图形电镀培训基础教材学习教案.ppt

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1、会计学1图形电镀培训图形电镀培训(pixn)基础教材基础教材第一页，共47页。2 I. 课程目标课程目标 II. 定定 义义 III. 内内 容容IV. 应应 用用第1页/共46页第二页，共47页。3I.课程目标课程目标1.完成学员对完成学员对 Pattern Plating 工序从最初接触到加深认识的过程工序从最初接触到加深认识的过程;2.侧重理论方面使学员对侧重理论方面使学员对 Pattern Plating 工序有一个理性认识工序有一个理性认识;3.使学员了解使学员了解(lioji) Pattern Plating 工序在实际中的发展和应用工序在实际中的发展和应用;第2页/共46页第三页

2、，共47页。4II. Pattern Plating（图形电镀）的定义：（图形电镀）的定义：-在在PCB（Printed Circuit Board）的制作过程中，）的制作过程中，将合格的，已完成干菲林图形转移工序的板料，用酸铜将合格的，已完成干菲林图形转移工序的板料，用酸铜电镀的方法使线路铜和孔壁铜加厚到可以满足客户要求电镀的方法使线路铜和孔壁铜加厚到可以满足客户要求的程度的程度(chngd)，并且以镀锡层来作为下工序蚀刻的保护层，并且以镀锡层来作为下工序蚀刻的保护层.第3页/共46页第四页，共47页。5第4页/共46页第五页，共47页。6第5页/共46页第六页，共47页。71、药水部分、药

3、水部分(b fen)2、机械部分、机械部分(b fen)3、WI(Working Instruction)III、内容、内容(nirng)：第6页/共46页第七页，共47页。8水洗水洗水洗水洗水洗第7页/共46页第八页，共47页。9公司(n s)运作程序 (COP)3.1.1 除油除油3.1.1.1 酸性药水酸性药水:LP-200 和和 H2SO4的混合液的混合液3.1.1.2 除油的目的除油的目的: 1.去除手指去除手指(shuzh)印印 2.去除氧化物去除氧化物 3.去除干膜去除干膜 4.去除油污去除油污第8页/共46页第九页，共47页。10第9页/共46页第十页，共47页。113.1.2

4、 微蚀（粗化）微蚀（粗化）3.1.2.1 药水类型药水类型(lixng): 1.过硫酸铵过硫酸铵 2. 过硫酸钠（常用）过硫酸钠（常用） 3. 过氧化物过氧化物第10页/共46页第十一页，共47页。12第11页/共46页第十二页，共47页。133.1.3 硫酸预浸硫酸预浸3.1.3.1 药水药水:硫酸硫酸3.1.3.2 目的及作用目的及作用: 1. 去除露铜面上去除露铜面上(min shn)残存的微量氧化物残存的微量氧化物; 2. 避免板上的露铜面氧化避免板上的露铜面氧化; 3. 使制板在硫酸溶液中预先浸润使制板在硫酸溶液中预先浸润,为下一步酸铜电镀作好准备为下一步酸铜电镀作好准备.第12页/

5、共46页第十三页，共47页。143.1.4 酸铜电镀酸铜电镀(dind)3.1.4.1 电镀电镀(dind)铜机理铜机理3.1.4.2 目的及作用目的及作用: 加厚导线铜层和孔内铜厚加厚导线铜层和孔内铜厚,使之使之达到客户的要求达到客户的要求第13页/共46页第十四页，共47页。15第14页/共46页第十五页，共47页。163.1.4.1 电镀铜机理：电镀铜机理： 电镀铜的溶液电镀铜的溶液(rngy)中主要是硫酸铜中主要是硫酸铜(CuSO4)和硫酸和硫酸(H2SO4),在直流在直流 电压的作用下电压的作用下,在阴极和阳极上分别发生如下反应在阴极和阳极上分别发生如下反应: 阴极阴极 : 铜离子被

6、还原铜离子被还原,正常情况下电流效率可达正常情况下电流效率可达98% Cu2+ + 2e = Cu 有时溶液有时溶液(rngy)中会有一些中会有一些Cu+,于是会有以下反应：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：有很少情况下会发生不完全还原反应： Cu2+ + e = Cu+由于由于Cu2+的还原电位比的还原电位比H+的还原电位正的多，故一般不会有的还原电位正的多，故一般不会有H2析出析出.第15页/共46页第十六页，共47页。17阳极：阳极反应是溶液中阳极：阳极反应是溶液中 Cu2+ 的来源：的来源： Cu - 2e = Cu2+ 在极少的情况在极少

