pcb电镀沉铜药水控制工艺
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pcb沉铜工艺
PCB沉铜工艺是电路板制造中的一项重要工艺,它是将铜箔通过化学
反应的方式沉积在电路板表面,以形成电路板的导电层。
沉铜工艺的
质量直接影响到电路板的性能和可靠性,因此在电路板制造中具有重
要的地位。
PCB沉铜工艺的主要步骤包括:表面处理、印刷、显影、蚀刻、钻孔、沉铜、镀金、喷墨等。
其中,沉铜是整个工艺中最为关键的一步,它
决定了电路板的导电性能和可靠性。
沉铜工艺的优点在于可以实现高精度、高可靠性的电路板制造。
通过
沉铜工艺,可以在电路板表面形成均匀、致密的铜箔层,从而提高电
路板的导电性能和耐腐蚀性能。
此外,沉铜工艺还可以实现多层电路
板的制造,从而满足不同应用场景的需求。
然而,沉铜工艺也存在一些缺点。
首先,沉铜工艺需要使用大量的化
学药品,对环境造成一定的污染。
其次,沉铜工艺的成本较高,需要
投入大量的人力、物力和财力。
此外,沉铜工艺还存在一定的技术难度,需要专业的技术人员进行操作和控制。
为了解决沉铜工艺存在的问题,目前已经出现了一些新的工艺,如电
镀铜工艺、化学镀铜工艺等。
这些新工艺具有成本低、环保、高效等
优点,逐渐成为电路板制造的主流工艺。
总之,PCB沉铜工艺是电路板制造中不可或缺的一环,它对电路板的
性能和可靠性具有重要的影响。
随着科技的不断发展,电路板制造工
艺也在不断创新和改进,未来将会出现更加高效、环保、可靠的工艺,为电路板制造带来更大的发展空间。
pcb化学沉铜工艺流程
PCB化学沉铜工艺流程包括以下步骤:
1. 除油:这一步骤是为了除去板面上的油污、指印、氧化物、孔内粉尘。
碱性除油可以调整孔壁的电荷,使其由负电荷变为正电荷,便于后续工序中胶体钯的吸附。
除油后需严格清洗,并使用沉铜背光试验进行检测。
2. 微蚀:此步骤用于除去板面的氧化物,粗化板面,以保证后续沉铜层与基材底铜之间具有良好的结合力。
3. 预浸:这一步骤主要是为了保护钯槽免受前处理槽液的污染,延长钯槽的使用寿命,同时便于后续活化液及时进入孔内进行足够有效的活化。
4. 活化:经前处理碱性除油极性调整后,带正电的孔壁可有效吸附足够带有负电荷的胶体钯颗粒,以保证后续沉铜的平均性、连续性和致密性。
5. 解胶:去除胶体钯颗粒外面包抄的亚锡离子,使胶体颗粒中的钯核暴露出来,以直接有效催化启动化学沉铜反应。
6. 沉铜:通过钯核的活化诱发化学沉铜自催化反应,新生的化学铜和反应副产物氢气都可以作为反应催化剂催化反应,使沉铜反应持续不断进行。
过程中槽液要保持正常的空气搅拌,以转化出更多可溶性二价铜。
以上步骤完成后,化学沉铜工艺流程基本完成。
需要注意的是,在每个步骤中都需要严格控制操作条件,以保证最终产品的质量和性能。
一. 沉铜的目的与作用: 在已钻孔的不导电的孔壁基材上,用化学的方法沉积上一层薄薄的化学铜,以作为后面电镀铜的基底; 二. 工艺流程: 碱性除油→二或三级逆流漂洗→粗化(微蚀)→二级逆流漂洗→预浸→活化→二级逆流漂洗→解胶→二级逆流漂洗→沉铜→二级逆流漂洗→浸酸 三. 流程说明: (一)碱性除油 ① 作用与目的: 除去板面油污,指印,氧化物,孔内粉尘;对孔壁基材进行极性调整(使孔壁由负电荷调整为正电荷)便于后工序中胶体钯的吸附; ② 多为碱性除油体系,也有酸性体系,但酸性除油体系较碱性除油体系无论除油效果,还是电荷调整效果都差,表现在生产上即沉铜背光效果差,孔壁结合力差,板面除油不净,容易产生脱皮起泡现象。
