PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)课件

電鍍制程講解PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)目錄電鍍組織架構簡介第一章:PTH工藝流程第二章:ICU工藝流程第三章:IICU工藝流程第四章:蝕刻工藝流程第五章:電鍍制程主要不良項目第六章:電鍍工安注意事項電鍍制程考核試題PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)通孔電鍍P.T.H.鑽孔DRILLING外層乾膜OUTERLAYERIMAGE二次銅及錫鉛電鍍PATTERNPLATING檢查

INSPECTION

前處理

PRELIMINARYTREATMENT二次銅電鍍PATTERNPLATING蝕銅

ETCHING全板電鍍PANELPLATING外層製作OUTER-LAYERO/LETCHING蝕銅TENTINGPROCESSDESMER除膠渣E-LESSCU通孔電鍍

前處理PRELIMINARYTREATMENT剝錫鉛

T/LSTRIPPING去膜STRIPPING

壓膜LAMINATION錫鉛電鍍T/LPLATING曝光EXPOSUREPCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)第一章PTH工藝流程一、PTH前處理(磨刷)目的:去除鑽孔后孔邊的披峰及板面氧化物磨刷水洗超音波水洗投板高壓水洗水洗烘干插板PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)注意事項:1.

磨刷效果:以烘干后水破試驗大於15秒2.

定期整刷:維持磨刷均勻性,避免造成局部過度磨刷3.

刷幅:要求1.0~1.5cm,刷幅過多易造成隨圓孔(喇叭孔)4.

定期檢查磨刷水洗噴嘴及清理銅粉(泥)等,5.

高壓水洗:35~60kg/cm2,中壓水洗5~20kg/cm26.

超音波振蕩:將鑽孔后細小epoxy及磨刷銅粉去除(不能過強)PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)二、PTH-PlantedThroughtHole(導通孔鍍銅)目的:將鑽孔后不導電的環氧樹脂孔壁鍍上一層極薄的金屬,使之具有導電性,為之后的制程(ICU)做準備流程:上料膨鬆回收雙水洗除膠回收水洗預中和水洗中和雙水洗整孔熱水洗雙水洗微蝕雙水洗酸洗水洗PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)預浸活化雙水洗速化純水洗化學銅雙水洗薄下料水洗抗氧化厚下料PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)1.膨鬆目的:使用於除膠渣前之處理劑,可除去鑽孔所產生的碎屑及污物,能膨鬆及軟化基材,以增進下一站高錳酸鉀的咬蝕作業參數及條件溫度70±20OC時間6分攪拌擺動槽體材質S.S316或304加熱器鈦、石英或鐵弗龍循環過濾須要PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)2.除膠:目的:將鑽孔后孔壁及內層銅薄上殘留的樹脂殘渣(smear)去除,並將孔內的樹脂(epoxy)部分咬蝕成峰窩狀,以加強化學銅與孔壁的結合力溫度70±20

OC時間15分(12分~18分)攪拌擺動鼓風總Mn量60±5g/lMn6+〈25g/lNaOH40±8g/l再生機電流〉800A槽體材質鈦或S.S316加熱器鈦或鐵弗龍再生裝置須要PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)3.中和劑目的:此藥液為酸性還原劑,可中和鹼性殘液,並可還原殘餘七價錳,六價錳及二氧化錳等可溶性二價錳離子,避免氧化劑帶入其后之流程作業參數與條件溫度45±2

OC時間6分攪拌擺動槽體材質P.E或PP加熱器 石英或鐵弗龍過濾須要PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)4.整孔劑是一种微鹼性的化學品,主要含有陽離子界面活性劑,使原本負電性的孔壁形成帶正電性以利於活化劑鈀的附著;另一方面,使槽浴的表面張力降低,讓原本不親水性的板面及孔壁也能夠具有親水濕潤的效果,以利於后續的藥水更能發揮更好的效果溫度63±2

OC時間5分30秒擺動必須水洗三段水洗,第一段最好用40~50

OC熱水洗槽體材質S.S316或304加熱器 S.S加熱器過濾須要PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)5.微蝕劑是一种能將銅表面粗化的藥液,一方面能將銅面上的氧化物,雜物及整孔劑咬掉,使在金屬化的過程中讓鈀膠體及化學銅能盡量鍍在孔內;另一方面是使板面粗化,讓化學銅在粗化的板面上有更好的附著力反應原理:Cu+H2O2CuO+H2OCuO+H2SO4CuSO4+H2OH2O2H2O+1/2O2

PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)6.酸洗一方面能去除板面的氧化物,另一方面將殘留於板面的銅監徹底的清除室溫下作業,H2SO4濃度控制在7.5±2.5%(V/V)PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)7.預浸劑主要功能是保護鈀槽避免帶入太多的水分及雜質,並提供活化劑所需要的氯離子及酸度,而做為犧牲溶液以維持鈀槽濃度的穩定鈀槽進水會生成Sn02與鈀的沉澱作業參數及條件溫度25

