PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)ppt课件.ppt
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1、 電鍍制程講解電鍍制程講解目目錄錄電鍍組織架構簡介電鍍組織架構簡介第一章第一章: :PTHPTH工藝流程工藝流程第二章第二章: :ICUICU工藝流程工藝流程第三章第三章: :IICUIICU工藝流程工藝流程第四章第四章: :蝕刻工藝流程蝕刻工藝流程第五章第五章: :電鍍制程主要不良項目電鍍制程主要不良項目第六章第六章: :電鍍工安注意事項電鍍工安注意事項電鍍制程考核試題電鍍制程考核試題通 孔電鍍P . T . H .鑽 孔DRILLING外 層 乾 膜OUTERLAYER IMAGE二次銅及錫鉛電鍍PATTERN PLATING檢 查 INSPECTION 前 處 理 PRELIMINARY
2、TREATMENT二次銅電鍍PATTERN PLATING蝕 銅 ETCHING全板電鍍PANEL PLATING外 層 製 作OUTER-LAYERO/L ETCHING蝕 銅TENTINGPROCESSDESMER除膠 渣 E-LESS CU通孔電鍍 前 處 理 PRELIMINARYTREATMENT剝 錫 鉛 T/L STRIPPING去 膜STRIPPING 壓 膜LAMINATION錫鉛電鍍T/L PLATING曝 光EXPOSURE第一章第一章PTH工藝流程工藝流程一、一、PTHPTH前處理前處理( (磨刷磨刷) )目的目的: :去除鑽孔后孔邊的披峰及板面氧化物去除鑽孔后孔邊的披
3、峰及板面氧化物磨刷磨刷水洗水洗超音波水洗超音波水洗投板投板高壓水洗高壓水洗水洗水洗烘干烘干插板插板注意事項注意事項: :1 1. .磨刷效果磨刷效果: :以烘干后水破試驗大於以烘干后水破試驗大於1515秒秒2.2.定期整刷定期整刷: :維持磨刷均勻性維持磨刷均勻性, ,避免造成局部過度磨刷避免造成局部過度磨刷3.3.刷幅刷幅: :要求要求1.01.51.01.5cm,cm,刷幅過多易造成隨圓孔刷幅過多易造成隨圓孔( (喇叭孔喇叭孔) )4.4.定期檢查磨刷水洗噴嘴及清理銅粉定期檢查磨刷水洗噴嘴及清理銅粉( (泥泥) )等等, ,5.5.高壓水洗高壓水洗:3560:3560kg/cmkg/cm2
4、 2, ,中壓水洗中壓水洗520520kg/cmkg/cm2 26.6.超音波振蕩超音波振蕩: :將鑽孔后細小將鑽孔后細小epoxyepoxy及磨刷銅粉去除及磨刷銅粉去除( (不能過強不能過強) )二、二、PTH-Planted PTH-Planted ThroughtThrought Hole( Hole(導通孔鍍銅導通孔鍍銅) )目的目的: :將鑽孔后不導電的環氧樹脂孔壁鍍上一層極薄的金屬將鑽孔后不導電的環氧樹脂孔壁鍍上一層極薄的金屬, ,使之使之具有導電性具有導電性, ,為之后的制程為之后的制程( (ICU)ICU)做準備做準備流程流程: :上料上料膨鬆膨鬆回收回收雙水洗雙水洗除膠除膠回