③ 碱性体系除油与酸性除油相比:操作温度较高,清洗较困难;因此在使用碱性除油体系时,对除油后清洗要求较严 ④ 除油调整的好坏直接影响到沉铜背光效果; (二)微蚀: ① 作用与目的: 除去板面的氧化物,粗化板面,保证后续沉铜层与基材底铜之间良好的结合力; 新生成的铜面具有很强的活性,可以很好吸附胶体钯; ② 粗化剂: 目前市场上用的粗化剂主要用两大类:硫酸双氧水体系和过硫酸体系,硫酸双氧水体系优点:溶铜量大,(可达50g/L),水洗性好,污水处理较容易,成本较低,可回收, 缺点:板面粗化不均匀,槽液稳定性差,双氧水易分解,空气污染较重 过硫酸盐包括过硫酸钠和过硫酸铵,过硫酸铵较过硫酸钠贵,水洗性稍差,污水处理较难,与硫酸双氧水体系相比,过硫酸盐有如下优点:槽液稳定性较好,板面粗化均匀, 缺点:溶铜量较小(25g/L)过硫酸盐体系中硫酸铜易结晶析出,水洗性稍差,成本较高; ③ 另外有杜邦新型微蚀剂单过硫酸氢钾,使用时,槽液稳定性好,板面粗化均匀,粗化速率稳定,不受铜含量的影响,操作简单,适宜于细线条,小间距,高频板等 (三)预浸/活化: ⑤ 预浸目的与作用:主要是保护钯槽免受前处理槽液的污染,延长钯槽的使用寿命,主要成分除氯化钯外与钯槽成份一致,可有效润湿孔壁,便于后续活化液及时进入孔内活化使之进行足够有效的活化; ⑥ 预浸液比重一般维持在18波美度左右,这样钯槽就可维持在正常的比重20波美度以上; ⑦ 活化的目的与作用:经前处理碱性除油极性调整后,带正电的孔壁可有效吸附足够带有负电荷的胶体钯颗粒,以保证后续沉铜的均匀性,连续性和致密性;因此除油与活化对后续沉铜的质量起着十分重要的作用, ⑧ 生产中应特别注意活化的效果,主要是保证足够的时间,浓度(或强度) ⑨ 活化液中的氯化钯以胶体形式存在,这种带负电的胶体颗粒决定了钯槽维护的一些要点:保证足够数量的亚锡离子和氯离子以防止胶体钯解胶,(以及维持足够的比重,一般在18波美度以上)足量的酸度(适量的盐酸)防止亚锡生成沉淀,温度不宜太高,否则胶体钯会发生沉淀,室温或35度以下; (四)解胶: ⑩ 作用与目的:可有效除去胶体钯颗粒外面包围的亚锡离子,使胶体颗粒中的钯核暴露出来,以直接有效催化启动化学沉铜反应, ? 原理:因为锡是两性元素,它的盐既溶于酸又溶于碱,因此酸碱都可做解胶剂,但是碱 对水质较为敏感,易产生沉淀或悬浮物,极易造成沉铜孔破;盐酸和硫酸是强酸,不仅不利与作多层板,因为强酸会攻击内层黑氧化层,而且容易造成解胶过度,将胶体钯颗粒从孔壁板面上解离下来;一般多使用氟硼酸做主要的解胶剂,因其酸性较弱,一般不造成解胶过度,且实验证明使用氟硼酸做解胶剂时,沉铜层的结合力和背光效果,致密性都有明显提高; (五)沉铜 ? 作用与目的:通过钯核的活化诱发化学沉铜自催化反应,新生成的化学铜和反应副产物 氢气都可以作为反应催化剂催化反应,使沉铜反应持续不断进行。
PCB化学镀铜工艺流程解读(一)化学镀铜(Eletcroless Plating Copper)通常也叫沉铜或孔化(PTH)是一种自身催化性氧化还原反应。
首先用活化剂处理,使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子通常用的是金属钯粒子(钯是一种十分昂贵的金属,价格高且一直在上升,为降低成本现在国外有实用胶体铜工艺在运行),铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原,而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层,使铜的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。
化学镀铜在我们PCB制造业中得到了广泛的应用,目前最多的是用化学镀铜进行PCB的孔金属化。
PCB孔金属化工艺流程如下:钻孔→磨板去毛刺→上板→整孔清洁处理→双水洗→微蚀化学粗化→双水洗→预浸处理→胶体钯活化处理→双水洗→解胶处理(加速)→双水洗→沉铜→双水洗→下板→上板→浸酸→一次铜→水洗→下板→烘干一、镀前处理1.去毛刺钻孔后的覆铜泊板,其孔口部位不可避免的产生一些小的毛刺,这些毛刺如不去除将会影响金属化孔的质量。
最简单去毛刺的方法是用200~400号水砂纸将钻孔后的铜箔表面磨光。
机械化的去毛刺方法是采用去毛刺机。
