极导电头及镀件发热,造成镀层氧化. 8.降低操作电压或检查导线接触状况 9,底层电镀不良(如烧焦),造成下一层剥落. 9.改善底层电镀品质. 10.严重.烧焦所形成剥落10.参考NO12处理对策.
电镀盲孔填孔不良分析 目前多阶HDI板的层间互连大多采用微孔叠孔及交错连接方式设计，一般采用电镀铜填孔方式进行导通，但电镀填盲孔技术与传统电镀有一定差别，且在工艺参数，流程设计，设备方面更有严格要求，填孔过程中出现空洞、凹陷、漏填也是厂内控制的难点，下面将厂内填孔缺陷进行分析，提供些填孔不良的思路； 一、填孔不良分析： 针对厂内填孔不良切片分析分类，统计如下： 二、原因分析： 通过切片分析确认，不良主要为凹陷、漏填、空洞，其中凹陷、漏填比例较高，其次为空洞，现针对厂内填孔不良可能原因进行分析. 2.1添加剂浓度失调：盲孔的填孔主要是通过添加剂中各组成分的协调作用、吸附差异平衡化完成，浓度失控势必会造成添加剂在盲孔内吸附平衡的破坏影响填孔效果. 2.2打气喷管堵塞：填孔槽打气大小直接影响到填孔过程中孔内药水交换效果，若打气效果差必然会造成孔内药水交换导致填孔效果欠佳凹陷值偏大.
2.3导电性不良：夹头或挂具损坏、飞靶和V型座接触不好，导致电流分布不均，板内电流小区域必然会出现盲孔凹陷或漏填现象. 2.4填孔前微蚀异常：填孔前微蚀不足均可能导致个别盲孔孔内导电不良，孔内电阻偏高，在填孔时不利于添加剂分布导致填孔失败. 2.5板子入槽时变形导致局部盲孔突起，局部盲孔漏填或凹陷. 2.6泵浦吸入口漏气，必然会造成大量空气进入槽内，通过过滤泵循环过滤将起泡带入整个槽内通过气流进入盲孔，阻碍孔内药水交换导致盲孔漏填现象. 三、效果验证： 实验前通过对药水调整至最佳状态，检查打气管道、夹头（挂具）、打气状况，维修设备接触不良处并用稀硫酸清洗、微蚀速率控制在20—30u”,保证板为垂直状态后进行填孔测试，测试结果无异常. 四、结论： 通过改善前后对比可以看出：厂内填孔不良主要为药水浓度、打气、导电性、填孔前微蚀量异常及槽内有气泡导致填孔异常，当然影响盲孔填孔异常的因素还有很多，只有平时做到长期监控，细心维护设备，认真排查造成填孔不良的每一个可能因素，才能真正运用好填孔技术，解决厂内填孔异常.
微盲孔填充及通孔金属化:技术选择及解决方案 摘要| 电子产品向轻、薄、短、微型化的发展趋势要求印制线路板及包装材料的空间体积向更小型化发展，高密度互连(HDI)技术已经成为发展的必然趋势。线路板的功能可靠性很大程度上取决于直接金属化、微盲孔填充及通孔金属化的品质。 为改善流程的性能，人们往往会提高工艺流程的复杂程度，使用不同类型的添加剂，这使流程更加难以控制。另外，PPR 脉冲电镀技术作为一种解决方案已被应用，最终还是要通过功能性化学品的氧化还原保护作用来维持添加剂的稳定性。 一项新的技术已经问世，此技术简单而又能有效地控制流程，可实现微孔填充与通孔金属化同步进行，已经在整板电镀和图形电镀的应用中得到了证实与认可。该技术可应用于传统垂直起落的浸入式直流电镀生产线。另外，此项新技术添加剂的使用量少，从而延长了镀液使用寿命，流程品质也易于管理与控制。 引言 线路板在机加工之后的微、通孔板，孔壁裸露的电介质必须经过金属化和镀铜导电处理，毫无疑问，其目的是为了确保良好的导电性和稳定的性能，特别是在定期热应力处理后。 在印制线路板电介质的直接金属化概念中，ENVISION HDI工艺在HDI印制线路板的生产中被认为是高可靠性、高产量的环保工艺。 这项新工艺可使微盲孔填充及通孔金属化同步进行，使用普通的直流电源就具有优异的深镀能力。另外一些研究显示，CUPROSTAR CVF1不改变电源及镀槽设计的条件下仍能保证填盲孔，不影响通孔电镀的性能。 本文总结了CUPROSTAR CVF1最新研发结果、工艺的潜能以及对不同操作控制条件的兼容性，描述了微盲孔和通孔的物理特性和导电聚合体用于硬板和软板的直接金属化技术新的发展方向以及与CVF1电镀的兼容性。 CUPROSTAR CVF1
