PTH制程原理讲解课件

PTH及厚銅制程講解

講授人:彭運洋PTH及厚銅制程講解1DESMEAR/PTH的定義及作用1.DESMEAR的意思指的是除膠渣;PTH的意思指的是化學沉銅。2.DESMEAR/PTH在線路板制造過程中的主要作用是讓PCB板孔內金屬化,使得PCB板內外層得以導通。DESMEAR/PTH的定義及作用1.DESMEAR的意思指2D/P線流程膨鬆槽雙水洗KMNO4槽回收水洗雙水洗酸中和雙水洗中和雙水洗整孔槽熱水洗雙水洗微蝕雙水洗預活化槽活化槽雙水洗速化槽雙水洗化銅槽雙水洗D/P線流程膨鬆槽雙水洗KMNO4槽回收水洗3各槽的作用及其化學反應機理1、膨鬆槽的作用:鑽孔過程中因鑽頭高速運轉與孔壁磨擦產生高溫,而將孔壁上的環氧樹脂溶化成膠狀,俗稱膠渣;因其只是粘附在孔壁上易脫落,而造成后站沉銅的銅層剝離,故必須把它清除,而膨鬆的作用正是濕潤軟化膠渣,為后面KMNO4徹底清除膠渣作前處理。各槽的作用及其化學反應機理1、膨鬆槽的作用:4Kmno4槽的作用及反應機理透過KMNO4的強氧化性,將孔內已經過前膨鬆處理的膠渣徹底清除,並將孔壁咬蝕成蜂窩狀粗糙表面,增強沉銅結合力。其化學反應方程式如下:4MnO4-+C+4OH-→MnO4=+CO2+2H2O(此為主反應式)2MnO4-+2OH-→2MnO4=+1/2O2+H2O(此為高PH值時自發性分解反應)MnO4-+H2O→MnO2+2OH-+1/2O2(此為自然反應會造成Mn+4沉澱)

Kmno4槽的作用及反應機理透過KMNO4的強氧化性,將孔內5中和槽的功能清除殘留在PCB孔內或板面的KMNO4,即透過還原反應,將Mn+7ORMn+6ORMn+4還原成可溶性的Mn+4。中和槽的功能清除殘留在PCB孔內或板面的KMNO4,即透過還6整孔槽的功能1、清潔板面。2、調整PCB板孔內電荷;經過除膠渣后的板孔內呈負電荷,整孔的目的就是為了將孔內的電荷調整成正電荷,以利於后面帶負電荷的活化鈀的吸附。整孔槽的功能1、清潔板面。7微蝕槽的功能及反應機理咬蝕板面的銅層,使銅面粗糙,增加沉銅的結合力;去除PCB板面活性离子,減少貴金屬鈀的浪費。微蝕槽的反應機理:Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O微蝕槽的功能及反應機理咬蝕板面的銅層,使銅面粗糙,增加沉銅的8活化槽的功能及反應機理使PCB孔內沉積上錫鈀膠體,為后面的PCB板孔內最終沉銅做橋樑或說是媒介。其反應機理如下:1.一般Pd膠體皆以以下結構存在：見圖12.Pd2+：Sn2+：Cl-=1：6：12較安定。3.一般膠體的架構方式是以以下方式結合：見圖2當吸附時由於Cl會產生架橋作用，且其半徑較大使其吸附不易良好，尤其如果孔內的Roughness不適當更可能造成問題。4.孔壁吸附了負離子團，即中和形成中和電性。

活化槽的功能及反應機理使PCB孔內沉積上錫鈀膠體,為后面的P9<圖1><圖1>10<圖2><圖2>11速化槽的作用速化槽的作用:Pd膠體吸附後必須去除Sn，使Pd2+曝露，如此才能在未來無電解銅中產生催化作用形成化學銅,而速化槽的功能正是如此。速化槽的作用速化槽的作用:12速化槽的反應機理

1.基本化學反應為：

Pd+2/Sn+2(HF)→Pd+2(ad)+Sn+2(aq)

Pd+2(ad)(HCHO)→Pd(s)

2.一般而言Sn與Pd特性不同，Pd為貴金屬而Sn則不然，因此其主反應可如下：

Sn+2aSn+4+6F-→SnF6-2orSn+2+4F-→SnF4-2

而Pd則有兩種情形：

PH>=4Pd+2+2(OH)-→Pd(OH)2

PH<4Pd+2+6F-→PdF6-43.Pd吸附在本系統中本身就不易均勻，故速化所能發揮的效果就極受限制。除去不足時會產生P.I.，而過長時則可能因為過份去除產生破洞，這也是何以Back_light觀察時會有缺點的原因

4.活化後水洗不足或浸泡太久會形成Sn+2aSn(OH)2或Sn(OH)4，此易形成膠體膜.而Sn+4過高也會形成Sn(OH)4，尤其在Pd吸太多時易呈PTH粗糙

5.液中懸浮粒子多，易形成PTH粗糙

速化槽的反應機理1.基本化學反應為：

Pd+13化學銅槽的作用化學銅槽的作用:在PCB板面及孔內沉積一層細緻,均勻且附著力強的銅層;此銅層的厚度為15~25微英吋。

化學銅槽的作用化學銅槽的作用:14化學銅槽的反應機理1.4OH-+2HCHO+Cu2+=Cu+2HCOO-+2H2O+H2(主反應)2.HCHO+OH-=CH3OH+HCOO-(副反應)3.2HCHO+NaOH=CH3ONa+HCOOH(副反應)4.CH3Na+HCOOH+OH-=CH3OH+HCOO-+H2O(副反應)5.Co2+NaOH=Na2CO3+H2O(副反應)化學銅槽的反應機理1.4OH-+2HCHO+Cu2+=Cu+15PTH及厚銅制程講解