7、的情况(qngkung)下，阳极也会发生如下的反应：下，阳极也会发生如下的反应： Cu - e = Cu+ 溶液中的溶液中的Cu+在足够量硫酸的情况在足够量硫酸的情况(qngkung)下，可能会被空气中的下，可能会被空气中的 氧气氧化成氧气氧化成Cu2+: 4Cu+ + 0.5O2 + 4H+ = 4Cu2+ + 2H2O第16页/共46页第十七页，共47页。18当溶液中的酸度不足时，会水解形成，形成所谓的当溶液中的酸度不足时，会水解形成，形成所谓的“铜粉铜粉”： 2Cu+ + 2H2O = 2Cu(OH)2 + 2H+ 2Cu+ + 2H2O = Cu2O + 2H注意：氧化亚铜的出现注意：

8、氧化亚铜的出现(chxin)会使镀层粗糙或成海绵状，会使镀层粗糙或成海绵状，因而在电镀过程中要尽量避免一价铜的出现因而在电镀过程中要尽量避免一价铜的出现(chxin).第17页/共46页第十八页，共47页。193.1.4.3.1硫酸铜（硫酸铜（CuSO4） 硫酸铜是镀液中的主盐，它在水溶液中电离出铜硫酸铜是镀液中的主盐，它在水溶液中电离出铜离子离子(lz)，铜离子，铜离子(lz)在阴极上获得电子沉积成铜镀在阴极上获得电子沉积成铜镀层，硫酸铜的浓度一般控制在层，硫酸铜的浓度一般控制在60100克克/升，提高硫酸升，提高硫酸铜的浓度可以提高允许的电流密度，避免高电流区铜的浓度可以提高允许的电流密度

9、，避免高电流区 烧烧焦；但是，硫酸铜（焦；但是，硫酸铜（CuSO4)浓度过高，会降低镀液的浓度过高，会降低镀液的分散能力。分散能力。第18页/共46页第十九页，共47页。203.1.4.3.2硫酸（硫酸（H2SO4）硫酸的主要作用是增加溶液硫酸的主要作用是增加溶液(rngy)的导电性的导电性.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；若硫酸的浓度太低，镀液的分散能力下降； 2. 若硫酸的浓度过高，虽然镀液的分散能力较好，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但

10、是，镀层的延展性会降低.第19页/共46页第二十页，共47页。213.1.4.3.3 铜球（角）阳极铜球（角）阳极 - 磷铜阳极磷铜阳极 为什么要使用磷铜阳极？因为使用磷铜阳极时，可在表面形成为什么要使用磷铜阳极？因为使用磷铜阳极时，可在表面形成一层磷膜（主要成分一层磷膜（主要成分(chng fn)是是Cu3P) 1.阳极在镀液中溶解速度较慢（形成黑色的阳极膜），使其阳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；极电流效率接近阴极电流效率； 2.可以避免大量的可以避免大量的Cu+进入溶液，形成铜粉或进入溶液，形成铜粉或Cu2O，而导致镀，而导致镀层粗糙，产生

11、铜瘤；层粗糙，产生铜瘤； 3.避免生成大量的阳极泥。避免生成大量的阳极泥。第20页/共46页第二十一页，共47页。22第21页/共46页第二十二页，共47页。23第22页/共46页第二十三页，共47页。24 3.1.4.3.3 铜球（角）阳极铜球（角）阳极 - 磷铜阳极磷铜阳极 所以所以(suy)，使用的铜球阳极必须为磷铜阳，使用的铜球阳极必须为磷铜阳极。但是，磷铜中的含磷量要有一定值，若含磷极。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，阳极屏蔽性钝化，量过高，会导致阳极膜过厚，阳极屏蔽性钝化，使溶液中的铜离子减少。使溶液中的铜离子减少。第23页/共46页第二十四页，共4