OC時間3分12秒擺動必須槽體材質P.P或PVC+PdPdPdPdH2OSnCL-SnO2PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)8.活化劑具有高負電荷密度的錫鈀膠體,它能提供孔內所需的鈀觸媒,而能與化學銅有良好且細致的結合狀況SnCL2+CL-SnCL3PdCL2+2SnCL3﹝Pd(SnCL3)2CL2﹞2-操作參數及條件:溫度30

OC(20~35OC)強度:75±10%時間6分(5~8分)比重:1.145~1.180擺動必須過濾連續過濾槽體材質P.P或PVCPCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)10.化學銅是使經過前處理后的板子得到孔內金屬化效果的溶液原理:Pd主反應:CuSO4+4NaOH+2HCHOCu+Na2SO4+2HC00Na+2H2O+H2副反應:2HCHO+NaOHHC00Na+CH3OH鈀觸媒的氧化還原反應式Pd+O2Pd-O2-(ad)+Pd2PdO(1)4H

(ad)+Pd-O2-(ad)2H2O+Pd(2)2H(ad)+PdOH20+Pd(3)PdPCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)9.速化劑主要在於剝除催化劑沉積在板面及孔內的錫殼,而露出所需要的鈀層,以利於化學銅的催化反應操作參數與條件:溫度25

OC(20~30OC)時間5分(3~6分)擺動必須槽體材質P.P或PVCPCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)通Air之目的Cu++[O]-+H2OCu2-+2OH-(4)背光級數≧7級沉積速率15~30U”/23min操作參數及條件溫度25

OC(22~28OC)時間15分(12~18分)負載0.2~2dm2/l攪拌擺動鼓風及過濾循環槽體材質PP或PVC加熱器石英或鐵弗龍PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)

以上各節簡要介紹了PTH薄銅的工藝流程,PTH厚化銅工藝基本與此相似,唯一區別是厚化銅流程多了一道抗氧化,而薄銅抗氧化則在一銅后.PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)第二章Palted(一次銅)即板面電鍍目的:將PTH之后已金屬化的孔壁鍍上一層金屬銅,通常厚度為0.3mil(平均),依制程不同也可鍍至0.5mil至1mil,同時也起加厚板面的作用,故也可稱為板面電鍍流程:

上料酸浸鍍銅水洗抗氧化水洗下料硝掛架水洗上料PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)酸浸去除板面氧化物,維持銅槽槽液平衡作業條件及參數溫度室溫時間1分AR硫酸10±2%鍍銅整流機的作用:將交流電變成直流電電鍍銅原理:在直流電的作用下,銅離子從陽極逐步向陰極轉移的過程PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)陰極:CU2+獲得電子被還原成金屬銅,正常情況下,電流效率可達98%以上,即:

CU2++2e→CU某些情況下鍍液中存有少量CU2+將發生反應,即:

CU2++e→cu+陽極:陽極反應是溶液中cu2+的來源:

CU-2e→cu2+在少數情況下,陽極也可能發生如下反應:CU–1e→cu+PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)溶液中的cu+在足夠硫酸的存在下可能被空氣中的氧氣氧化成cu2+2CU++1/2O2+2H+→2CU2++H2O當溶液中酸度不足時,CU會水解成CU1O1,形成所謂“銅粉”CU2++2H2O→2CU(OH)2+2H+

氧化亞銅的生成會使鍍層粗糙或呈海綿狀,因此在電鍍過程中盡量避免一價銅的出現.PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)作業條件及參數1.

鍍銅之均勻性控制以面銅為準2.

制程控制條件銅槽溫度24±2oCCL-濃度60±20PPM硫酸濃度200±15g/l硫酸銅濃度70±10g/l光澤劑哈氏試驗調整,不燒焦,1L/(4000~6000)AHPCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)硝掛架是通過強酸去除下板之后掛具上殘留的銅溫度室溫HNO3(68%)400±50ml/l抑制劑35±5ml/l時間12分鐘重要名詞1.

藥劑部分:陰陽極面積比光澤劑配槽2.

操作部分:假鍍活性碳過濾均勻性(對后制程影響)3.

