印制电路沉铜工艺培训资料
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沉铜工艺培训教材欧伟标1.沉铜流程简介通过化学方法对已钻孔的孔壁进行清洁除污(又称凹蚀、前处理)后通过活化催化原理使孔壁非导电材料积沉上厚度约10微英寸的金属铜.它的作用是使孔导通,然后通过后续电镀工序使孔壁铜层增厚.磨板→上板→[溶胀→二级水洗→凹蚀→三级水洗→还原P →二级水洗]→除油I →除油II →三级水洗→微蚀→二级水洗→预浸→活化→二级水洗→还原WA →纯水洗→化学沉铜→三级水洗→卸板→清洗烘干红色方括号内为多层板必须走的去钻污流程。
新沉铜平板一体线没有凹蚀段,在该线生产的多层板需先走水平凹蚀线。
任何板件都不允许走两次凹蚀!若板件在凹蚀缸时设备发生故障,需待板件凹蚀时间够了之后再人工把挂蓝抬出来,返工时就不必再走一次凹蚀。
设备故障时板件也不应在各药缸停留时间过长,按以下时间控制:在正常条件下,水平凹蚀线的凹蚀量和芯吸量都要比垂直凹蚀线小,但凹蚀效果来看,水平凹蚀线的凹蚀效果比较好。
有锣槽孔的板件都指定在水平凹蚀线生产。
2.流程的作用及原理2.1 磨板板件进入沉铜之前要在去毛刺磨板机磨板,磨板的作用:1.磨去钻孔产生的披锋,防止披锋在后续的图形转移过程中划伤贴膜机压辊和刺破干膜造成遮孔蚀不静;2.磨去覆铜板铜箔表面的抗氧化层,并粗化铜箔表面,增加后续铜层与基铜的结合力;3.除去孔内可能存在的铜丝、板粉等杂物。
去毛刺机前两支不织布刷240#,后两支针刷320#。
蚀刻后的板件板件如果出现铜粒、轻微镀层不良、氧化等也会在去毛刺机磨板,但此类板件不能开不织布刷!。
磨板对象磨刷类型 压力 div 速度 m/min 高压水洗 bar 烘箱温度 t 1/2级 3/4级 沉铜前去毛刺240# 320# 0.9 2.8-3.0 ≥25 ≥70 平板后磨板240# 320# 0.4-0.6 3.2-3.5 ≥25 ≥70 蚀刻后磨板 关 320# 0.2-0.4 3.2-3.5 ≥25 ≥70 如果试磨后板件出现披峰, 则可在上述范围内降低速度, 增大压力或横向纵向各磨一遍重新取板试磨。
印制电路板化学沉铜详解(三)3. 为后续活化剂的吸附提供一个良好的锚点,使后续的活化胶体耙可以很好的吸附在基材铜的表面:4. 后续的无电铜层可以通过粗化良好的表面与基材铜紧密地结合在一起;5. 其实此处的微蚀还有一个作用:除去板面铜箔上和内层铜箔面上的吸附的作为调整剂的表面活性剂分子,因为在基材铜和化学铜之间存在有机分子层会影响二者之间的结合力)为了达到理想的效果,微蚀要达到一定的深度。
通常情况至少要微蚀到1微米以上,一般在1-2o 5微米左右,微蚀厚度不足即使在后续条件理想条件下,也不一定会有一个满意的结果。
单纯的从基材铜箔上蚀去铜不是我们的真正目的,微蚀剂微蚀后产生的鲜艳粉红色的活性铜面才是我们的真正的所要求的,由此可以得到一个微粗化的活性表面。
微蚀剂作用的好坏会受到槽液里铜含量的高低的影响。
温度也是微蚀液的一个重要参数。
温度太低,微蚀不足甚至铜面依然光亮;温度太高,槽液失控分解报废,板件孔I I露基材,多层板内层铜箔的反回蚀等;多层板的内层铜箔会因为微蚀过度造成回缩,这种现象称为反回蚀,这样会降低无电铜和内层铜箔之间的结合面枳及结合力(因为反回蚀后的部分树脂表面没有经过除油调整而会造成此处的沉铜的连续和沉积性问题,影响板子的连接可靠性信赖度等问题)这是我们不希望看到的。
无电铜和基材铜箔之间的结合力不良一般都是由于微蚀不足和表面清洁度问题造成的。
沉铜后的结合力的拉力试验可以每天一到两次作为沉铜质量控制的手段之一,可以帮助我们及时地发现问题,但是很多工厂只是在问题发生后才去做此检验,这样拉力试验只是作为人们对担心的问题的验证方法而已!拉力试验一般使用约6英寸长宽约0» 5-1英寸的胶带紧紧压贴在铜面上,用力快速的拉起, 胶带应贴在有部分孔的地方,用拇指或硬币按压结实,撕后观察胶带板面有无铜箔被拉起撕掉。
孔I I铜皮翻起的口J能原仄I :板子孔内残留的清洗剂流出而清洗未净;过活化;无电铜沉积不良:孔I I铜皮翻起町能会因为过微蚀和上述的原因:微蚀前的水洗很重要,水洗充分可以确保残留除油剂不带入微蚀槽内或污染铜面。