12、7页。253.1.4.3.4 铜光亮剂铜光亮剂 1.任何硫酸盐镀铜液，如果没有添加剂，都不能镀出满意的镀层；任何硫酸盐镀铜液，如果没有添加剂，都不能镀出满意的镀层； 2.添加剂所包含的整平剂能强烈地吸附在微观的凸起部位，从而对添加剂所包含的整平剂能强烈地吸附在微观的凸起部位，从而对 电沉积有抑制作用，达到电镀电沉积有抑制作用，达到电镀(dind)整平性；整平性； 3.添加剂中的光泽剂光泽剂则加速铜沉积速率，减少极化电阻，提高延展性与导电性添加剂中的光泽剂光泽剂则加速铜沉积速率，减少极化电阻，提高延展性与导电性 注意：只有在注意：只有在Cl-与添加剂的协同作用下，才能达到添加剂预期的与添加剂的协

13、同作用下，才能达到添加剂预期的 作用效果，也才能够使镀层的内部应力减至最小。作用效果，也才能够使镀层的内部应力减至最小。第24页/共46页第二十五页，共47页。26第25页/共46页第二十六页，共47页。27第26页/共46页第二十七页，共47页。283.1.4.3.5氯离子的作用氯离子的作用(zuyng)（Cl-） 1.作为阳极活化剂，帮助阳极正常溶解；作为阳极活化剂，帮助阳极正常溶解； 2.协同添加剂使镀层光亮、平整；协同添加剂使镀层光亮、平整； 3.若氯离子小于若氯离子小于20克克/升，会在镀层上产生条纹状升，会在镀层上产生条纹状 粗粗糙现象；糙现象； 4.若氯离子错量过度升高，则在阳极

14、上生成白色阳极若氯离子错量过度升高，则在阳极上生成白色阳极膜，使膜，使 阳极钝化，导致溶液中铜离子降低。阳极钝化，导致溶液中铜离子降低。第27页/共46页第二十八页，共47页。293.1.4.3.6另外，在铜缸中，对其它重金属离子也要严格控制：另外，在铜缸中，对其它重金属离子也要严格控制：若：若：1.Fe1000ppm，将导致纵横比下降；，将导致纵横比下降； 2.Zn500ppm，将导致高电流密度烧板区合金化；，将导致高电流密度烧板区合金化； 3.Pb，可以被沉淀出并且，可以被沉淀出并且(bngqi)被过滤掉；被过滤掉； 4.Sn400ppm，将导致反湿润作用；，将导致反湿润作用； 5.Ni1

15、000ppm，将导致纵横比下降；，将导致纵横比下降； 6.Cd，其作用与，其作用与Zn一样；一样； 7.Te10ppm，将导致极化和产生节瘤；，将导致极化和产生节瘤； 8.Se，其作用与，其作用与Te一样一样.第28页/共46页第二十九页，共47页。303.1.4.4辅助设施（机械部分）辅助设施（机械部分） 1.循环循环(xnhun)过滤；过滤； 2.打气；打气； 3.摇摆；摇摆； 4.阳极袋阳极袋 .第29页/共46页第三十页，共47页。31第30页/共46页第三十一页，共47页。323.1.5 磺酸预浸磺酸预浸3.1.5.1 药水药水(yoshu)：磺酸：磺酸3.1.5.2 目的及作用：目

16、的及作用： 使制板在磺酸溶液中预先浸润，为下一步电镀锡做好准使制板在磺酸溶液中预先浸润，为下一步电镀锡做好准备，同时避免带入水进去镀锡缸将其稀释。备，同时避免带入水进去镀锡缸将其稀释。第31页/共46页第三十二页，共47页。333.1.6 电镀电镀(dind)锡锡3.1.6.1 电镀电镀(dind)锡机理锡机理;3.1.6.2 目的及作用：目的及作用： 在镀铜层上加镀一薄层锡（约在镀铜层上加镀一薄层锡（约 0.20.4mil），来作为下工序蚀刻时铜线路的保护层。，来作为下工序蚀刻时铜线路的保护层。第32页/共46页第三十三页，共47页。343.1.6.3直接物料直接物料(w lio)：1.磺酸

