PTH化学沉铜-PP板面电镀省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

電鍍一銅報告（FORPTH部分）CompeqManufacturingCo,.Ltd.Product&ProcessR&DDepartment電鍍系列報告第1页ITEM一﹕序二﹕流程概述三﹕組成特征分析四﹕普通現象及原因分析五﹕Summary第2页序電鍍是通過電子轉移(電化學方法)把金屬離子還原而沉積在被鍍件表面，形成一層均勻，光亮表層，電鍍是PCB/五金行業主要制程，特別在PCB行業中，是全部制程关键，其品質直接影響到信賴度（覆蓋力、結协力、上錫、熱油等）好壞。電鍍普通分為一銅/二銅，兩者在反應機理生產條件有所差異，一銅PTH部分以活性物質為載體,主要目标﹕在非金屬表面(孔內)鍍上一層大約10-100u”(三種方式)厚度化銅，当前我們企业采取薄銅，厚度在7-12u”。第3页流程概述金屬化學穿孔(P-T-H)過程

Cuposit清潔-調整劑233

Preposit微飾劑746

Cataprep404

Cataposit44

Cuposit加速劑19，19E

Cuposit化學銅328

Electroposit電鍍銅

主要流程如右圖所示PTH主要流程為2-7，当前廠內制程能力為7.9mil以上，下面詳細論述。V-desmearDeburr第4页詳細流程NO.工序化學品時間溫度1清潔—調整劑CleanerConditioner2336min50+/-3度2水洗*25minRT3酸洗Sulfuricacid2minRT4水洗*25minRT5微飾CircupositEtch746W2min33+/-2度6水洗*25minRT7預浸Cataprep4041min35+/-3度8活化Cataposit444min40+/-2度9水洗*23minRT10加速Accerlerator19or19E7min25+/-3度11水洗*22minRT12化學沉銅Circuposit32813min23+/-1度第5页組成特征分析

C/c233清潔-調整劑工作原理﹕固態板材◎◎◎◎表面活性劑分子層（偶極性分子）工作液◎親水端，帶正電疏水端，帶負電作用﹕1、能有效地去除線路板表面輕微氧化物及輕微污漬（eg.手指印）。2、整孔功效﹕對環氧樹脂及玻璃界面活性有極好效果。第6页組成特征分析C/c233清潔-調整劑之特征﹕優點﹕能除掉輕微氧化物；微小污漬；調整環氧樹脂/玻璃層壓板界面化學作用﹕Cleaner:利用液中之R--(OCH2CH2)XOHGroup促使Surfacelowdown同時清潔表面Conditioner:O

利用[C17H35-C-N-(CH2)3-N-(CH2)2-OH+]=NO3-Group

H吸附使孔壁呈正電性，以利Pd/SnColloid負電離子團吸附

◎第7页組成特征分析除膠渣後孔壁第8页組成特征分析清潔—調整劑後孔壁操作特征﹕1、調整劑控制直接影響到背光效果，普通調整劑通過鹼濃度測定控制，我們企业采取c/c233可直接分析并控制調整劑含量。2、經c/c233處理後板子呈土黃色。3、操作時必須具備良好過濾及恆溫系統。第9页組成特征分析微蝕深度﹕40-80u”(20-30)微蝕後銅面﹕微蝕工作原理﹕A、過硫酸鹽系列﹕時間1-2minCu++S2O8(2-)Cu2++2SO4(-2)B、硫酸H2O2系列（746W)﹕CU+H2SO4+H2O2CUSO4+2H2O作用﹕1、除去板子銅面上氧化物及其它雜質2、粗化銅表面，增強銅面與電解銅齒解能力

假如反應不足會形成殘留造成P.I.