去毛刺机的磨辊是采用含有碳化硅磨料的尼龙刷或毡。
一般的去毛刺机在去除毛刺时,在顺着板面移动方向有部分毛刺倒向孔口内壁,改进型的磨板机,具有双向转动带摆动尼龙刷辊,消除了除了这种弊病。
2.整孔清洁处理对多层PCB有整孔要求,目的是除去钻污及孔微蚀处理。
以前多用浓硫酸除钻污,而现在多用碱性高锰酸钾处理法,随后清洁调整处理。
孔金属化时,化学镀铜反应是在孔壁和整个铜箔表面上同时发生的。
如果某些部位不清洁,就会影响化学镀铜层和印制导线铜箔间的结合强度,所以在化学镀铜前必须进行基体的清洁处理。
最常用的清洗液及操作条件列于表如下:3.覆铜箔粗化处理利用化学微蚀刻法对铜表面进行浸蚀处理(蚀刻深度为2-3微米),使铜表面产生凹凸不平的微观粗糙带活性的表面,从而保证化学镀铜层和铜箔基体之间有牢固的结合强度。
PCB 电镀工艺介绍线路板地电镀工艺 ,大约可以分类 :酸性光亮铜电镀、电镀镍 /金、电镀锡 ,文章介绍地是 关 于 在 线 路 板 加 工 过 程 是 ,电 镀 工 艺 地 技 术 以 及 工 艺 流程 ,以 及 具 体 操 作 方 法 . 二 .工艺流程:浸酸T 全板电镀铜T 图形转移T 酸性除油T 二级逆流漂洗 T 微蚀T 二级逆流漂洗 T 浸酸T镀锡T 二级逆流漂洗 T 逆流漂洗T 浸酸T 图形电镀铜 T 二级逆流漂洗 T 镀镍T 二级水洗T 浸柠檬 酸 t 镀 金 t回 收 t2-3 级 纯水 洗 T 烘 干三.流程说明 :(一>浸酸① 作用与目地:除去板面氧化物 , 活化板面 , 一般浓度在 5%,有地保持在 10%左右 ,主要是 防止水分带入造成槽液 硫酸 含 量 不 稳 定。
② 酸浸时间不宜太长 ,防止板面氧化。
在使用一段时间后 ,酸液出现浑浊或铜含量太高时应及时更 换, 防止污 染电 镀铜缸和 板件 表面。
③此处应使用C.P 级 硫 酸。
( 二 > 全板 电 镀 铜 : 又 叫一次铜, 板电,Panel-plating ① 作用与目地: 保护刚刚沉积地薄薄地化学铜 ,防止化学铜氧化后被酸浸蚀掉 ,通过电镀将其加后 到 一定程度② 全板电镀铜相关工艺参数:槽液主要成分有硫酸铜和硫酸 ,采用高酸低铜配方 ,保证电镀时板面厚度分布地均匀性和对深孔小孔地深镀能力。
硫酸含量多在 180 克/升,多者达到 240克/升。
硫酸铜含量一般在 75克/升左右 ,另槽液中添加有微量地氯离子 ,作为辅助光泽剂和铜 光剂共同发挥光泽效果。
铜光剂地添加量或开缸量一般在3-5ml/L, 铜光剂地添加一般按照千安小时地方法来补充或者根据实际生产板效果。
全板电镀地电流计算一般按2 安/平方分M 乘以板上可电镀面积,对全板电来说,以即板长 dmx 板宽dmX2疋A/ DM2。
铜缸温度维持在室温状, 一般温度不超过 32 度,多控制22 度,因此在夏季因温度太高 ,铜缸建议加装却 温 控系 统。
PCB槽液分析一、铜粒子分析:1、取槽液1ml于250ml的锥形瓶中,加入150ml的纯水,加入3-5mL浓氨水(此时为蓝色),静置5分钟至反应完全,加入5到10滴PAN指示剂,用0.1mol/L的EDTA标准溶液滴定至溶液呈绿色为终点2、计算:Cu2+(g/L)=V EDTA×NEDTA×63.54/样品取样数ml3、分析频率:1次/天4、槽液维护:当Cu2+>20g/L时换槽或稀释药水。
二、微蚀缸之微蚀量的分析:1、剪切“10cm×10cm”铜片一片避免污染,用分析天平称铜片重量(天平应精确到0.001g)。
让铜片在清洗线设备上运行一次。
将铜片冷却后称重(避免指印或其它污染)。
2、计算:微蚀率=(铜片处理前重量-铜片处理后重量)/0.000892×2×铜片面积3、分析频率:1次/天三、微蚀缸之H2O2的分析:1、取1ml槽液于250ml 锥形瓶中,加入50ml的DI水,加入10%的H2SO410mL,加入8到10滴亚铁试剂溶液,用0.1N的硫酸铈铵标准溶液滴定至蓝色。