常见电镀故障的分析和纠正方法_ 1.针孔 针孔大多是气体(一般是氢气)在镀件表面上停留而造成的。针孔属于麻点，但针孔不同于麻点，它像流星一样，往往带有向上的“尾巴"，而麻点仅仅是镀层上微小的凹坑，一般是没有向上的“尾巴"。 那些因素会促使镍层产生针孔呢?镀前处理不良；镀液中有油或有机杂质过多；镀液中有固体微粒；防针孔剂太少；镀液中铁等异金属杂质过多；镀液pH太高或操作电流密度过大；镀液中硼酸含量太少和镀液温度太低等都会导致镀镍层产生针孔。 由于不同原因引起的针孔现象略有不同，所以在分析故障时，首先要观察现象。例如镀前处理不良，它仅仅使镀件的局部表面上的油或锈未彻底除去，造成这些部位上气体容易停留而产生针孔，所以这种因素造成的针孔现象是局部密集的，而且是无规则的；镀液中有油或有机杂质过多引起的针孔较多地出现在零件的向下面和挂具上部的零件上，镀液中固体微粒产生的针孔较多地出现在零件的向上面；防针孔剂太少造成的针孑L在零件的各个部位都有，镀液中铁杂质过多，pH值过高和阴极电流密度较大引起的针孔较多地出现在零件的尖端和边缘(即高电流密度处)，硼酸含量太少产生的针孔较多地出现在零件的下部，镀液温度过低造成的针孔是稀少的，也是零件各个部位都有可能出现的。 通过观察现象，可以初步判断造成针孔的部分原因，然后再进一步试验。例如零件的局部表面上有密集的针孔，从现象来看，好像是前处理不良造成的，那么究竟是不是这个原因呢?可以取一批零件，进行良好的前处理后直接镀镍，假使经这样处理后所得的镀层上没有针孔，那么原来的针孔是镀前处理不良造成的。否则就是其他方面的原因。镀液的温度、pH值和阴极电流密度，比较容易检查，所以可首先检查和纠正。镀液中是否缺少十二烷基硫酸钠，从平时向镀液中补充十二烷基硫 酸钠的情况就能基本确定，如难以确定时，可以向镀液中加入O.05g/L十二烷基硫酸钠后进行试镀，若这样所得的镀层上针孔现象没有改善，那就不是缺少十二烷基硫酸钠，可能是镀液中的杂质或硼酸太少引起的，这就可按前述的方法，用小试验分析故障原因，然后按试验所得的结果讲行纠正。 2.镀层结合力不好 产生镀层结合力不好的原因有：镀前处理不良，零件表面有油、氧化物等；清洗水中有油或有六价铬；酸活化液中有铜、铅杂质；电镀过程中产生双性电极或断电时间过长；镀液中硼酸少、铁杂质多、pH高、有油、有机杂质或光亮剂过多等。 分析故障时，也是先观察现象。如镀前处理不良造成的结合力不好，常常时有时无，无规则地出现在零件的局部位置上；酸活化液中有铜、铅杂质时，在钢铁基体表面上，形成疏松的置换层，这样造成的结合力不好多数发生在整个零件的表面上，双性电极造成的结合力不好总是有规则地发生在确定的位置上，而且总是一个部位结合力不好，另一个部位结合力很好，电镀过程中断电时间过长引起的结合力不好，虽然也是出现在整个零件的表面上，但它发生在镍层与镍层之间；镀液中硼酸少、铁杂质多、有机杂质多，光亮剂多或pH高造成的结合力不好较多地发生在零件的尖端和边缘；镀液中有油较多地发生在挂具上部的零件上。
