镀铜工艺流程说明

1、电镀定义电镀定义: : 电镀电镀(electroplating)(electroplating)是是-电沉积的过程电沉积的过程(electrodepos- ition process)(electrodepos- ition process)， 是利用电极是利用电极(electrode)(electrode)通过电流，使金属附着于物体表面上通过电流，使金属附着于物体表面上， 其目的是改变物体表面状态、特性、尺寸等。其目的是改变物体表面状态、特性、尺寸等。 电镀目的：电镀目的： 孔内镀铜，导通电路孔内镀铜，导通电路基板（标准式样）板厚1.0mm通孔径0.30mm 激光孔径100-120um深60

2、-70um要求镀铜厚度孔内13mFVSS基板激光孔径75um深60-70um 要求镀铜厚度凹陷量20um以下基板镀孔式样基板镀孔式样化学镀铜工程电镀铜清洗预浸弱蚀刻活化还原化学镀铜电镀铜工程Cleaner酸浸渍流程流程溶胀去钻污中和PNP1#PNP1#线线PNP2#PNP2#线线化学铜后电镀铜后目的：目的：溶胀环氧树脂，使其软化，为高锰酸钾去钻污作准备。药液：药液：溶胀液、NaOH反应：反应：环氧树脂是高聚形化合物，具有优良的耐蚀性。其腐蚀形式主要有溶解、溶胀和化学裂解。根据“相似相溶”的经验规律，醚类有机物一般极性较弱，且有与环氧树脂有相似的分子结构（R-O-R），所以对环氧树脂有一定的溶解

3、性。因为醚能与水发生氢键缔合，所以在水中有一定的溶解性。因此，常用水溶性的醚类有机物作为去钻污的溶胀剂。溶胀液中的氢氧化钠含量不能太高，否则，会破坏氢键缔合，使有机链相分离。溶胀溶胀去钻污去钻污去钻污量去钻污量0.10.10.3m0.3m目的：目的：利用高锰酸钾的强氧化性，使溶胀软化的环氧树脂钻污氧化裂解。药液：药液：高锰酸钾、NaOH反应：反应：高锰酸钾是一种强氧化剂，高锰酸钾在强酸性的环境中具有更强的氧化性，但在在碱性条件下氧化有机物的反应速度比在酸性条件下更快。在高温碱性条件下，高锰酸钾使环氧树脂碳链氧化裂解：4MnO4-+C环氧树脂+40H- = 4MnO42-+CO2()+2H2O同

4、时，高锰酸钾发生以下副反应：4MnO4- +40H- = 4MnO42- + O2() + 2H2OMnO42-在碱性介质中也发生以下副反应：MnO42- + 2H2O + 2e- = MnO2() + 40H-目的：目的：去除高锰酸钾去钻污残留的高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰反应：反应：锰离子是重金属离子，它的存在会引起“钯中毒”，使钯离子或原子失去活化活性，从而导致孔金属化的失败。因此，化学沉铜前必须去除锰的存在。在酸性介质中：3MnO42-+4H+ = 2MnO4-+MnO2()+2H2O2MnO4- +5C2O42-+16H+ = 2Mn2+10CO2()+8H2OC2O42-+MnO2+

5、4H+ = Mn2+2CO2 () +2H2O由以上反应可知，通过还原步骤，可完全去除高锰酸钾去钻污残留的高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰。中和中和-孔壁电荷：环氧树脂表面吸附到一层均匀负性的有机薄膜中和表面電位提高表面吸附性洗浄表面清洗清洗-弱蚀刻弱蚀刻1、去除铜表面有机薄膜。如果不加以处理，这层薄膜将使铜表面在活化溶液中吸附大量的钯离子，造成钯离子的大量浪费；2、由于薄膜的存在，将降低基体铜层与化学镀铜层的结合力。经粗化处理后，基体铜层形成微观粗糙表面，增加结合力。主要反应：Cu+Na2S2O8CuSO4+Na2SO4CleanerAfter DesmearSoft-etching 0.51.5