2、计算:H2O2(﹪)=V硫酸铈铵×0.363、控制范围:4-6 ﹪最佳值:5﹪分析频率:1次/天四、酸洗缸之H2SO4的分析:1、取1ml槽液,放置于250ml烧杯中,加入50ml纯水,加2-3滴甲基橙指示剂,摇匀,以0.5N氢氧化钠溶液滴定(边摇动锥形瓶)至溶液由红色转为黄色为止;2、计算:H2SO4%=V×1.333、控制范围:3-5% 最佳值:4% 分析频率:1次/天4、药液添加H2SO4(L)=(标准值—分析值)×V÷100DES线药水分析规范一、显影之Na2CO3的分析:1、移取槽液5ml于250ml锥形瓶中,加入50ml的DI水,加入3-5滴0.1%的甲基橙指示剂,用0.1N的HCl滴定至溶液变成红色为止2、计算:Na2CO3(g/L)=V HCl×0.1063、控制范围:0.85-1.2% 最佳值:1.0% 分析频率:1次/天4、药液添加Na2CO3(kg)=(标准值-分析值)×V÷100二、蚀刻缸之Cu2+的分析:1、移取槽液1ml于250ml锥形瓶中、加50ml纯水、加2gKI固体、加入1ml淀粉指示剂、用0.1NNa2S2O3标准溶液滴定至乳白色2、计算:Cu2+(g/L)=6.35×V3、控制范围:110-150g/L ,最佳值:130g/L 分析频率:1次/天4、槽液维护:当铜离子偏低时,放几块刚性板进行咬蚀用以提高之三、蚀刻缸之HCL 的分析:1、吸取槽液1ml于100ml的容量瓶中,加入纯水稀释至刻度,取以上药液10ml于250ml的锥形瓶中,加入3滴甲基红指示剂,用0.1N的NaOH标准溶液定至溶液呈黄色为终点2、计算:HCl(mol/L)=V3、控制范围:1.5-2.5mol/L 最佳值:2.0mol/L 分析频率:1次/天4、药液添加HCL(L)=(标准值-分析值)×V÷0.1×9÷1000四、退膜缸之NaOH的分析:1、用移液管取2ml槽液,放置于250ml烧杯中,加6.4.2.3加2-3滴酚酞指示剂,加入50ml纯水,以0.1NHCL溶液滴定至溶液由红色转为无色为止。
平板现行工艺参数及其控制范围、监测频次平板现行开缸及补充、换缸要求平板药缸工艺操作规范图电工艺参数及其控制范围、监测频次图电开缸及补充、换缸要求图电药缸工艺操作规范4.2.3沉铜线各药水缸工艺控制要求:(罗门哈斯药水体系)4.2.6开缸规范4.2.6.2 开缸方法说明:1)除微蚀、预浸、浸酸外,其他各缸开缸后化学分析并根据分析结果进行调整,但凹蚀缸KMnO4减K2MNO4浓度≥40g/l时不作额外补充。
4. 2.7药水颜色及循环过滤要求4.2.8沉铜自动添加药水准备及自动添加频次设置1)自动添加药水备料(满量生产)沉铜液880A每天需备料1—2桶沉铜液880E每天需备料10L甲醛每天需备料15L氢氧化钠每天需配制含300g/L的溶液100L,每桶(50L)配制时先加半桶DI水,加入N aOH 15㎏搅拌均匀,补充DI水,再搅拌均匀,待冷却后使用。
自动添加桶液位低于1/4时必须及时补充药剂4.2.1 各个药水控制范围4.2.3 自动加药系统控制(说明蚀刻自动添加原理及添加量)蚀刻段:比重达到设定值(例如:1.193)时,开始自动添加蚀刻子液PH值低于设定值时,开始自动添加氨水PH值高于设定值时,开始自动添加氯化铵自动添加药水流量、添加频次每周由工艺确认、调整,每周对比重值、PH值设定、校准,由工艺负责。
备注:A.电镀后经补黑油的板件,干膜较难退下,可根据实际情况,适当降低退膜速度。
B. 孤立线路易夹膜的板件应适当降低退膜速度。
C. 对于有平板加厚要求的板件,可根据实际情况适当降低蚀刻速度,一般比相应控制范围降低0.2-0.4m/min。
5.0蚀刻液配制4. 1.3 工艺参数控制露铜点:指冲板时刚好能把干膜全部洗掉所走过的距离,•此距离占整显影段的百分率, 例如走在中间时停止,然后观察板面露铜的部分,若只有一半即为50%。
4.1.5 干膜存放4.1.6 生产参数测量频次。
