沉铜和板电工艺培训讲义

❖ B、络合剂
影响化学镀铜速率最关键的因素是络合剂的化学结构。
❖ C、还原剂浓度
甲醛在镀液中含量的增加甲醛的还原电位升高，甲醛的 浓度控制在意8-10ml/l。
四、影响化
学铜速率的因素
❖ D、PH
化学镀铜反应在有一定的PH值条件下才能产生；由于不同的络合剂 对铜的络合常数不同，而且络合常数随溶液的PH而变化，铜离子的氧化 电位也有所差别，这种差别造成了化学镀铜反应所需要的PH值也不同。
❖ （3）预中和缸（需机械摇摆）
作 用：先对高锰钾进行一次预清洗；
药水成份：1、硫酸，开缸量为1-3%（V/V），最佳值为2% （V/V），生产每千尺板需补加硫酸2L；
2、双氧水，开缸量为1-3% （V/V），最佳值为2% （V/V），生产每千尺板需补加双氧水2.5L；
温 度：室温；
处理时间：1-3min（标准为2min)；
Cu2+＋2HCHO＋4OH-
Pd Cu
Cu＋2HC—O-
二、沉铜流程
❖ 上板→膨松→水洗→水洗→除胶→水洗→回 收水洗→预中和→水洗→中和→水洗→水洗 →除油→水洗→水洗→微蚀→水洗→酸洗→ 水洗→水洗→预浸→活化→水洗→水洗→加 速→水洗→沉铜→水洗→水洗→下板
三、PTH各 药水缸成份及其作用
温 度：室温； 处理时间：3-5min（标准为4min）； 换 槽：处理8-10平米/L时即可更换新缸；
三、PTH各 药水缸成份及其作用
（5）整孔 ❖
（又名除油，需机械摇摆和循环过滤）
作 用：清洁和调整电荷的碱性整孔剂,能有效去除板
面上的油脂、氧化物及粉尘；
药水成份：CD-120，开缸8-12%，最佳值10%，控制0.1N;
源自文库
开缸量为3-5% ，最佳值为4 % ，
生产每千尺板需补加双氧水4L；
2、H2SO4 开缸量为4-6%(V/V) ，最佳值为5 %（V/V），
生产每千尺板需补加H2SO4 2L ；
温 度：25-35℃ 处理时间：1-3min（标准2min）；
微蚀速率：1-2um/min
换
槽：铜离子≥25g/L时重新开缸；
生产每千尺需补加CD-120整孔剂1L ；
温 度：60-70℃ 处理时间：5-8min（标准6min）
换 槽: 生产20-30平米/L或铜含量高于1g/l时就应更重
开新缸。
三、PTH各
药水缸成份及其作用
❖ （6）微蚀缸（又名粗化）
作 用：清洁、粗化铜面，确保基材与铜的结合力 ；
药水成份：1、双氧水
❖ （1）膨松缸（需机械摇摆、循环过滤） 作 用：使孔壁上的胶渣软化，并渗入树脂聚合后之交处，
以降低其键结的能量；使易于进行树脂的溶蚀。 药水成份：SW-01,开缸量为40%(V/V),生产每千尺板需补加
SW-01膨松剂6L；NaOH开缸量为8g/l, 生产每千尺板需补加NaOH 160g。
温 度：65-75℃ 时间：6-8min(标准7min） ❖ 换 槽：处理25-35平米/L时即可更换新缸
Sn4+
+9H2O
→
锡酸
H2SnO3·6H2O+4H+
不能带入水，否则会水解
三、PTH各 药水缸成份及其作用
❖ （10）一、加速缸（ 需机械摇摆和循环过滤） 作 用：将钯胶体已完美附着在孔壁基材上的皮膜及铜
面上的部分附着层，对其胶体内外皮进行一种 “剥壳剥皮”的动作，令其露出胶体中心的钯 来，使能与下一站的化学铜进行镀铜反应 ；
2、负反应：
三、PTH各 药水缸成份及其作用
（12）三、化学铜缸（需机械摇摆、空气搅拌和循环过滤）
①2Cu2++HCHO+5OH- → Cu2O↓+ HCOO-+3H2O；
氧化亚 铜沉淀
②“康尼查罗”反应
2HCHO+NaOH → HCOONa+CH3OH生成甲酸、甲醇 ； ③甲醇可使
Cu2+ → Cu+
2、CU-160A 开缸量为7%（V/V）， CU-160A 标准添加量为2.0L/10平米；
3、CU-160B 开缸量为7%（V/V）， CU-160B 标准添加量为2.0L/10平米； ； 其它成份控制范围内：1、Cu2+ 1.6-2.2g/L，标准（1.8g/L)；
2、NaOH 9-14g/L，标准（11g/L)； 3、HCHO 5-7g/L，标准（6g/L)；
