pcb图形电镀工艺教材

图形电镀工艺教材一.图形电镀简介：在平板电镀后，板件经过干膜曝光显影后需要经过图形电镀。〔主要是孔铜厚度能和其他物理性能。依据不同客户不同板件的性能要求，一般孔壁铜厚在0.8mil-1.2mil〔平板层+图电层一般来说，平板电镀层仅保证可以保护淡薄的沉铜层即可，一般在0.3mil-0.4mil 左右，特别铜厚要求和线路分布不均除外，图形层则保证在0.4-0.6mil，在保证总铜厚的根底上，假设图形分布均匀，比较厚的图形层可以节约铜球耗用和蚀刻本钱，提高蚀刻速度，降低蚀刻难度。反之，假设线宽要求二.图形电镀根本流程：的铜面进展选择性加厚。图形主要流程如下〔水洗视条件不同，为一道至两道：进板—除油—水洗—微蚀—水洗—〔硫酸电镀铜—水洗—〔硼酸〕—电镀〔铅〕锡—水洗—出板—退镀〔蚀夹具〕—水洗—进板1.除油：铜层和图形铜层的层间结合力，必需在电镀前加上清洁板面的流程。承受酸性环境除油效果比碱性除油差，但避开了碱性物质对有机干膜的攻击，主要成分为硫酸和供给商供给的电镀配套药水〔安美特—FR，B图电\C图电\脉冲线；罗门哈斯—LP200，B〔II〕线；成分均为酸性外表活性剂。酸性除油剂的浓度测定是通过测定计算浓硫酸〔98%〕浓度来相对估算〔无法直接测定，而配缸和消耗都是1：1比例者要等量添加，以保证测定浓度和实际浓度的全都性。微蚀：上粗糙的界面，以进一步提高图形电镀层和平板层的结合力。过硫酸钠和硫酸，硫酸起去除氧化，保持板面润湿的作用。根本原理：S2O82-+Cu→Cu2++2SO42-另外，微蚀药水中应当保持肯定浓度的铜离子3-15g/0.5μm-1.5μm/min5-10%的母液。酸浸〔电镀前：对镀缸的污染，并保持镀缸酸浓度的稳定。〔铅锡〕药水是氟硼酸体系，酸浸缸药水就承受氟硼酸。酸浸浓度和镀缸酸浓度也保持全都，以削减对镀缸酸浓度的稀释作用。镀铜：根本原理极获得电子复原成铜：阳极：Cu - 2e →Cu2+阴极：Cu2++ 2e →Cu避开在电镀过程中消灭。主要成分及作用：硫酸铜浓度过高，则会降低镀液分散力量。一般掌握在50-80g/l之间，折合成铜12-20g/l。酸浓度太高，虽然镀液分散力量较好，但镀层的延展性降低。一般掌握在100-150ml/l〔98。水，由于里面加有氯气或漂白粉，会带入大量的氯离子。一般掌握在40-80ppm36.5%盐酸参加。镀铜添加剂主要有两个组分：光亮剂、整平剂〔调整剂一般是一些含S或N的有机物。添加剂的作用为加速铜的沉积，改善其晶粒排布，以提高铜层的延展性等品质。光亮剂主要作用在电镀界面上，掌握铜积存的速率以保证沉积出来的铜层均匀光滑，从而使镀层光亮。整平剂〔调整剂〕主要吸,〔例如孔的拐角部位和板件的边缘,从而对电沉积起到抑制作用使镀层平坦。没有添加剂或添加剂缺乏，铜将在板件。添加剂的补充主要是通过自动统计的电镀安培小时数按比例添加。电镀条件及影响电镀铜一般有以下几个重要的因素：温度、搅拌、过滤、电流、时间20-3022-28℃。〔板件〕移动〔摇摆〕和使溶液流淌〔打气或喷流循环〕共同进展。内的溶液流淌，也能准时被赶出消灭的气泡打气：通过压缩空气搅拌对镀液进展的中度到猛烈的翻动，对镀铜液而言，不仅使镀液能够充分地搅拌均匀，还能供给足够的氧气，促进溶液中的Cu+氧化Cu2+，帮助消退Cu+的干扰。喷流循环：也叫喷射式搅拌，通过镀缸底部不同角度的喷射管经过加压把上从而引起针孔等缺陷。〔配置有体积不等的副槽〕也使镀缸各位置药水浓度保持均匀全都。过滤芯使用5-10PP4-8个循环。电流密度和电镀时间：电流密度指的是单位面积上安排到的电流大小，通常用安培/平方分米〔ASD〕作单位，电流密度可以衡量铜层沉积的速度，电流〕和板件特性〔线路状况和板件质量要求以避开孔铜缺乏或过高带来的质量问题。4主要物品：阳极：为含磷0.04-0.06%的铜球，含磷阳极可以维持适宜的溶出速度，避开99.9%以上，过多的金属杂质会导致镀层的物理性能降低。镀液。阳极袋一般比阳极高3-4厘米，避开因镀液搅动而从阳极篮上方带出阳极泥。镀〔铅〕锡：120-150μ”已经可以保证保护效果。37/63的商品化产品。退铅锡：50%左右。三.工艺要点：电流指示的制作：制作电流指示时肯定要先查看MI资料，确认客户类型、板厚、最小孔径、要求及后处理方式〔沉镍金板、OSP板、无铅喷锡和沉锡等。一般括号内四种0.1-0.15mil。图形电镀主要是对孔铜进展加厚，考虑不同板厚孔径比〔板厚与孔径的比值，以上公式应当再除以深镀力量〔镀液由于在外表交换比在孔内交换频繁，1小，比值越小，而且不同的镀液成分和比例也有所不同，然后按不同电镀线的电镀周期及其相应的特点，设定其电流密度和电镀时间。试镀电流参数可以通过以下估算来确定：依据法拉第定律，可以推导出电镀铜层的沉积速率约为：v〔mil/min〕=0.0087*D*η(D：电流密度/ASD；η：电流效率/%)=电镀时间(min)/120/深镀力量深镀力量大致可参考下表代入以上公式〔图形分布差异未考虑125体系：电流密度厚径比<4:14-6:16-7:1>7:11.0-1.5ASD90%80%75%60%1.5-2.0ASD80%75%65%55%>2.0ASD75%65%60%50%TP体系：厚径比电流密度<4:14-6:16-7:1>7:11.0-1.5ASD95%85%80%65-70%1.5-2.0ASD90%85%75%65%>2.0ASD90%80%70%55%3mm0.5mil，但实高电流密度或延长电镀时间，防止消灭屡次试镀孔壁铜厚缺乏。50%较低的电流密度防止镀层过厚夹膜。电镀面积的估算：通常以板面面积估算为主，电镀面积为拼板总面积*电镀时按电脑上供给的面积为准，假设相差较大时要求事业部拼板组重算确认。目前各图形电镀线的电流指示制作参考阅历值〔板厚孔径比为5：1，超过0.1-0.2ASDASD、min：孔壁铜厚