沉铜讲义一、沉铜目的:沉铜的目的是利用化学反应原理在孔壁上沉积一层0.3um-0.5um的铜,使原本绝缘的孔壁具有导电性,便于后续板面电镀及图形电镀的顺利进行,从而完成PCB电路网络间的电性互通。
二、沉铜原理:利用甲醛在强碱性环境中所具有的还原性并在Pd作用下而使Cu2+被还原成铜。
Cu2++2HCHO+4OH- Cu+2HCOO-+2H2O+H2↑三、工艺流程:粗磨→膨胀→除胶渣→三级水洗→中和→二级水洗→除油→稀酸洗→二级水洗→微蚀→预浸→活化→二级水洗→加速→一级水洗→沉铜→二级水洗→板面电镀→幼磨→铜检四、工艺简介:1. 粗磨:目的是除去板面氧化、油污等杂质,清除孔口披锋及孔中的树脂粉尘等杂物。
2. 膨胀:因基材树脂为高分子化合物,分子间结合力很强,为了使钻污树脂被有效地除去,通过膨胀处理使其膨松软化,从而便于MnO4-离子的浸入,使长碳链裂解而达到除胶的目的。
3. 除胶:使孔壁环氧树脂表面产生微观上的粗糙,以提高孔壁与化学铜之间的接合力,并可提高孔壁对活化液的吸附量,其原理是利用KMnO4在碱性环境中强氧化性的特性将孔壁表面树脂氧化分解。
①反应机理:4MnO4-+C(树脂)+4OH-→MnO42-+CO2↑+2H2O②副反应:2MnO4-+2OH-→2MnO42-+1/2O2+H2OMnO4-+H2O→MnO2↓+2OH-+1/2O2③高锰钾的再生:要提高高锰钾工作液的使用效率,必须考虑将溶液中的MnO42-再生转变为Pd CuMnO4-,从而避免MnO42-的大量产生,目前我司采用的电解再生法,再生机理为:MnO42-+e→MnO4-。
4. 中和:经碱性KMnO4处理后的板,在板面及孔内带有大量的MnO4-、MnO42-、MnO2等药水残留物,因MnO4-本身具有极强的氧化性,对后工序的除油剂及活化性是一种毒物,故除胶后的板必须经中和处理将MnO4-进行还原,以消除它的强氧化性。
还原中和常用H2O2-H2SO4还原体等或其它还原剂的酸性溶液:MnO4-+H2O2+H+→MnO42-+O2↑+H2OMnO4-+R+H+→MnO42-+H2O有时为了对孔壁上的玻璃纤维进行蚀刻和粗化作用,在中和槽中加入NH4HF+H2SO4作为玻璃蚀刻工艺。
沉铜讲义一、沉铜目的:沉铜的目的是利用化学反应原理在孔壁上沉积一层0.3um-0.5um的铜,使原本绝缘的孔壁具有导电性,便于后续板面电镀及图形电镀的顺利进行,从而完成PCB电路网络间的电性互通。
二、沉铜原理:利用甲醛在强碱性环境中所具有的还原性并在Pd作用下而使Cu2+被还原成铜。
Cu2++2HCHO+4OH- Cu+2HCOO-+2H2O+H2↑三、工艺流程:粗磨→膨胀→除胶渣→三级水洗→中和→二级水洗→除油→稀酸洗→二级水洗→微蚀→预浸→活化→二级水洗→加速→一级水洗→沉铜→二级水洗→板面电镀→幼磨→铜检四、工艺简介:1. 粗磨:目的是除去板面氧化、油污等杂质,清除孔口披锋及孔中的树脂粉尘等杂物。
2. 膨胀:因基材树脂为高分子化合物,分子间结合力很强,为了使钻污树脂被有效地除去,通过膨胀处理使其膨松软化,从而便于MnO4-离子的浸入,使长碳链裂解而达到除胶的目的。
3. 除胶:使孔壁环氧树脂表面产生微观上的粗糙,以提高孔壁与化学铜之间的接合力,并可提高孔壁对活化液的吸附量,其原理是利用KMnO4在碱性环境中强氧化性的特性将孔壁表Pd Cu面树脂氧化分解。
①反应机理:4MnO4-+C(树脂)+4OH-→MnO42-+CO2↑+2H2O②副反应:2MnO4-+2OH-→2MnO42-+1/2O2+H2OMnO4-+H2O→MnO2↓+2OH-+1/2O2③高锰钾的再生:要提高高锰钾工作液的使用效率,必须考虑将溶液中的MnO42-再生转变为MnO4-,从而避免MnO42-的大量产生,目前我司采用的电解再生法,再生机理为:MnO42-+e→MnO4-。
4. 中和:经碱性KMnO4处理后的板,在板面及孔内带有大量的MnO4-、MnO42-、MnO2等药水残留物,因MnO4-本身具有极强的氧化性,对后工序的除油剂及活化性是一种毒物,故除胶后的板必须经中和处理将MnO4-进行还原,以消除它的强氧化性。
还原中和常用H2O2-H2SO4还原体等或其它还原剂的酸性溶液:MnO4-+H2O2+H+→MnO42-+O2↑+H2OMnO4-+R+H+→MnO42-+H2O有时为了对孔壁上的玻璃纤维进行蚀刻和粗化作用,在中和槽中加入NH4HF+H2SO4作为玻璃蚀刻工艺。