铜电解浴的特徵.doc

銅電解浴的特徵酸性浴鹼性浴硫酸銅浴氟硼酸銅浴焦磷酸銅浴浴中的銅離子2價2價2價電解速度普通快與硫酸銅浴相同陰極電流效率95-100%95-100%95-100%沉積附著性不好普通好析出狀態無添加光澤劑時析出粗糙析出平滑且皮膜較軟細緻半光澤析出浴管理性容易容易普通陽陰極面積2 : 11 : 11 : 1 2 : 1腐蝕性高非常高小用途塑膠電鍍電鑄, 印刷線路板等的電鍍主要用途為電鑄印刷電路板, 電鑄滲碳防止, 氮化防止等的電鍍成本便宜高高廢水處理性 容易, 只須注意銅離子 及pH的調整 普通, 須注意銅離子, 氟化物, pH等的去除 調整 普通, 須注意銅離子 及焦磷酸等之處理二次銅之流程 流程藥品名時間濃度溫度目的酸性清潔劑Acid cleaner 7174-6分3-6%30-35去除油脂, 日指印及影像轉移所殘存之表面污物微蝕G-4(微蝕速率:20-40m)1-2分3-6%(30-60g/L)25-30去除影像轉移殘存之污物及改變銅表面之結構使後繼鍍銅皮膜得到良好之結合力(即所謂投描效果Anchor effect)酸洗H2SO41-2分1-3%常溫去除微蝕後銅表面所生成之銅鹽, 及維持鍍銅槽之硫酸濃度.硫酸銅鍍液50-65分22-30使孔內銅層加厚及提供良好的銅層物性, (如延展性等), 讓基板於後續組裝時保持最佳狀態, 使組裝順利進行.鍍液組成: 硫酸銅 60 100 g/L 硫酸 160 220 g/L 氯離子 50 90 ppm 光澤劑9241 適量酸洗(鍍錫前)H2SO41-2分8-12%常溫去除鍍銅後表面之氧化物, 及防止污物帶入鍍錫溶液中.硫酸亞錫鍍液形成一蝕刻阻劑, 保護銅面線路及孔銅, 不受蝕刻液之攻擊, 提高基板之良品率.組成: 硫酸亞錫 30 45 g/L 硫酸 95 135 ml/L 光澤劑Restin PC 適量 酸性硫酸銅鍍銅液中組成之作用成 分作用硫酸銅(CuSO45H2O)銅離子的供給源, 硫酸銅濃度高可使電鍍速度快及容許更高之電流密度, 若其濃度低於60g/L以下電流效率將下降, 電鍍速度慢且易燒焦.硫酸(H2SO4)1. 提高電氣傳導度, 使電流流通更好.2. 使析出之銅結晶更細小.3. 讓陽極溶解良好.4. 防止氫氧化銅及氧化亞銅等之生成產生沉澱.氯離子(Cl-)氯離子有助長光澤劑的平滑化作用及光澤作用.氯離子若濃度過高易造成高電流區光澤不佳及平滑作用降低.若不足低電流區光澤不良及表面不平坦(於中高電流區域)陽極(磷銅)非磷化陽極, 於電解後會生成Cu+再經氧化還原後, 成為銅離子(Cu+)和金屬銅(Cu), 此一金屬銅若出現在鍍液中, 將會形成銅粉或淤渣, 使鍍層粗糙或顆粒附著在陰極板面上, 所以須使用含磷在0.02-0.06%之銅陽極.光澤劑讓析出物的結晶微細化, 平滑化藉以提昇電流密度, 若過量易造成鍍層內部應力大, 延展性差二重鍍層及分解之有機污染高,此時須做活性炭處理, 若不足高電流區易燒焦, 平滑作用差.硫酸銅鍍液的有機添加物A. 載體(Carrier)抑制電解沉積, 提高微分布力, 成分為含碳氧鍵的高分子化合物, 如各類型的聚醚類或含醇, 酮基的聚合物.B. 光澤劑(Brightener)使鍍層光澤, 結晶顆粒微細化, 改善鍍層之物理特性同時可促進沉積速度, 如有機硫化物或氮之化合物.C. 平整劑(Leveler)為低電流區的光澤劑, 對於輕微的孔壁不良, 有整平作用通常為各類型的胺類衍生物或聚合物.酸性硫酸銅鍍浴的問題及對策問題對策一. 陽極外觀:1. 均勻的黑膜 最適當的條件2. 灰白色(1) 氯離子濃度太高(2) 浴溫過低(低於18C)3. 紅色陽極塊所含之磷太低或不含4. 棕色(1) 硫酸銅過低(60g/L)或硫酸過高(230g/L以 上)(2) 浴溫過低(低於18C以下)(3) 陽極面積過小或陽極電流過高.(4) 添加劑過多 二. 燒焦(Buring)(1) 硫酸銅濃度過低(60g/L以下)(2) 硫酸過高(230g/L以上)(3) 溫度太低, 維持在20-27C(4) 電流太高(檢討面積之計算是否正確及加寬四周板面當作補助陰極)(5) 攪拌不足(6) 光澤劑之問題, 請以Hull Cell試驗檢查(7) 氯離子太低(8) 陽極面積過大三. 厚度分佈不均勻(1) 硫酸銅濃度太高(2) 硫酸濃度太低(3) 溫度太高(4) 金屬污染, 以5-10ASF做假鍍(6) 孔口漏鍍(Skip plating 或Fish eye), 光澤 劑含量太高或有機分解物過多, 做活性炭 處理(7) 鍍面不平(step plating), 氯離子太低應調整至50ppm以上)問題對策四. 瘤節(Nodule)及粗糙(多出現在板面或孔 口)(1) 陽極含磷不足, 應在0.03%-0.06%(2) 陽極袋破洞或鍍液淹蓋過袋口(3) 鍍液中有固體粒子, 加強過濾及改善空氣 攪拌.五. 針點(Pit)(1) 空氣攪拌不足(2) 油脂污染, 活性炭處理(3) 氫氣附著或固體粒子, 加強過濾及改善 空氣攪拌(4) 氫氧附著或固體粒子, 加強過濾及改善空 氣攪拌六. 鍍層表面有條紋(Streaking)(1) 添加劑過量, 以Hull Cell分析(2) 光阻劑溶出(3) 水洗不足, 前處理液帶入(4) 陽極袋或濾材之漿料混入, 使用前應浸酸 清洗(5) 光阻劑之輕微Scum附著, 檢討顯像及前 處理七. 有黑褐色條紋出現不純