17、锡；磺酸锡； 2.磺酸；磺酸； 3.锡球阳极（钛篮）；锡球阳极（钛篮）； 4.锡光亮剂锡光亮剂 .注意：若用硫酸锡作为主盐，硫酸作为加强溶液的注意：若用硫酸锡作为主盐，硫酸作为加强溶液的导电物质，则需要用锆篮作为阳极篮。导电物质，则需要用锆篮作为阳极篮。第33页/共46页第三十四页，共47页。353.1.7 褪蚀褪蚀3.1.7.1 药水：硝酸药水：硝酸3.1.7.2 目的及作用：目的及作用： 将电镀夹具上在镀铜和镀锡时镀上的铜粉和锡粉将电镀夹具上在镀铜和镀锡时镀上的铜粉和锡粉咬蚀掉，使夹具洁净，以便在下一轮咬蚀掉，使夹具洁净，以便在下一轮(y ln)电镀循环电镀循环时和制板接触良好。时和制板接

18、触良好。第34页/共46页第三十五页，共47页。363.2 机械部分机械部分(b fen) 1. 天天 车；车； 2. 电电 脑；脑； 3. 冷冷 水水 机；机； 4. 自动加药泵；自动加药泵； 5. 打打 气；气； 6. 摇摇 摆；摆； 7. 循循 环环 过过 滤；滤； 8. 振振 荡荡 .第35页/共46页第三十六页，共47页。37第36页/共46页第三十七页，共47页。38第37页/共46页第三十八页，共47页。39第38页/共46页第三十九页，共47页。403.2.1天车（龙门式垂直天车（龙门式垂直(chuzh)电镀线）电镀线）1# 天车（天车（0# 10#）2# 天车（天车（5# 1

19、6#） 3# 天车（天车（11# 29#）第39页/共46页第四十页，共47页。413.2.2 电脑电脑 1. 程序运行程序运行 ; 2. 电流打入电流打入 ; 3. 板号储存板号储存 ; 4. 状态监控状态监控 ; 5. 故障故障(gzhng)显示显示 ;第40页/共46页第四十一页，共47页。423.2.3 冷水机冷水机 : 制制 冷冷3.2.4 自动加药泵自动加药泵 : 按按 “ 安时数安时数 ” 自动加药自动加药3.2.5 打气打气 ( 一般为一般为 0.3 0.8 米米 3 / 分钟分钟 / 分米分米 2 ) 1. 搅拌搅拌 2. 吹走气泡吹走气泡 3. 提供足够的氧气提供足够的氧气

20、(yngq) ( O2 ), 使使Cu+转化成转化成Cu2+ , 可消除可消除Cu+的干扰的干扰 .第41页/共46页第四十二页，共47页。433.2.6 摇摆摇摆 1. 搅拌搅拌(jiobn) 2. 提高溶液的深镀能力（提高溶液的深镀能力（Throwing Power） 3. 赶走气泡赶走气泡 , 避免断铜避免断铜第42页/共46页第四十三页，共47页。443.2.7 循环过滤（过滤泵及滤蕊）循环过滤（过滤泵及滤蕊） 1. 净化溶液净化溶液 , 除去杂质除去杂质 , 减少毛刺减少毛刺 、 铜丝等缺陷铜丝等缺陷 2. 使溶液流动使溶液流动 , 起到搅拌的作用起到搅拌的作用(zuyng) 3.

21、流量流量 : 溶液应每小时至少过滤一次溶液应每小时至少过滤一次第43页/共46页第四十四页，共47页。453.2.8 振荡振荡1. 碎裂并且排走气泡碎裂并且排走气泡 , 避免避免(bmin)断铜断铜 (特别是孔内特别是孔内 ) ,2. 使镀层匀滑使镀层匀滑 第44页/共46页第四十五页，共47页。46第45页/共46页第四十六页，共47页。NoImage内容(nirng)总结会计学。电镀的方法使线路铜和孔壁铜加厚到可以满足(mnz)客户要求。3. 使制板在硫酸溶液中预先浸润,为下一步酸铜电镀作好准备.。电镀铜的溶液中主要是硫酸铜(CuSO4)和硫酸(H2SO4),在直流。有时溶液中会有一些Cu+,于是会有以下反应：。3.1.4.3.5氯离子的作用（Cl-）。3.Pb，可以被沉淀出并且被过滤掉。6.Cd，其作用与Zn一样。46第四十七页，共47页。