5、收回收水洗水洗預中和預中和水洗水洗中和中和雙水洗雙水洗整孔整孔熱水洗熱水洗雙水洗雙水洗微蝕微蝕雙水洗雙水洗酸洗酸洗水洗水洗預浸預浸活化活化雙水洗雙水洗速化速化純水洗純水洗化學銅化學銅雙水洗雙水洗薄薄下料下料水洗水洗抗氧化抗氧化厚厚下料下料1.1.膨鬆膨鬆目的目的: :使用於除膠渣前之處理劑使用於除膠渣前之處理劑, ,可除去鑽孔所產生的碎屑及污物可除去鑽孔所產生的碎屑及污物, ,能膨鬆及軟化基材能膨鬆及軟化基材, ,以增進下一站高錳酸鉀的咬蝕以增進下一站高錳酸鉀的咬蝕作業參數及條件作業參數及條件溫度溫度 70 70 2020O OC C時間時間 6 6分分攪拌攪拌擺動擺動槽體材質槽體材質S.S3
6、16S.S316或或304304加熱器加熱器鈦、石英或鐵弗龍鈦、石英或鐵弗龍循環過濾循環過濾須要須要2.2.除膠除膠: :目的目的: :將鑽孔后孔壁及內層銅薄上殘留的樹脂殘渣將鑽孔后孔壁及內層銅薄上殘留的樹脂殘渣( (smear)smear)去除去除, ,並並將孔內的樹脂將孔內的樹脂( (epoxy)epoxy)部分咬蝕成峰窩狀部分咬蝕成峰窩狀, ,以加強化學銅與孔壁的以加強化學銅與孔壁的結合力結合力溫度溫度 70 70 2020O OC C時間時間 15 15分分(12(12分分1818分分) )攪拌攪拌擺動擺動鼓風鼓風總總MnMn量量 60 60 5 5g/lg/l Mn Mn6+6+25
7、g/l 25g/l NaOHNaOH 40 40 8g/l8g/l再生機電流再生機電流800800A A槽體材質槽體材質鈦或鈦或S.S316S.S316加熱器加熱器鈦或鐵弗龍鈦或鐵弗龍再生裝置再生裝置須要須要3.3.中和劑中和劑目的目的: :此藥液為酸性還原劑此藥液為酸性還原劑, ,可中和鹼性殘液可中和鹼性殘液, ,並可還原殘餘七價並可還原殘餘七價錳錳, ,六價錳及二氧化錳等可溶性二價錳離子六價錳及二氧化錳等可溶性二價錳離子, ,避免氧化劑帶入其避免氧化劑帶入其后之流程后之流程作業參數與條件作業參數與條件溫度溫度 45 45 2 2O OC C時間時間 6 6分分攪拌攪拌擺動擺動槽體材質槽體材
8、質P.EP.E或或PPPP加熱器加熱器石英或鐵弗龍石英或鐵弗龍過濾過濾須要須要4.4.整孔劑整孔劑是一种微鹼性的化學品是一种微鹼性的化學品, ,主要含有陽離子界面活性劑主要含有陽離子界面活性劑, ,使原本負電使原本負電性的孔壁形成帶正電性以利於活化劑鈀的附著性的孔壁形成帶正電性以利於活化劑鈀的附著; ;另一方面另一方面, ,使槽浴使槽浴的表面張力降低的表面張力降低, ,讓原本不親水性的板面及孔壁也能夠具有親水濕讓原本不親水性的板面及孔壁也能夠具有親水濕潤的效果潤的效果, ,以利於后續的藥水更能發揮更好的效果以利於后續的藥水更能發揮更好的效果溫度溫度 63 63 2 2O OC C時間時間 5
9、5分分3030秒秒擺動擺動必須必須水洗水洗三段水洗三段水洗, ,第一段最好用第一段最好用40504050O OC C熱水洗熱水洗槽體材質槽體材質S.S316 S.S316 或或304 304 加熱器加熱器S.SS.S加熱器加熱器過濾過濾須要須要5.5.微蝕劑微蝕劑是一种能將銅表面粗化的藥液是一种能將銅表面粗化的藥液, ,一方面能將銅面上的氧一方面能將銅面上的氧化物化物, ,雜物及整孔劑咬掉雜物及整孔劑咬掉, ,使在金屬化的過程中讓鈀膠體使在金屬化的過程中讓鈀膠體及化學銅能盡量鍍在孔內及化學銅能盡量鍍在孔內; ;另一方面是使板面粗化另一方面是使板面粗化, ,讓化讓化學銅在粗化的板面上有更好的附著