假如反應過度會形成ReverseEtch或PinkRing第10页組成特征分析預浸(404)﹕活化之前有一預活化過程，其槽體組成除了無Pd外，其它完全一致。作用﹕1、预防板子帶雜質污物進入昂貴Pd槽2、预防板面太多水量帶如Pd槽而導致局部水解

3、進一步降低其孔面SurfaceTensionSn2++2H2OSn（OH)2+2H+第11页組成特征分析活化(44)﹕1、Pd液中Pd，是SnPd7Cl16膠團存在，SnPd7Cl16產生是PdCl2于SnCl2在酸性環境中經一系列反應而最後產生。—PdCl2+SnCl2PdSnCl4—PdSnCl4+6PdCl2SnPd7Cl16—SnPd7Cl16Pd6Cl12+SnCl2+PdCl22、活化工序就是讓SnPd7Cl16附著在金屬孔壁表面形成進一步反應據點。(Pd在化銅槽作用）1>作為Catalyst吸附H-之主體，加速HCHO反應2>作為Conductor，以利e-轉移至Cu+2上形成Cu沉積shipely44特點1、無煙.無腐蝕性煙，操作安全。2、對多層板黑化層沖擊性小。3、極細離子,使金屬沉積細而密，鍍層可靠性強4、操作穩定，使用壽命長第12页組成特征分析操作及控制1、維持亞錫與Pd間精巧平衡不可鼓氣及任何漏氣現象存在。2、控制其處理時間，以预防活化過強及過弱。活化後孔壁Colloid第13页組成特征分析SnPd7Cl16膠團1、孔壁附著力較好2、膠體小3、對黑色CUO橫向襲擊減少5-10倍4、含有极少HCL活化後孔壁表面第14页組成特征分析預浸與活化差異對比預浸與活化參數活化劑成份比較第15页組成特征分析加速劑原理﹕Pd膠團粘附板子，在經水洗之後，Pd粒之外會形成Sn(OH)4等外殼。反應方程式﹕SnCl2+2HBF4Sn（BF4)2+2HClSn(OH)4+4HBF4Sn（BF4)4+4H2OSn（OH)Cl+2HBF4Sn（BF4)2+H2O+HCl加速劑作用﹕1、剝去Pd外層Sn+4外殼，露出Pd金屬Pd2++Sn2+PdO+Sn4+2、去除涣散不實Pd團或Pd離子，原子等 .44後水洗不足或浸泡太久會形成Sn+2→Sn(OH)2或Sn(OH)4，此易形成膠體膜。而其本身Sn+4過高也會形成Sn(OH)4，尤其在Pd吸太多時易呈PTH粗糙第16页組成特征分析加速劑後孔壁表面加速劑是金屬化穿孔過程中主要步驟，它調節被吸收催化劑，使化學銅能夠快速而均勻層積，促進銅箔與化學銅之間結合，同時把催化劑帶入影響減至最低，從而延長化學銅槽液使用期。因44Pd吸附在本系統中本身就不易均勻，故19所能發揮效果就極受限制。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，也是Back_light觀察時會有缺點原因第17页組成特征分析化學銅当前CCA/B線使用328-2，它含有優良均勻性和colortune，沉積速率穩定。控制簡單。化學組成硫酸銅、氫氧化鈉、甲醛、EDTA（乙二胺四乙酸二鈉）或羅謝爾鹽（四水和酒石酸鉀鈉）化學沉銅類型a、薄銅:10-20u”(0.25—0.5um）如﹕C/P328b、中速銅﹕40-60u”(1—1.5um）如﹕C/P250c、厚化銅﹕80-100u”(2—2.5um）如:C/P251第18页組成特征分析化學銅原理﹕主反應