电镀铜的性能分析及影响因素 （作者） 摘要： 关键词： 英文摘要： 0 绪论 ●电镀概述 电镀是金属的化学和电化学防护方法的发展。它是一种电化学过程，也是一种氧化还原过程。通过这种电化学过程，使金属或非金属工件的表面上再沉积一层金属的方法就叫做电镀。采用适当的工艺可以在金属或非金属工件的表面上获得所需要的不同种类的镀层， 在国民经济的各个生产和科学发展领域里，如机械、无线电、仪表、交通、航空及船舶工业中，在日用品的生产和医疗器械等设备的制造中，金属镀层都有极为广泛而应用。 世界各国由于钢铁所造成的损失数据是相当惊人的，几乎每年钢铁产量的，三分之一由于腐蚀而报废，当然电镀层不可能完全解决这个问题，但是良好的金属镀层还是能在这方面做出较大贡献的。电镀则是获得金属防护层的有效方法。电镀方法所得到的金属镀层，结晶细致紧密，结合力良好，它不但具有良好的防腐性能，而且满足工业某些特殊用途。 ●电镀的优缺点 电镀具有其不能为化学镀代替的优点： （1）可以沉积的金属及合金品种远多于化学镀。 （2）价格比化学镀低得多。 （3）工艺成熟，镀液简单、易于控制。 尽管如此，电镀也有其自身的缺点：电镀只能在导体表面上进行，其结合力一般不
及化学镀 电镀铜的应用领域 铜具有良好的导电、导热性能，质软而韧，有良好的压延性和抛光性能。为了提高表面镀层和基体金属的结合力，铜镀层常用作防护、装饰性镀层的底层，对局部渗碳工件，常用镀铜来保护不需要渗碳的部位。 1）铜箔粗化处理 铜箔是制造印制板的关键导电材料，但是印制板外层铜箔毛面在与绝缘基板压合制造覆铜板之前必须经过电镀铜粗化处理，使之具有一定的表面粗糙度，才能保证与基板有足够的粘合力。铜箔的粗化处理通常分 2 步：一是在较低铜离子浓度高电流密度下的粗化处理，二是在高铜离子浓度低电流密度下的固化处理。粗化处理过程中必须使用特殊的添加剂，否则铜箔在高温层压制造覆铜板时会出现“铜粉转移”现象，影响与基板的结合力，严重时会使线路从基板上脱落。 在制造多层线路板时，内层铜箔也需要进行强化处理。传统的内层铜箔使用黑化处理方法，但是黑化方法产生的氧化铜会在后续过程中产生空洞，造成层间互连可靠性降低。有日本研究人员采用在酸性硫酸盐电镀铜溶液中添加苯并喹啉系列有机物作为添加剂，并改变溶液中的酸铜比和操作条件对内层铜箔进行处理，避免了“空洞”现象的发生。 2）PCB 制作 PCB 微孔制作 印制板上的小孔具有至关重要的作用，通过它不仅可以实现印制板各层之间的电气互连，还可以实现高密度布线。一张印制板上常常具有成千上万个小孔，有的多达数万个甚至十万个。在这些孔中不仅有贯通于各层之间的导通孔，还有位于印制板表层的盲孔和位于内部的埋孔，而且孔径大小不一，位置各异。因此，孔内铜金属化的质量就成为决定印制板层间电气互连的关键。传统的印制板孔金属化工艺主要分2步：一是通过化学镀铜工艺在钻孔上形成一层导电薄层（厚度一般为0.5 μm），二是在已经形成的化学镀铜层上再电镀一层较厚的铜层（20 μm 左右）。 但是化学镀铜层存在以下问题：（1）镀速比较慢，生产效率低，镀液不稳定，维护严格；（2）使用甲醛为还原剂，是潜在的致癌物质且操作条件差；（3）使用的EDTA 等螯合剂给废水处理带来困难；（4）化学镀铜层和电镀层的致密性和延展性不同，热
