[精选]电镀铜(锡)工艺9792.pptx

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1、 希普励(东莞)化工有限公司 朱俊杰 产品项目经理地址:东莞市附城同沙管理区古二村电话:0769-2290483 传真:0769-2290480手机:013926830569 邮编:523127Email:JJZ Shipley 电 镀 铜/锡 工 艺-苏州金像电子有限公司培训专用 希普励(东莞)化工有限公司 Nov.2001 大多数化学品具有 某些化学品具有 当混合某些化学品时 当干燥或混合某些化学品时“如有疑问需查证”工业安全通孔横截面模型盲孔横截面模型电镀铜工艺n 铜的特性 铜,元素符号Cu,原子量63.5,密度8.89克/立方厘米,Cu2+的电化当量1.186克/安时.铜具有良好的导电

2、性和良好的机械性能.铜容易活化,能够与其他金属镀层形成良好的金属-金属间键合,从而获得镀层间的良好结合力.电镀铜工艺的功能n 电镀铜工艺 在化学沉铜层上通过电解方法沉积金属铜,以提供足够的导电性/厚度及防止导电电路出现热和机械缺陷.电镀铜工艺的功能n 电镀铜层的作用 作为孔的化学沉铜层的加厚层,通过全板镀铜达到厚度5-8微米,称为加厚铜.作为图形电镀锡或镍的底层,其厚度可达20-25微米,称为图形镀铜.（1）鍍層均勻、細致、平整、無麻點、無針孔，有良好外 觀的光亮或半光亮鍍層。（2）鍍層厚度均勻，板面鍍層厚度與孔壁鍍層厚度之比接 近1：1。（3）鍍層與銅基體結合牢固，在鍍後和後續工序的加工過程

3、 中，不會出現起泡、起皮等現象。（4）鍍層導電性好（5）鍍層柔軟性好，延伸率不低于10%，抗張強度20-50Kg/mm2,以保證在後工序波峰焊和熱風整平時，不至于固環氧樹脂 基材上銅鍍層的膨脹系數不同導致鍍銅層産生縱向斷裂（環氧樹脂膨脹系數12.810-5/,銅的膨脹系數0.68 10-5/)对铜镀层的基本要求（1）有良好的分散能力和深鍍能力，即使在很低的電流 密度下，也能得到均勻細致的鍍層，以保證在印制 板的板厚孔徑比較大時，仍能達Ts:Th接近1：1。（2）電流密度範圍寬，如在赫爾槽2A下，全板鍍層均勻 一致。（3）鍍液穩定，便于維護，對雜質的容忍性高，對溫度 的容忍性高。（4）鍍液對覆銅

4、箔板無傷害对镀铜液的基本要求电镀铜的原理电镀液组成(H2O+CuSO4.5H2O+H2SO4+Cl-+添加剂)+-离子交换直流整流器ne-ne-电镀上铜层阴极(受镀物件)镀槽阳极Cu Cu2+2e-Cu2+2e-Cu 硫酸鹽酸性鍍銅的機理電極反應標准電極電位陰極：Cu2+2e Cu。Cu2+/Cu=+0.34V副反應 Cu2+e Cu。Cu2+/Cu=+0.15V Cu+e Cu。Cu+/Cu=+0.51V陽極：Cu-2e Cu2+Cu-e Cu+2Cu+1/2O2+2H+2Cu2+H2O 2Cu+2 H2O 2CuOH+2H+2Cu+Cu2+Cu Cu2O+H2O副反應酸性鍍銅液各成分及特性

5、簡介 酸性鍍銅液成分 硫酸銅（CuSO4.5H2O)硫酸(H2SO4)氯離子（Cl-)添加劑酸性鍍銅液各成分功能 CuSO4.5H2O：主要作用是提供電鍍所需Cu2及提高導電能力 H2SO4：主要作用是提高鍍液導電性能，提高通孔電鍍的均勻性。Cl-：主要作用是幫助陽極溶解，協助改善銅的析出，結晶。添加劑：主要作用是改善均鍍和深鍍性能，改善鍍層結晶細密性。酸性鍍銅液中各成分含量對電鍍效果的影響 CuSO4.5H2O：濃度太低，高電流區鍍層易燒焦；濃度太高，鍍液分散能力會降低。H2SO4：濃度太低，溶液導電性差，鍍液分散能力差。濃度太高，降低Cu2+的遷移率，電流效率反而降低，並對銅 鍍層的延伸率

6、不利。Cl-：濃度太低，鍍層出現台階狀的粗糙鍍層，易出現針孔和燒焦；濃度太高，導致陽極鈍化，鍍層失去光澤。添加劑：（後面專題介紹）操作條件對酸性鍍銅效果的影響溫度 溫度升高，電極反應速度加快，允許電流密度提高，鍍層沉 積速度加快，但加速添加劑分解會增加添加劑消耗，鍍層結 晶粗糙，亮度降低。溫度降低，允許電流密度降低。高電流區容易燒焦。防止鍍 液升溫過高方法：鍍液負荷不大于0.2A/L，選擇導電性能優 良的挂具，減少電能損耗。配合冷水機，控制鍍液溫度。電流密度 提高電流密度，可以提高鍍層沉積速率，但應注意其鍍層 厚度分布變差。攪拌 陰極移動：陰極移動是通過陰極杆的往複運動來實現 工件的移動。移動

7、方向與陽極成一定角度。陰極移動振幅 5075mm，移動頻率1015次/分 空氣攪拌 無油壓縮空氣流量0.3-0.8m3/min.m2 打氣管距槽底38cm，氣孔直徑2 mm孔間距80130 mm。孔中心線與垂直方向成45o角。過濾PP濾芯、510m過濾精度、流量25次循環/小時 陽極磷銅陽極、含磷0.04-0.065%為何不用電解銅或無氧銅作陽极?銅粉多，陽极泥多。鍍層易產生毛刺和粗糙。銅离子濃度逐漸升高，難以控制。添加劑消耗量大。陽极利用率低。磷銅陽极的特色 通電后磷銅表面形成一層黑色(或棕黑)的薄膜 黑色(或棕黑色)薄膜為Cu3P又稱磷銅陽极膜 磷銅陽极膜的作用 陽极膜本身對(Cu+-eC

8、u2+)反應有催化、加速作用，從而 減少Cu+的積累。陽极膜形成后能抑制Cu+的繼續產生 陽极膜的電導率為1.5X104-1 cm-1具有金屬導電性 磷銅較純銅陽极化小(1A/dm2 P0.04-0.065%磷銅的陽极化 比無氧銅低50mv-80mv)不會導致陽极純化。陽极膜會使微小晶粒從陽級脫落的現象大大減少 陽极膜在一定程度上阻止了銅陽极的過快溶解 圆形钛篮铜阳极表面积估算方法 dlf/2F=3.14 d=钛篮直径 l=钛篮长度 f=系数 方形钛篮铜阳极表面积估算方法 1.33lwf l=钛篮长度 w=钛篮宽度 f=系数 f与铜球直径有关:直径=12mm f=2.2 直径=15mm f=2.0 直径=25mm f=1.7 直径=28mm f=1.6 直径=38mm f=1.2电镀铜阳极表面积估算方法磷铜阳极材料要求规格 主成份 Cu:99.9%min P:0.04-0.065%杂质 Fe:0.003%max S:0.003%max Pb:0.002%max Sb:0.002%max Ni:0.002%max As:0.001%max 影響陽极溶解的因素 陽极面積(即陽极電流密度控制在0.5ASD-1.5ASD之間)陽极袋(聚丙烯)陽极及陽极袋的清洗方法和頻率