1.6mmB C BII 脉冲 B C

2.0mmBII 脉冲0.6mil1.8*451.8*451.1*702.5*352.0*452.0*451.2*702.6*350.8mil2.3*452.3*451.3*703*352.2*452.2*451.4*702.9*351.0mil1.2mil2.5*451.9*602.5*451.9*603.4*35 2.5*451.5*702.7*45 1.9*60依据具体板件及平板加厚进展2.5*451.9*60计算1.7*703.2*352.7*45孔壁铜厚BC2.5mmBII脉冲BC3.0mmBII脉冲0.6mil/2.3*451.4*702.5*45/2.5*451.6*702.7*450.8mil/2.6*451.6*702.8*45/2.1*601.8*703.0*451.0mil/2.1*601.4*903.0*45/2.2*601.5*903.2*451.2mil依据具体板件及平板加厚进展计算1.2mil依据具体板件及平板加厚进展计算孔铜确认：一般以物理室孔电阻数据进展确认，依据板件结果和阅历推断当测定值与理论值差距大时，则先按以下步骤处理：用手摸板面线路、感觉镀层厚度=总铜厚度—基铜厚度没有觉察特别可要求重测或切片确认。A类客户华为、朗讯、捷普等，包括汽车板件，都需要经过切片值进0.9mil以上才可正式生产。孔径确认：客户板件孔径都存在肯定的公差要求，试镀板件除孔壁铜厚要的状况。一般由QE确认，没有消灭超差即可。假设消灭孔小而孔铜偏大，可降低大平板电镀电流降低图形电镀电流。降低图形电镀电流。正式生产。定期生产线力量和性能验证工程：均镀力量验证：承受光板整板电镀方式，镀前镀后用铜厚测试仪直接测板面铜厚，测量位CoV〔CoefficientofVariance〕值评估铜厚均匀性。电镀铜板面镀层厚度分布评价标准：x122550y/4x122550y/4y12 2x/5 x/2 4x/5x-12y

y/25y/83y/4y-50y-25y-12深镀力量测试承受专用互连测试板编号为GY-010，经过图形转移后电镀，通过同样板厚〔供参考，具体孔径的设计可自行安排，只需在钻嘴表上修改：蚀刻后取样做切片按下述测量方式并用显微镜测量孔内及板面镀层铜厚度:深镀力量计算可分别承受十点法和六点法：1+23456)/6十点法：深镀力量(ThrowingPower)= X100%(点A+点B+点C+点D)/4六点法：深镀力量(ThrowingPower)= X100%热应力测试〔漂锡热冲击试验