設備部分:天車故障空氣攪拌保養自動添加滴水時間濾心PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)第三章PattenPalted(二次銅)PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)上料清潔水洗微蝕水洗酸浸鍍銅水洗酸洗鍍錫水洗(二)下料硝挂架水洗上料目的:將孔銅厚度鍍至0.8~1.0mil,同時將所需保留的線路部分以錫(或錫鉛)保護流程:PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)硫酸銅硫酸銅是鍍液中的主鹽,它在水溶液中電離出銅離子,銅離子在陰極上獲得電子沉積出銅鍍層,硫酸銅濃度控製在70±10g/L,提高硫酸銅濃度,避免高電流區燒焦.硫酸銅濃度過高,會降低鍍液分散能力硫酸硫酸的主要作用是增加溶液的導電性,硫酸的濃度對鍍液的分散能力和鍍層的機械性能均有影響.硫酸濃度太低,鍍液分散能力下降,鍍層光亮范圍縮小,硫酸濃度太高,雖然鍍液分散能力較好,但鍍層的脆性降低,一般控製在200±15g/lPCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)氯離子是陽極活化劑,它可以幫助銅陽極正常溶解,當濃度低于20mg/L時,會產生條紋粗糙鍍層,易出現針孔和燒焦;當濃度過高時,鍍層光亮度下降,低電流區鍍層發暗;如果過量,陽極表面會出現一層白色膜,即陽極鈍化,一般控製在20-80PPM

添加劑:任何硫酸鹽鍍銅液,沒有添加劑的加入都不能鍍出滿意的鍍層.

PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)相關槽作用酸洗:去臟物,除去氧化物抗氧化:防止板面氧化硝掛架:除去掛架上的銅,其反應如下:

3CU+8HNO3→3CU(NO3)2+2NO↑+4H2OPCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)鈦籃,陽極袋,過濾棉芯配槽前清洗程序.1.配10g/LNaOH浸洗6小時以上.2.鹼液處理后用清水沖洗3.配10ML/L硫酸中和殘留鹼性,浸3小時以上4.最后清水沖洗5.陽極袋,過濾棉芯用50-60度熱水浸泡2小時再用1-4方法清洗程序.PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)銅球配製前清洗程序1.配20ML/L雙氧水和20ML/L的硫酸浸泡5-10分鐘呈暗色2.用純水沖洗乾淨放入鈦籃錫球配製前處理程序1.配10g/LNaOH浸20分鐘2.經鹼液處理后用清水沖洗3.配5ML/L硫酸中和殘留鹼性,浸10-20分鐘4.用純水洗凈后放入鋯籃.

PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)ICUIICU電流條件區別PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)電控系統PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)第四章蝕刻工藝流程蝕刻分為酸性蝕刻與鹼性蝕刻兩种,電鍍所用的是鹼性蝕刻,從機體結構與工藝流程上都不同於內層的酸性蝕刻,以下主要介紹鹼性蝕刻的工藝投板剝膜水洗看殘膜蝕刻化學水洗水洗看殘銅剝錫A水洗剝錫B水洗烘干收板PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)蝕刻線PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)鹼性蝕刻機從機體結構上大致可分為剝膜,蝕刻與剝錫三段剝膜:去除多余銅面上覆蓋的干膜,使線路以外部分的銅面裸露出來剝膜條件:溫度50±5

OCNaOH濃度4±1%PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)剝膜后PCBPCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)蝕刻:去除線路以外部分多余的銅面(即一次銅),使線路在蝕刻阻劑錫鉛的保護下得以保留蝕刻原理:Cu+Cu(NH3)42++2CL-2Cu(NH3)2++2CL–2Cu(NH3)2++2CL–+O2+4NH3Cu(NH3)42++2CL–新液洗條件PH9.5±0.25PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)蝕刻條件:CL-190±20g/lCu2+150±10g/lPH8.2±0.3比重1.18~1.22上噴壓力1.8±0.3kg/cm2下噴壓力2.2±0.3kg/cm2溫度48±2OCPCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)蝕刻后看殘銅PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)剝錫(鉛):剝除線路上面覆蓋的抗蝕刻阻劑錫(鉛),剝錫液分為單液型與雙液型兩种,電鍍所用的屬雙液型剝錫液,分為剝錫A與剝錫B兩部分,剝錫A是剝去板面的純錫,而剝錫B則是為了剝去板面的銅錫合金,從而使線路充分顯露出來剝錫液(雙型液)602A比重:1.2-1.4H+:3.5-6.0N602B比重:1.0-1.12H2O2:35±15ml/lPCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)剝錫A藥液組成A液:a氧化劑:用以將Sn/Pb氧化成SnO/PbO