PCB化学镀铜工艺流程产品检验标准2010-02-03 18:26:16 阅读4 评论0 字号:大中小订阅PCB化学镀铜工艺流程解读(一)化学镀铜(Eletcroless Plating Copper)通常也叫沉铜或孔化(PTH)是一种自身催化性氧化还原反应。
首先用活化剂处理,使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子通常用的是金属钯粒子(钯是一种十分昂贵的金属,价格高且一直在上升,为降低成本现在国外有实用胶体铜工艺在运行),铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原,而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层,使铜的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。
化学镀铜在我们PCB制造业中得到了广泛的应用,目前最多的是用化学镀铜进行PCB的孔金属化。
PCB孔金属化工艺流程如下:钻孔→磨板去毛刺→上板→整孔清洁处理→双水洗→微蚀化学粗化→双水洗→预浸处理→胶体钯活化处理→双水洗→解胶处理(加速)→双水洗→沉铜→双水洗→下板→上板→浸酸→一次铜→水洗→下板→烘干一、镀前处理1.去毛刺钻孔后的覆铜泊板,其孔口部位不可避免的产生一些小的毛刺,这些毛刺如不去除将会影响金属化孔的质量。
最简单去毛刺的方法是用200~400号水砂纸将钻孔后的铜箔表面磨光。
机械化的去毛刺方法是采用去毛刺机。
去毛刺机的磨辊是采用含有碳化硅磨料的尼龙刷或毡。
一般的去毛刺机在去除毛刺时,在顺着板面移动方向有部分毛刺倒向孔口内壁,改进型的磨板机,具有双向转动带摆动尼龙刷辊,消除了除了这种弊病。
2.整孔清洁处理对多层PCB有整孔要求,目的是除去钻污及孔微蚀处理。
以前多用浓硫酸除钻污,而现在多用碱性高锰酸钾处理法,随后清洁调整处理。
孔金属化时,化学镀铜反应是在孔壁和整个铜箔表面上同时发生的。
如果某些部位不清洁,就会影响化学镀铜层和印制导线铜箔间的结合强度,所以在化学镀铜前必须进行基体的清洁处理。
最常用的清洗液及操作条件列于表如下:3.覆铜箔粗化处理利用化学微蚀刻法对铜表面进行浸蚀处理(蚀刻深度为2-3微米),使铜表面产生凹凸不平的微观粗糙带活性的表面,从而保证化学镀铜层和铜箔基体之间有牢固的结合强度。
图电开缸及补充、换缸要求
425 沉铜线各缸药水分析频次
426开缸规范
1)除微蚀、预浸、浸酸外,其他各缸开缸后化学分析并根据分析结果进行调整, 但凹蚀缸KMnO减K2MNO浓度》40g/l时不作额外补充。
4. 2.7药水颜色及循环过滤要求
1)自动添加药水备料(满量生产)
沉铜液880A每天需备料1— 2桶
沉铜液880E每天需备料10L
甲醛每天需备料15L
氢氧化钠每天需配制含300g/L的溶液100L,每桶(50L )配制时先加半桶 DI水,加入NaOH 15 kg搅拌均匀,补充DI水,再搅拌均匀,待冷却后使用。
自动添加桶液位低于 1/4时必须及时补充药剂
4.2.3自动加药系统控制(说明蚀刻自动添加原理及添加量)
蚀刻段:比重达到设定值(例如:1.193)时,开始自动添加蚀刻子液
PH值低于设定值时,开始自动添加氨水
PH值高于设定值时,开始自动添加氯化铵
自动添加药水流量、添加频次每周由工艺确认、调整,每周对比重值、PH值设定、校准,
由工艺负责。
424 生产控制项目
备注:A.电镀后经补黑油的板件,干膜较难退下,可根据实际情况,适当降低退膜速度。
B.孤立线路易夹膜的板件应适当降低退膜速度。
C.对于有平板加厚要求的板件,可根据实际情况适当降低蚀刻速度,一般比相应控制范围降低 0.2-
0.4m/min 。
5.0 蚀刻液配制
露铜点:指冲板时刚好能把干膜全部洗掉所走过的距离,?此距离占整显影段的百分率,例如走在中间时停止,然后观察板面露铜的部分,若只有一半即为50%。