温 度：25-30℃ 处理时间：12-18min（标准15min）
三、PTH各 药水缸成份及其作用
❖ （12）一、化学铜缸（需机械摇摆、空气搅拌和循环过滤）
化学反应方程式： 1、正反应：Pd催化及碱性条件下，甲醛分离
（解）下（氧化）而产生甲酸根阴离子 HCHO+OH- Pd H2↑+HCOO-（甲酸） 接着是铜离子被还原 Cu2++H2+2OH-→Cu+2H2O
❖ （1）目的： ❖ 加厚孔内镀铜层使导通良好； ❖ （2）流程： ❖ 上板→除油→水洗→水洗→酸浸→镀铜→
水洗→水洗→下板→炸棍→水洗→水洗→ 下一循环
二、板电药水 缸成份及其作用
❖ （1）除油缸
药水成份：AC-C22A酸性清洁剂
开缸量为10%（V/V）
生产每千尺板需补加AC-C22A 2L
作 用：清除板面之氧化层及油污，保证板面清 洁；
（9）活化缸（二、需机械搅拌和循环过滤）
温
度：35-44℃ 处理时间：5-8min(标准6min)
反应方程式：PdCl2+SnCl2→PdSnCl4(中间态)
PdSnCl4→变成绿色锡离子 PdSnCl4+6PdCl2→SnPd7Cl16(催化剂)
负 反 应：Pd2++Sn2+→Pd0+ Sn4+
(在酸液及氯离子保护下，才能稳定)
PH值增加化学铜速率加快，在PH为12.5时沉积速率最快，而且化学 镀铜层外观最好。
E、添加剂 （稳定剂）
添加剂具有稳定化学镀铜液的作用。
F、温度
提高化学镀铜液的温度可以提高化学镀铜速率。
G、溶液搅拌
化学镀铜过程中快速激烈的搅拌能提高沉积速率。
五、沉铜常见问题 产生原因及解决方法
❖ 孔粗 产生原因： 1、钻孔引起的，前工序漏波。 2、除胶过度引起。 3、铜缸沉积速度过快，使孔墙结铜渣。 解决方法： 1、控制来料，及时知会钻孔工序作出改善。 2、调整除胶各缸参数，如除胶温度，浓度，时间等是否在 MEI要求范围内。 3、知会ME调整铜缸各参数达到最佳值。
处理时间：根据客户实际需要决定。
二、板电各药水 成份及设备的作用
❖ (1) 硫酸铜：供给液铜离子的主源；
(2) 硫 酸：导电及溶解阳极的功用（AR级的纯H2SO4）；
(3) 氯离子：有助阳极的溶解及光泽剂的发挥功能，使阳极
溶解均匀，镀层平滑光泽 ；
(4) 阳极：须使用含磷0.02-0.06%的铜块（球），其面积最
三、PTH各 药水缸成份及其作用
❖ （8）预浸缸
作 用：为了不让板带任何杂质污物进入的钯缸，也防止带 入 太多的水量，而导致发生意外的局部水解，以保 护钯缸 ；
药水成份：1、PD-130A 开缸量为220g/L， 生产每千尺需补加PD-130A 2.5kg；
温 度：室温 时间：0.5-2min（标准为1min）； 换 槽：生产20-30平米/L时就应更重开新缸；
药 水 成 份： NaOH，开缸量为30-50g电/L，最佳值为40g/L ，
生产每千尺板需补加NaOH 160g;
KMnO4 ，开缸量为45-65g/L，最佳值为55g/L， 生产每千尺板需补加KMnO4 1.6kg;
温
度：65-85℃ 时间：12-18min（标准为15min）
三、PTH各 药水缸成份及其作用
好为阴极的两倍，正常阳极膜是黑色的，不正常的情况有：棕 色（含磷不够）；银灰色（氯离子太多）；灰色（有机污染）； 红棕色（若确知磷含量是对的，则可能是硫酸含量太高，液温 太低或阳极太少，使铜未能氧化至二价之黑色氧化铜，而只到 棕色的氧化亚铜，这表明阳极电流密度太高，应增加阳极，降 低电流密度）；
温 度：20-30℃ 处理时间：3-5min(标准 4min)；
换
槽：当Cu2+≥2g/L或处理8-10平米/L时需重
新开缸；
二、板电药水 缸成份及其作用
❖ （2）酸浸 药水成份：H2SO4(96%) 2-5%（V/V）； 作 用：减轻前处理清洗不良对镀铜溶液之污染，并保持
镀铜溶液中硫酸含量之稳定；
PTH&板电 原理讲义
一、沉铜目的及原理
❖ （1）目的：使孔壁上通过化学反应而沉积一 层0.3um-0.5um的铜，使孔壁具有导电性，通 常也称作化学镀铜、孔化