10、力學銅在粗化的板面上有更好的附著力反應原理反應原理: :C Cu u+H+H2 2O O2 2 C Cu uO O+ H+ H2 2O OC Cu uO+HO+H2 2SOSO4 4 C Cu uSOSO4 4+ H+ H2 2O OH H2 2O O2 2 H H2 2O+1/2OO+1/2O2 26.6.酸洗酸洗一方面能去除板面的氧化物一方面能去除板面的氧化物, ,另一方面將殘留於板面的另一方面將殘留於板面的銅監徹底的清除銅監徹底的清除室溫下作業室溫下作業, ,H H2 2SOSO4 4濃度控制在濃度控制在7.57.5 2.5%(2.5%(V/V)V/V)7.7.預浸劑預浸劑主要功能是保護
11、鈀槽避免帶入太多的水分及雜質主要功能是保護鈀槽避免帶入太多的水分及雜質, ,並提供活並提供活化劑所需要的氯離子及酸度化劑所需要的氯離子及酸度, ,而做為犧牲溶液以維持鈀槽濃而做為犧牲溶液以維持鈀槽濃度的穩定度的穩定鈀槽進水會生成鈀槽進水會生成Sn0Sn02 2與鈀的沉澱與鈀的沉澱作業參數及條件作業參數及條件溫度溫度 25 25O OC C時間時間 3 3分分1212秒秒擺動擺動必須必須槽體材質槽體材質P.PP.P或或PVCPVC+PdPdPdPdH2OSnCL-SnO28.8.活化劑活化劑具有高負電荷密度的錫鈀膠體具有高負電荷密度的錫鈀膠體, ,它能提供孔內所需的鈀它能提供孔內所需的鈀觸媒觸媒
12、, ,而能與化學銅有良好且細致的結合狀況而能與化學銅有良好且細致的結合狀況SnCLSnCL2 2+CL+CL- - SnCLSnCL3 3PdCLPdCL2 2+2SnCL+2SnCL3 3 Pd(SnCLPd(SnCL3 3) )2 2CLCL2 22-2-操作參數及條件操作參數及條件: :溫度溫度 30 30O OC(2035C(2035 O OC) C) 強度強度:75 :75 10%10%時間時間 6 6分分(58(58分分) ) 比重比重:1.1451.180:1.1451.180擺動擺動必須必須過濾過濾連續過濾連續過濾槽體材質槽體材質P.PP.P或或PVCPVC10.10.化學銅化
13、學銅是使經過前處理后的板子得到孔內金屬化效果的溶液是使經過前處理后的板子得到孔內金屬化效果的溶液原理原理: :PdPd主反應主反應: :C Cu uSOSO4 4+4NaOH+2HCHO Cu +Na+4NaOH+2HCHO Cu +Na2 2SOSO4 4 +2HC00Na+2H +2HC00Na+2H2 2O+HO+H2 2副反應副反應:2:2HCHO+NaOHHCHO+NaOH HC00Na+CH HC00Na+CH3 3OHOH鈀觸媒的氧化還原反應式鈀觸媒的氧化還原反應式Pd+OPd+O2 2 Pd Pd- -O O2 2- - ( (ad)ad)+Pd+Pd 2PdO (1) 2Pd
14、O (1)4H4H(ad)(ad)+ Pd+ Pd- -O O2 2- - (ad) (ad) 2H2H2 2O+Pd (2)O+Pd (2)2H2H(ad)(ad)+PdO H+PdO H2 20+Pd (3)0+Pd (3)PdPd9.9.速化劑速化劑主要在於剝除催化劑沉積在板面及孔內的錫殼主要在於剝除催化劑沉積在板面及孔內的錫殼, ,而露出而露出所需要的鈀層所需要的鈀層, ,以利於化學銅的催化反應以利於化學銅的催化反應操作參數與條件操作參數與條件: :溫度溫度 25 25O OC(2030C(2030 O OC)C)時間時間 5 5分分(36(36分分) )擺動擺動必須必須槽體材質槽體材