硫酸铜电镀技术常见问题及解决 电镀铜是使用最广泛的为了改善镀层结合力而做的一种预镀层，铜镀层是重要的防护装饰性镀层铜/镍/铬体系的组成部分，柔韧而孔隙率低的铜镀层，对于提高镀层间的结合力和耐蚀性起重要作用。铜镀层还用于局部的防渗碳、印制板孔金属化，并作为印刷辊的表面层。经化学处理后的彩色铜层，涂上有机膜，还可用于装饰。本文中我们将介绍电镀铜技术在PCB工艺中遇到的常见问题以及它们的解决措施。 一、酸铜电镀常见问题 硫酸铜电镀在PCB电镀中占着极为重要的地位，酸铜电镀的好坏直接影响电镀铜层的质量和相关机械性能，并对后续加工产生一定影响，因此如何控制好酸铜电镀的质量是PCB电镀中重要的一环，也是很多大厂工艺控制较难的工序之一。酸铜电镀常见的问题，主要有以下几个：1。电镀粗糙；2。电镀（板面）铜粒；3。电镀凹坑；4。板面发白或颜色不均等。针对以上问题，进行了一些总结，并进行一些简要分析解决和预防措施。 1、电镀粗糙 一般板角粗糙，多数是电镀电流偏大所致，可以调低电流并用卡表检查电流显示有无异常；全板粗糙，一般不会出现，但是笔者在客户处也曾遇见过一次，后来查明时当时冬天气温偏低，光剂含量不足；还有有时一些返工褪膜板板面处理不干净也会出现类似状况。 2、电镀板面铜粒 引起板面铜粒产生的因素较多，从沉铜，图形转移整个过程，电镀铜本身都有可能。笔者在某国营大厂就遇见过，沉铜造成的板面铜粒。 沉铜工艺引起的板面铜粒可能会由任何一个沉铜处理步骤引起。碱性除油在水质硬度较高，钻孔粉尘较多（特别是双面板不经除胶渣）过滤不良时，不仅会引起板面粗糙，同时也造成孔内粗糙；但是一般只会造成孔内粗糙，板面轻微的点状污物微蚀也可以去除；微蚀主要有几种情况：所采用的微蚀剂双氧水或硫酸质量太差或过硫酸铵（钠）含杂质太高，一般建议至少应是CP级的，工业级除此之外还会引起其他的质量故障；微蚀槽铜含量过高或气温偏低造成硫酸铜晶体的缓慢析出；槽液混浊，污染。活化液多数是污染或维护不当造成，如过滤泵漏气，槽液比重偏低，铜含量偏高（活化缸使用时间过长，3年以上），这样会在槽液内产生颗粒状悬浮物或杂质胶体，吸附在板面或孔壁，此时会伴随着孔内粗糙的产生。解胶或加速：槽液使用时间太长出现混浊，因为现在多数解胶液采用氟硼酸配制，这样它会攻击FR-4中的玻璃纤维，造成槽液中的硅酸盐，钙盐的升高，另外槽液中铜含量和溶锡量的增加液会造成板面铜粒的产生。沉铜槽本身主要是槽液活性过强，空气搅拌有灰尘，槽液中的固体悬浮的小颗粒较多等所致，可以通过调节工艺参数，增加或更换空气过滤滤芯，整槽过滤等来有效解决。沉铜后暂时存放沉铜板的稀酸槽，槽液要保持干净，槽液混浊时应及时更换。沉铜板存放时间不宜太长，否则板面容易氧化，即使在酸性溶液里也会氧化，且氧化后氧化膜更难处理掉，这样板面也会产生铜粒。以上所说沉铜工序造沉的板面铜粒，除板面氧化造成的以外，一般在板面上分布较为均匀，规律性较强，且在此处产生的污染无论导电与否，都会造成电镀铜板面铜粒的产生，处理时可采用一些小试验板分步单独处理对照判定，对于现场故障板可以用软刷轻刷即可解决；图形转移工序：显影有余胶（极薄的残膜电镀时也可以镀上并被包覆），或显影
线路板VCP电镀铜添加剂的应用实例 (周生电镀导师) 六年前本人写过一篇文章《ST-2000镀铜光亮剂配方的应用实例》，其中写道：ST2000最早是日本公司配方，后被乐思收购。经过多年的应用和不断改进，ST2000已经成为最常用和应用最广泛的PCB镀铜光亮剂之一，更有后来的高深镀能力镀铜光亮剂，专门针对高纵横比的微小孔的通孔镀铜。当时的切片数据如下： 当时的结论如下：