ｂ抗結劑：將PbO/SnO轉成可溶性結構,避免飽和沉澱

c抑制劑:防止A液咬蝕合金B液:a氧化劑:用以咬蝕錫銅合金b抗沉劑:防止金屬氧化物沉澱

c護銅劑:保護銅面防止氧化測定A液有無剝錫效用,請先關掉B液試走板子,看板面呈透明狀,表示還有藥效,若呈現黑色表示A液已無效用PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)錫銅合金剝除Cu6Sn5Cu++Sn+(溶解)Cu3SnCu++Sn+(溶解)計算公式:剝錫量(g/l)=鍍錫厚度*密度*鍍錫面積Sn密度=7.29g/cm3Pb密度=8.9g/cm3Sn/Pb(60:40)剝錫量:單液120g/l(140g/l)雙液(A液)100g/l雙液型剝錫液之優點1.二步法完全剝除純錫鍍層和銅錫合金鍍層.2.可解決鍍層分布不均勻引起的問題3.不攻擊銅面及玻璃縴維底材4.不產生沉淀氧化氧化PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)蝕刻后收板PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)第五章電鍍各站主要不良項目站別:PTH背光不良(孔破)產生根源:1.振蕩器故障2.藥水濃度失調處理方式:1.過ICU報廢2.未過ICU重工微蝕掉孔銅磨刷整孔正常流程

PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)脫皮產生根源:1.磨刷效果不佳,臟物、氧化、膠跡未除盡2.微蝕不足結合力不好3.板子在空氣中滴水時間過長氧化嚴重處理方式:報廢起泡產生根源:1.無電銅液有問題2.基板吸有藥液或水氣處理方式:微蝕重工或報廢

PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)銅渣產生根源:1.銅球及PCB掉缸2.陽極袋破損3.鍍空掛處理方式:1.孔內銅渣,用針挑出2.板面銅渣,用砂紙打磨平整3.以上兩種處理不好則報廢

板面不均產生根源:1.銅面氧化后鍍銅2.槽液受污染處理方式:1.用砂帶研磨機研磨或手動砂紙打磨出貨

站別:ICUPCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)燒焦產生根源:1.藥水光澤劑濃度過高2.電流過大處理方式:報廢

PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)鍍錫不良產生根源:1.板面污染2.錫槽污染3.顯影不潔4.陽極杆(線)導電不良處理方式:1.過蝕刻後報廢2.未過蝕刻直接重工鍍錫站別:IICUPCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)線路分層產生根源:1.微蝕不足,鍍層附著力不佳2.外層退洗板殘膠3.抗氧化劑未除盡處理方式:報廢PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)剝膜不凈產生根源:1.藥液溫度過低2.藥液濃度過低3.壓力不夠4.速度不夠處理方式:1.未蝕刻則重工2.蝕刻后則修刮,將剝膜不盡造成之短路用刮刀修刮ok站別:蝕刻PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)蝕刻不凈產生根源:1.藥液溫度過低2.噴壓不夠3.速度過快4.ICU鍍銅不均5.PTH值過低6.比重失調處理方式:1.剝錫前發現可直接進行過機重工或手動浸泡重工2.剝錫后發現則報廢PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)線細產生根源:1.速度過慢2.蝕刻不凈板重工

處理方式:送報廢分析組判定剝錫不凈產生根源:1.酸度不夠2.速度太快3.比重太高4.噴淋壓力不足處理方式:1.重工剝錫2.流入后制程則報廢PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)第六章電鍍工安預防知識1.L型推車拉板過高失去重心，拉倒砸人2.女孩子頭發過長被絞到傳動滾輪3.機器在運轉過程中打開外蓋，被高壓水洗沖傷面部4.機器運轉過程中檢修，換滾輪時不小心手被傳動輪高速運轉帶入絞傷5.插板後框架板堆放過高，受輕微外力倒下砸傷人6.電控櫃保養時，濕抹布擦機遇漏電傷人

7.屬噪音超標區，長期在此環境下工作，聽覺會下降

站別:磨刷站工安隱患PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)1.L型推車運板時，每車不可超過300PNL，只可推車、禁止拉車2.女孩必須帶網狀工帽，頭發全部扎進工帽內3.機器在運轉過程中，嚴禁打開機體外蓋4.保養、維護傳動時，必須關閉傳動後再動手

5.插板後框架板堆放高度最高2層

6.保養電控櫃時，用乾抹布擦拭表面，大保養時關閉總電源後用吸塵器清理內部灰塵7.本線作業員必須戴耳塞作業

改善對策PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)1.飛靶變形或v型座移位或板框鬆脫,天車未把飛靶挂穩,天車運轉而使飛靶或板框掉下砸到人

2.防止藥水濺到皮膚上燒傷3.PTH線屬噪音區,長期在此環境下聽力會下降4.天車在運轉過程中,爬上流水線從事各種作業被天車撞傷5.電控櫃保養時，濕抹布擦機遇漏電傷人站別:PTH站工安隱患PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)改善對策1.PTH下板時需天車將飛靶放穩后再開始作業,隨時巡線,發現飛靶或V型座移位及時維修處理,杜絕工安隱患2.PTH作業清洗槽或加藥時必須穿水鞋、戴膠手套