15、質P.PP.P或或PVCPVC通通AirAir之目的之目的CuCu+ +O+O- -+H+H2 2O CuO Cu2-2-+2OH+2OH- - (4)(4)背光級數背光級數77級級沉積速率沉積速率15301530U”/23minU”/23min操作參數及條件操作參數及條件溫度溫度 25 25O OC(2228C(2228 O OC)C)時間時間 15 15分分(1218(1218分分) )負載負載 0.22 0.22dmdm2 2/l/l攪拌攪拌擺動擺動 鼓風及過濾循環鼓風及過濾循環槽體材質槽體材質PPPP或或PVCPVC加熱器加熱器石英或鐵弗龍石英或鐵弗龍以上各節簡要介紹了以上各節簡要介紹
16、了PTHPTH薄銅的工藝流薄銅的工藝流程程, ,PTHPTH厚化銅工藝基本與此相似厚化銅工藝基本與此相似, ,唯一區別唯一區別是厚化銅流程多了一道抗氧化是厚化銅流程多了一道抗氧化, ,而薄銅抗氧而薄銅抗氧化則在一銅后化則在一銅后. . 第二章第二章PaltedPalted( (一次銅一次銅) )即板面電鍍即板面電鍍目的目的: :將將PTHPTH之后已金屬化的孔壁鍍上一層金屬銅之后已金屬化的孔壁鍍上一層金屬銅, ,通常厚度為通常厚度為0.30.3mil(mil(平均平均),),依制程不同也可鍍至依制程不同也可鍍至0.50.5milmil至至1 1mil,mil,同時也起加同時也起加厚板面的作用厚
17、板面的作用, ,故也可稱為板面電鍍故也可稱為板面電鍍流程流程: :上料上料酸浸酸浸鍍銅鍍銅水洗水洗抗氧化抗氧化水洗水洗下料下料硝掛架硝掛架水洗水洗上料上料酸浸酸浸去除板面氧化物去除板面氧化物, ,維持銅槽槽液平衡維持銅槽槽液平衡作業條件及參數作業條件及參數溫度溫度室溫室溫時間時間 1 1分分ARAR硫酸硫酸 10 10 2%2%鍍銅鍍銅整流機的作用整流機的作用: :將交流電變成直流電將交流電變成直流電電鍍銅原理電鍍銅原理: :在直流電的作用下在直流電的作用下, ,銅離子從陽極逐步向陰極轉移的過程銅離子從陽極逐步向陰極轉移的過程陰極陰極: :CUCU2+2+獲得電子被還原成金屬銅獲得電子被還原成
18、金屬銅, ,正常情況下正常情況下, ,電流效率可電流效率可達達98%98%以上以上, ,即即: :CUCU2+2+ + 2e CU + 2e CU某些情況下鍍液中存有少量某些情況下鍍液中存有少量CUCU2+2+將發生反應將發生反應, ,即即: :C CU U2+2+e cu+e cu+ +陽極陽極: :陽極反應是溶液中陽極反應是溶液中cucu2+2+的來源的來源: :C CU U - 2e cu - 2e cu2+2+在少數情況下在少數情況下, ,陽極也可能發生如下反應陽極也可能發生如下反應: : C CU U 1e cu 1e cu+ +溶液中的溶液中的cucu+ +在足夠硫酸的存在下可能被