ABCD)/4承受GY-BGATEST板件，承受平板电镀方式即可，电镀后取样方式如下：3100mmx100mm用镊子夾住测试板涂上FLUX288°C10Sec;然后拿出冷却至室温，再涂上FLUX288°C10Sec.，然后拿出冷却至室温，3-6100mmx100mmCracks评价标准：热应力测试经288°C 5Cycle未觉察有裂痕镀铜层延展性和抗张强度测试2mil镀铜层延展性(Elongation)必需≧18%抗张强度(TensileStrength)必需≧248Mpa(36000PSI)凹凸温冷热循环测试使用凹凸温冷热循环专用测试板(P00727R)FR-4，电镀后酸蚀锣好外形送样品质部，由品质部做测定。凹凸温冷热循环测试标准：〔125±3℃30min,－65±3℃30min〕＞500四.不同电镀线的特点：B线：为夹棍式夹板，可生产的板件为板厚0.4–2.0mm的板件，厚板因缸体因素深镀力量不佳一般不生产，孔径小于等于0.3mm的板件也一般不在该线生产。B线对薄板生产比较适合，因板件简洁夹紧不掉板。因均匀性方面问题，孔径要求严〔2mil〕或线宽/间距≤4mil的板件也不在该线生产。图形B线生产图形电镀时电镀周期为45分钟或60分钟，其他周期一般不2.5ASD，但由于整流机的最大电流限制，一般电镀面积超过50%的板件只能够用长周期60分钟来生产。铜缸镀液承受安美特TP80％的深镀力量。C线：件一般安排在这里生产。C456090分钟、1202.6ASD，铜缸镀液同为安TP体系添加剂，因此对要求通过高次数冷热循环的板件一般不生产。脉冲电镀线：3545期一般不承受。35分钟周期程序中镀锡时间稍短，简洁造成抗蚀方面的问题，3.2ASD1.0mm-3.0mm之间，因均匀性不好，厚板、孔径要求严〔公差为2mil、线宽/4mil(包括图形分布不均匀0.2ASD。线：C线不7090125C线生产外，其他板件均可在该线生产。各线的力量一览表：整流器输出电流图形B线300A脉冲电镀600A图形C线500A图形BII线800A建议最大电流密度2.6ASD3.5ASD2.6ASD2.0ASD备注板厚孔径比少于4.6:1，2mil板件2.5mm板过50%的板件要求使用长周期电镀。线宽/间距大于4mil,孤立线简洁消灭夹膜，板厚<0.8mm的薄板不生产。无限制，但板厚<0.8mm的薄板需使用专用夹具或加支撑。无限制，但板厚小于0.8mm的板件不建议生产五.常见问题分析处理：孔铜缺乏：按以下次序检查问题所在：通过切片确认是否为图形层镀缺乏，会否消灭漏平板加厚 假设设计正常，检查孔内面积，开放计算确认其对真实电镀面积的影响查看当时电流参数有无依据电流指示进展输入，包括每挂板件数、电流散板，估算边条的添加对电镀面积的影响查看当时有无设备故障记录，并查询电脑界面实际输入的电流与设计值有否特别，是否因突发事故引起电流特别10%以内检查夹具是否上铜、上锡 上紧或个别阳极钝化导致该处电力线偏弱造成，应进一步测试确认已镀好板件未蚀刻可退锡补镀处理，已蚀刻好由QE确认或报废夹膜：试镀蚀刻后消灭夹膜的未镀板件处理：镀时间来解决，因脉冲电镀简洁消灭夹膜可改为直流电镀。夹膜较严峻板件处理如下：立线间距，拼板外可直接修改，拼板内的修改资料应征得客户同意承受平板加厚进展生产〔一般适用于线宽/间距大于5mil的板件，同时需考虑线宽补偿量〕钻孔前承受减铜后进展平板加厚〔防止蚀刻消灭蚀不净或线细〕修改生产资料承受酸性蚀刻制程已镀好夹膜板件试放慢速度退膜后，由QE确认修理或报废。镀层不良：铜面铜点铜粒：检查是否为手印手迹引起的团状突起，检查上板方式和手套干净程度阳极袋开口位置检查铜缸各组分是否在掌握范围，重点检查光亮剂、整平剂和氯离子中高电流密度的适当拖缸，必要时进展倒缸洗缸处理板面消灭铜点，可在蚀刻后于去毛刺磨板处磨板，局部铜点可以通过砂纸小心磨去，并在感光工序试印绿油观看外观是否允收。镀层凹陷：通过切片确认是否为图形层凹陷查当板件在除油后进入水洗时有无吊车故障而水洗缺乏检查铜缸各组分是否在掌握范围，重点检查整平剂和氯离子检查显影线状况，确认其显影状况是否良好QE确认或报废，线路简洁板件可试外协砂带磨板，物理室确认孔口磨损状况。镀层烧焦：否为满缸生产，不满缸有否按正常条件添加边条检