在6年前，88%的深镀能力已经可以保证当时的高端PCB的生产，对于垂直电镀线TP值达到88%就是一款优良的PCB镀铜添加剂了。但是ST2000已经不能满足今天高端PCB的生产要求了，特别是VCP贯孔要求TP值100%甚至更高，填孔电镀更是要求TP值大于200%。PCB镀铜的主要目的是加厚通孔中的铜层厚度，如果TP值低于100%，则大量的金属铜被加厚在铜面上了。对于填孔而言，要求铜面镀1微米厚度的铜层，孔里能达到2微米以上的铜厚。这就对镀铜光亮剂提出了新的要求，ST2000显然是做不到的。 目前市场上能够满足上述要求的有麦德美的VF100、VF200、OMG的PC630等产品，都具有高TP值特征，TP值在100-250%。 我们对比实验结果如下：（通常电流不会这么大，一般30ASF就是大电流了） 4ASD大电流镀铜30分钟，板厚2毫米，孔径0.25毫米，厚径比8;1,测试结果： 孔中央铜厚度与面铜厚度比值（TP） 乐思镀铜 40-41% 赛伦巴斯 43-44% OMG 52-53% 4ASD的超大电流对小孔镀铜是极大考验，对比结果能看出OMG的优势，在OMG基础上改进的配方可以做到70-75%的TP，正常20-30ASF的电流，TP值轻松超过100%。 VCP镀铜可使用单剂型生产补充及极低的消耗量(0.075-0.2ml /Amp.Hr) 。 若为生产高阶产品，也可改用双剂型控制，且可以CVS 及Hull Cell 进行分析控制管理。此类添加剂中不含任何染料，且添加剂本身之稳定性
填孔镀铜配方组成，工艺流程及技术研究进展 摘要：文章简述了填孔电镀的概况、工艺以及填孔工艺中的镀铜添加剂 关键词：电镀；填孔；镀铜添加剂； 1前言 从20世纪60年代开始，PCB行业就采用孔金属化和电镀技术来解决层间连接或导通的问题。实际上过去、现在和将来，在PCB进行电镀铜的最核心问题是解决孔内镀铜连通、镀铜厚度均匀性和填孔镀铜方面等问题。随着PCB行业产品的高密度化和结构多样化的发展，PCB电镀技术有了飞快的进步，但是电镀铜的核心问题仍然没有得到有效的解决。到目前为止，PCB行业电镀经历了常规直流电镀—直接电镀—脉冲电镀—新型直流电镀等过程，核心仍然是围绕着PCB层间“孔”导通的问题。 在孔金属化过程中，采用填铜工艺可以提高电路板层间的导通性能，改善产品的导热性，减少孔内孔洞，降低传输信号的损失，这将有效的提高电子产品的可靠性和稳定性。在填孔镀铜工艺中添加剂组分之间的相互作用直接影响着填铜工艺的顺利进行，因此，了解镀铜添加剂的作用原理对填孔电镀工艺非常重要。 禾川化学是一家专业从事精细化学品以及高分子分析、研发的公司，具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。 样品分析检测流程：样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师
解谱—分析结果验证—后续技术服务。有任何配方技术难题，可即刻联系禾川化学技术团队，我们将为企业提供一站式配方技术解决方案！ 2填孔电镀的工艺流程 2.1填孔镀铜的机理 填孔电镀添加剂由三类组份组成：光亮剂（又称加速剂），其作用减小极化，促进铜的沉积、细化晶粒；载运剂（又称抑制剂），增加阴极极化，降低表面张力，协助光亮剂作用；整平剂，抑制高电流密度区域铜的沉积。微盲孔孔底和孔内沉积速率的差异主要来源于添加剂在孔内不同位置吸附分布，其分布形成过程如下： 1、由于整平剂带正电，最易吸附在孔口电位最负的位置，并且其扩散速率较慢因此在孔底位置整平剂浓度较低； 2、加速剂最易在低电流密度区域富集，并且其扩散速率快，因此，孔底加速剂浓度较高； 3、在孔口电位最负，同时对流最强烈，整平剂将逐渐替代抑制剂加强对孔口的抑制，最终使得微孔底部的铜沉积速率大于表面沉积速率，从而达到填孔的效果。 2.2填孔镀铜的过程 填孔镀铜过程主要分为四个时期：起始期、爆发期、回复期、平衡期。 （1）起始期：在此阶段，分散于电镀液中的各添加剂，如抑制剂因分子