19、空氣中的氧氣氧化成在足夠硫酸的存在下可能被空氣中的氧氣氧化成cucu2+2+2C2CU U+ + + 1/2O + 1/2O2 2 +2H +2H+ + 2C 2CU U2+2+ +H +H2 2O O當溶液中酸度不足時當溶液中酸度不足時, ,CUCU會水解成會水解成CUCU1 1O O1 1, ,形成所謂形成所謂“銅粉銅粉”CUCU2+2+2H+2H2 2O 2CO 2CU U(OH)(OH)2 2+2H+2H+ +氧化亞銅的生成會使鍍層粗糙或呈海綿狀氧化亞銅的生成會使鍍層粗糙或呈海綿狀, ,因此在電鍍過程因此在電鍍過程中盡量避免一價銅的出現中盡量避免一價銅的出現. . 作業條件及參數作業條
20、件及參數1.1.鍍銅之均勻性控制以面銅為準鍍銅之均勻性控制以面銅為準2.2.制程控制條件制程控制條件銅槽溫度銅槽溫度 24 24 2 2o oC CCLCL- -濃度濃度 60 60 2020PPMPPM硫酸濃度硫酸濃度 200 200 1515g/lg/l硫酸銅濃度硫酸銅濃度 70 70 1010g/lg/l光澤劑光澤劑哈氏試驗調整哈氏試驗調整, ,不燒焦不燒焦,1,1L/(40006000)AHL/(40006000)AH硝掛架是通過強酸去除下板之后掛具上殘留的銅硝掛架是通過強酸去除下板之后掛具上殘留的銅溫度溫度室溫室溫HNOHNO3 3(68%) 400(68%) 400 50ml/l5
21、0ml/l抑制劑抑制劑 35 35 5 5ml/lml/l時間時間 12 12分鐘分鐘重要名詞重要名詞1.1.藥劑部分藥劑部分: :陰陽極面積比陰陽極面積比光澤劑光澤劑配槽配槽2.2.操作部分操作部分: :假鍍假鍍活性碳過濾活性碳過濾均勻性均勻性( (對后制程影響對后制程影響) )3.3.設備部分設備部分: : 天車故障天車故障空氣攪拌空氣攪拌保養保養自動添加自動添加滴水時間滴水時間濾心濾心第三章第三章Patten Patten PaltedPalted( (二次銅二次銅) )上料上料清潔清潔水洗水洗微蝕微蝕水洗水洗酸浸酸浸鍍銅鍍銅水洗水洗酸洗酸洗鍍錫鍍錫水洗水洗(二二)下料下料硝挂架硝挂架水
22、洗水洗上料上料目的目的: :將孔銅厚度鍍至將孔銅厚度鍍至0.81.00.81.0mil,mil,同時將所需保留的線路部同時將所需保留的線路部分以錫分以錫( (或錫鉛或錫鉛) )保護保護流程流程: :硫酸銅硫酸銅硫酸銅是鍍液中的主鹽硫酸銅是鍍液中的主鹽, ,它在水溶液中電離出銅離它在水溶液中電離出銅離子子, ,銅離子在陰極上獲得電子沉積出銅鍍層銅離子在陰極上獲得電子沉積出銅鍍層, ,硫酸銅濃硫酸銅濃度控製在度控製在70 70 1010g/Lg/L, ,提高硫酸銅濃度提高硫酸銅濃度, ,避免高電流區避免高電流區燒焦燒焦. .硫酸銅濃度過高硫酸銅濃度過高, ,會降低鍍液分散能力會降低鍍液分散能力硫酸
23、硫酸硫酸的主要作用是增加溶液的導電性硫酸的主要作用是增加溶液的導電性, ,硫酸的濃度硫酸的濃度對鍍液的分散能力和鍍層的機械性能均有影響對鍍液的分散能力和鍍層的機械性能均有影響. .硫酸濃硫酸濃度太低度太低, ,鍍液分散能力下降鍍液分散能力下降, ,鍍層光亮范圍縮小鍍層光亮范圍縮小, ,硫酸濃硫酸濃度太高度太高, ,雖然鍍液分散能力較好雖然鍍液分散能力較好, ,但鍍層的脆性降低但鍍層的脆性降低, ,一一般控製在般控製在200 200 1515g/lg/l氯離子氯離子是陽極活化劑是陽極活化劑, ,它可以幫助銅陽極正常溶解它可以幫助銅陽極正常溶解, ,當濃度低當濃度低于于2020mg/Lmg/L時時
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