講授人:彭運洋PTH及厚銅制程講解16DESMEAR/PTH的定義及作用1.DESMEAR的意思指的是除膠渣;PTH的意思指的是化學沉銅。2.DESMEAR/PTH在線路板制造過程中的主要作用是讓PCB板孔內金屬化,使得PCB板內外層得以導通。DESMEAR/PTH的定義及作用1.DESMEAR的意思指17D/P線流程膨鬆槽雙水洗KMNO4槽回收水洗雙水洗酸中和雙水洗中和雙水洗整孔槽熱水洗雙水洗微蝕雙水洗預活化槽活化槽雙水洗速化槽雙水洗化銅槽雙水洗D/P線流程膨鬆槽雙水洗KMNO4槽回收水洗18各槽的作用及其化學反應機理1、膨鬆槽的作用:鑽孔過程中因鑽頭高速運轉與孔壁磨擦產生高溫,而將孔壁上的環氧樹脂溶化成膠狀,俗稱膠渣;因其只是粘附在孔壁上易脫落,而造成后站沉銅的銅層剝離,故必須把它清除,而膨鬆的作用正是濕潤軟化膠渣,為后面KMNO4徹底清除膠渣作前處理。各槽的作用及其化學反應機理1、膨鬆槽的作用:19Kmno4槽的作用及反應機理透過KMNO4的強氧化性,將孔內已經過前膨鬆處理的膠渣徹底清除,並將孔壁咬蝕成蜂窩狀粗糙表面,增強沉銅結合力。其化學反應方程式如下:4MnO4-+C+4OH-→MnO4=+CO2+2H2O(此為主反應式)2MnO4-+2OH-→2MnO4=+1/2O2+H2O(此為高PH值時自發性分解反應)MnO4-+H2O→MnO2+2OH-+1/2O2(此為自然反應會造成Mn+4沉澱)

Kmno4槽的作用及反應機理透過KMNO4的強氧化性,將孔內20中和槽的功能清除殘留在PCB孔內或板面的KMNO4,即透過還原反應,將Mn+7ORMn+6ORMn+4還原成可溶性的Mn+4。中和槽的功能清除殘留在PCB孔內或板面的KMNO4,即透過還21整孔槽的功能1、清潔板面。2、調整PCB板孔內電荷;經過除膠渣后的板孔內呈負電荷,整孔的目的就是為了將孔內的電荷調整成正電荷,以利於后面帶負電荷的活化鈀的吸附。整孔槽的功能1、清潔板面。22微蝕槽的功能及反應機理咬蝕板面的銅層,使銅面粗糙,增加沉銅的結合力;去除PCB板面活性离子,減少貴金屬鈀的浪費。微蝕槽的反應機理:Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O微蝕槽的功能及反應機理咬蝕板面的銅層,使銅面粗糙,增加沉銅的23活化槽的功能及反應機理使PCB孔內沉積上錫鈀膠體,為后面的PCB板孔內最終沉銅做橋樑或說是媒介。其反應機理如下:1.一般Pd膠體皆以以下結構存在：見圖12.Pd2+：Sn2+：Cl-=1：6：12較安定。3.一般膠體的架構方式是以以下方式結合：見圖2當吸附時由於Cl會產生架橋作用，且其半徑較大使其吸附不易良好，尤其如果孔內的Roughness不適當更可能造成問題。4.孔壁吸附了負離子團，即中和形成中和電性。

活化槽的功能及反應機理使PCB孔內沉積上錫鈀膠體,為后面的P24<圖1><圖1>25<圖2><圖2>26速化槽的作用速化槽的作用:Pd膠體吸附後必須去除Sn，使Pd2+曝露，如此才能在未來無電解銅中產生催化作用形成化學銅,而速化槽的功能正是如此。速化槽的作用速化槽的作用:27速化槽的反應機理

1.基本化學反應為：

Pd+2/Sn+2(HF)→Pd+2(ad)+Sn+2(aq)

Pd+2(ad)(HCHO)→Pd(s)

2.一般而言Sn與Pd特性不同，Pd為貴金屬而Sn則不然，因此其主反應可如下：

Sn+2aSn+4+6F-→SnF6-2orSn+2+4F-→SnF4-2

而Pd則有兩種情形：

PH>=4Pd+2+2(OH)-→Pd(OH)2

PH<4Pd+2+6F-→PdF6-43.Pd吸附在本系統中本身就不易均勻，故速化所能發揮的效果就極受限制。除去不足時會產生P.I.，而過長時則可能因為過份去除產生破洞，這也是何以Back_light觀察時會有缺點的原因

4.活化後水洗不足或浸泡太久會形成Sn+2aSn(OH)2或Sn(OH)4，此易形成膠體膜.而Sn+4過高也會形成Sn(OH)4，尤其在Pd吸太多時易呈PTH粗糙

5.液中懸浮粒子多，易形成PTH粗糙

速化槽的反應機理1.基本化學反應為：

Pd+28化學銅槽的作用化學銅槽的作用:在PCB板面及孔內沉積一層細緻,均勻且附著力強的銅層;此銅層的厚度為15~25微英吋。