❖ （2）原理：络合铜离子（Cu2+-L）得到电子 而被还原为金属铜；通常是利用甲醛在强碱 性环境中所具有的还原性并在Pd作用下面而 使Cu2+被还原
板电原理讲义
一、电镀基础理论
❖ （1）法拉第一定律：在溶液中进行电解 （电镀）时，阴极上所沉积出的重量（或 阳极上所溶解掉的重量）与溶液中所通的 电量成正比。
❖ （2）法拉第第二定律：在不同的电解液中， 因相同电量所沉积出不同的金属重量（或 溶解的重量）与其化学当量成正比。
二、板电的目的及流程
温 度：常温 处理时间：1-3min（标准2min）
二、板电药水 缸成份及其作用
❖ （3）镀铜缸
药水成份：CuSO4.5H2O：60-80g/L(最佳值70g/L)
H2SO4
：170-220g/L（200g/L)
CL-
：40-80ppm（60ppm)
CB-203B 酸性铜光光泽剂：3ml/L
温 度：18-30℃(控制值24 ℃)
三、PTH各 药水缸成份及其作用
❖ （12）二、化学铜缸（需机械摇摆、空气搅拌和循环过滤）
最后，所镀出的化学铜层又可作为自我催化的基地， Cu2+又在此已催化的基础上被电子还原成金属铜，如此不 断，直至减弱
O
催化
H-C-H+OH-
[H-C-H]- → H-C-OH+H-
+
OH
Cu2++2H- → Cu ↓
三、PTH各
药水缸成份及其作用
（2）除胶缸 ❖
（需空气搅拌、机械搅拌、机械摇摆或循环过滤）
作
用：利用高锰酸钾的强氧化性，使板在此碱性槽中
将已被软化的胶渣及其局部的树脂进行氧化反
应，分解溶去 ；
反应方程式: 4MnO4-+有机树脂+4OH-→4MnO42-+CO2↑+2H2O 2MnO42-+[1/2O2]+H2O 2MnO4-+2OH-
换 槽：每班更换一次；
三、PTH各 药水缸成份及其作用
❖ （4）中和缸（需机械摇摆和循环过滤）
作 用：清洗残留的高锰酸钾； 药水成份：1、N-03A 开缸量为20%(V/V)
生产每千尺板需补加N-03A中和剂4L； 2、CP级H2SO4 开缸时酸当量为1.8-3.6N，最佳值为2.7N 生产每千尺板需补加H2SO4 1.6L；
三、PTH各 药水缸成份及其作用
❖ （9）活化缸（一、需机械搅拌和循环过滤） 作 用：在孔壁上布满负电性的钯胶团 ； 药水 成份：1、 PD-130A
开缸量为220g/L， 生产千尺由分析需要时补加； 2、AT-140A 开缸量为1.8%， 生产每千尺补加0.5L；
三、PTH各 药水缸成份及其作用
药水成份：AC-150 开缸量为15%（V/V）；
生产每千尺需补加AC-150 2.5L；
温 度：室温 处理时间：1-3min(标准2min）； 换 槽：生产20-30平米/L时就应更重开新缸；
三、PTH各 药水缸成份及其作用
❖ （11）一、化学薄铜缸（ 需机械摇摆、空气搅拌和循环过滤） 作 用：在孔壁上镀上一层铜，为后面电镀做准备； 药水成份：1、CU-160M 开缸量为8%（V/V）；
五、沉铜常见问题 产生原因及解决方法
❖ 背光不良 产生原因： 1、钻孔引起的焦体物被附在孔墙上。 2、沉铜拉各缸均有不同程度会产生背光不良 解决方法： 1、知会钻孔工序改善。 2、知会ME跟拉人员及时处理，达到生产实际 生产要求。
五、沉铜常见问题
产生原因及解决方法
❖ 孔无铜 产生原因： 1、钻孔钻屑塞孔引起的孔无铜。 2、沉铜拉各缸本身杂质塞孔引起的孔无铜。 3、摇摆、气震异常等机器故障产生的。 4、员工操作引起的。 解决方法： 1、知会钻孔工序及时作出改善。 2、按MEI做好保养。 3、生产时多巡拉发现异常及时知会维修人员处理。 4、上板时做不叠板，保证板与板之间分开并在存板车 内不存气泡，存板时间不能过长（4小时内板电完）。
Cu2O → 2Cu++2OH-
H2O4
Cu2O+H2O → Cu↓+ Cu2+ +2OH-
2Cu+ → 2 Cu2++ Cu↓
四、影响化 学铜速率的因素
❖ A、铜离子Cu2+浓度
化学镀铜速率随镀液中Cu2+离子浓度增加加快，当硫酸 铜含量为10g/L以下时，几乎是成正比例增加，当硫酸铜含 量超过12g/l以后化学镀铜速率不再增加反而会造成副反应 增加，使化学镀铜液不稳定。