6、mActivatorPre dipPdPdPdPdPdPdPdPd由于活化液的活性受杂质影响明显，所以在活化前必须进行预浸处理，防止杂质积累，影响其活性。在预浸液中，络合剂和活化液中的络合剂相同，但由于预浸液呈酸性，络合剂以盐的形式存在，其并没有络合能力，仅是浸润孔壁，为络合钯离子作准备。为形成化学沉铜所需的活化中心做准备。 预浸预浸-活化活化-还原还原ReducerPdPdPdPdPdPdPdPdPd2+必须转化为d单质才具有催化活性，引发沉铜反应的产生Electro-less copper platePdPdPdPdPdPdPdPdCu2+CuH2Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+CuCuC

7、uCuCuCuCuCuCuCuCuH2H2H2H2H2H2H2H2H2H2H2Cu2+Cu2+Cu2+PdPdPdPdPdPdPdPdCu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+HCHOHCOO-HCHOHCHOHCHOHCHOHCHOHCOO-HCOO-HCOO-以Pd为媒介在基板銅表面和孔内进行还原反应，进行化学镀铜化学镀铜镀铜0.51.0m基板的孔壁上形成Pd的活化中心，这是化学沉铜的先决条件(1)CuSO4 5H2O 主要反应物(2) HCHO主要反应物(3)NaOH 氧化还原速度的控制基本组成EDTA：乙二胺四醋酸罗谢尔盐 ：酒石酸钾钠络合剂微量的稳定剂主要控制溶

8、液的稳定性添加剂主反应： Cu2+ + 2HCHO + 4OH- Cu + 2HCOO- + 2H2O + H2 副反应：铜的不均化反应 2Cu2+ + HCHO + 5OH- Cu2O + HCOO- + 3H2O Cu2O + 3H2O Cu0 + Cu2+ + 2OH- (金属铜粒子进行分解）反应 2HCOO- + 2OH- HCOO- + CH3OH（不纯物的蓄积）PdOH-化学化学镀铜镀铜脉冲电镀脉冲电镀直流电镀直流电镀电压时间80msec2msec时间电压剥剥离状态离状态Cu2+ + 2e- CuCu2+ + 2e- CuCu Cu2+ + 2e-高高电电位部位部(表表层层、肩、肩

9、)镀铜镀铜厚、厚、低低电电位部位部(孔内孔内)镀铜镀铜薄薄高高电电位部位部(表表层层、肩、肩)镀铜镀铜薄、薄、低低电电位部位部(孔内）孔内）镀铜镀铜厚厚高高电电位部位部低低电电位部位部电镀铜电镀铜时间比例 镀：剥=78：2电流比例 镀：剥=1：375m m75m m75m m75m m8m m8m m8m m8m m极间距离75mm极间距离75mm极间距离8mm极间距离8mmCathode(基板)Cathode(基板)Anode(不溶性)Anode(不溶性)端面厚均一cl am pcl am p含P铜球含P铜球电镀铜电镀铜脉冲电镀脉冲电镀直流电镀直流电镀PNP1#线镀厚=20mPNP2#线镀厚

10、=22.3m基板510mm方向c cl l a am m p p側側搬送方向搬送方向进行各自的电流密度的设定影响基板表面的镀铜均一性面内均一性改善脉冲电镀的阳极电镀铜电镀铜本槽本槽Rectifier:Anode:Cathode:AnodeAnode:Fe2+Fe3+e-(100%)Cathode:Cu2+2e-Cu0(90-95%=电流效率）Fe3+e-Fe2+(5-10%)RectifierRectifier流量的控制电解Fe3+的还原反应流量的控制电流的控制Cu+Fe3+Cu2+Fe2+Fe3+e-Fe2+溶解槽溶解槽还原还原槽槽电镀铜电镀铜THTH孔不良孔不良1、堵孔2、化学铜未析研磨材堵孔化学铜堵孔其他异物堵孔ViaVia孔不良孔不良1、A-Mod