Cu2++2HCHO+4OH-CuO+H2+H2O+2HCOO-副反應2HCHO+4OH-H2+2e-+H2O+2HCOO-2HCHO+NaOHCH3OH+HCOONaCO2+OH-HCO3-2Cu2++HCHO+5OH-Cu2O+3H2O+CHOO-Cu2O+H2OCuO+Cu2++2OH-Cu2O+HCHO+OH-2CuO+H2O+HCOO-化銅槽在鹼性條件下用EDTA作為Chelator，Cu2+被還原為化學銅而沉積在孔或者銅表面，厚度普通為0.25-0.5um第19页組成特征分析化學銅原理﹕1、由於槽液在操作開始缺乏H2含量，故其活性可能不夠，而且改變溫度也易使槽液不穩定。故在操作前普通先以Dummyboards先行提升活性再作生產，才能達到操作要求2、Bathloading也因上述要求而有極大影響，太高Bathloading會造成過度活化而使槽液不安定。相反若太低則會因H2流失而形成沉積速率過低。3、假如溫度過高（23度），[NaOH][HCHO]濃度不當或者Pd+2累積過高都可能造成P.I.或PTH粗糙問題操作前注意事項第20页組成特征分析化學銅原理﹕化學銅層結構沉積化學銅後孔壁表面第21页組成特征分析化學銅原理化學銅再加鍍厚之切孔放大圖背光試驗之放大切孔圖P.I.顯示較好第22页組成特征分析工序控制項目控制範圍分析頻率清潔調整劑C/C233調整劑(PPM)含量銅含量PH值400-600PPM<=700PPM>9.0一，四四一，四酸洗H2SO43.5—6.5%一，四微蝕746W746(酸當量）CU2+

H2O2咬蝕速率1.0—1.8N<40g/l7-9%20-30uin/min1次/天1次/天1次/天三，六化學沉銅各工序控制範圍總表第23页組成特征分析

化學沉銅各工序控制範圍總表工序控制項目控制範圍分析頻率預浸404比重CU2+1.097—1.187<=PPM一，四四活化44比重44NPdSnCl2CU2+Fe3+1.157—1.1870.4—0.6N100—140PPM>5g/l<=1500PPM<=100PPM一，四一，四一，三，五一，四四四加速19NCU2+0.15—0.35<=700PPM一，四四化學銅白班小班CUNAOHHCHOPHFe3+Backlightdeopsiterate2.5—3.1g/l5-7g/l3-7g/l>12.1<=40PPM>47-122次/天1次/天1次/天1次/天四1次/班第24页普通現象及原因分析問題工藝發生原因故障表現排除故障要點A.孔內無銅1、鑽孔1）碎屑2）孔內裂縫鑽頭碎屑被電鍍厚脫落溶液滲如裂縫內，引致水洗不足檢查鑽頭條件2、V-desmear1)處理過度2)中和不充分樹脂部分變成海綿狀，引发水洗不良和電鍍層脫落。Mn殘渣因為水洗不足厚滲出。膨潤，蝕樹脂工藝檢查檢查中和工藝，時間/溫度/濃度第25页普通現象及原因分析問題工藝發生原因故障表現排除故障要點A.孔內無銅3、前處理工藝1)調整不足2）在催化工藝時吸附量降低3）加速劑處理過渡4）水洗不充分5）氣泡藏在孔內Pd/Sn吸附量降低在去除Sn同時Pd也被除掉將前一個工藝藥品帶以下一個工藝，使其受污染孔壁內積聚空氣不能進行孔壁處理。檢查調整劑條件使其適當化，溫度/時間/濃度/比重/將副產品控制到最低程度。檢查加速劑條件使其適當化，溫度/時間/濃度。檢查水洗壓力，水量/水洗時間/搖擺等。加設搖擺，震動器等4、化學銅1）化學銅活性低2）反應氣體在化學銅液反應很弱或者不起反應因為搖擺不充分和化學銅液過渡反應，空氣留在孔內進行假電鍍（DummyPlate）同時提升電活化度，檢查電鍍條件﹕溫度/時間/電鍍液負荷。檢查NAOH,HCHO,Cu,濃度，震動和化學銅液等。第26页普通現象及原因分析問題工藝發生原因故障表現排除故障要點A.孔內無銅5、其它工藝a、微蝕刻b、顯像c、曝光e、圖形電鍍f、蝕刻過渡蝕刻顯像後水洗不良封孔（Tenting）不良抗蝕刻層太薄蝕刻液殘留孔壁內圖形電鍍前處理微蝕刻過度因為干膜顯像殘渣能抵抗蝕刻以致不能電鍍在封孔過程中干膜沒有將孔蔗蓋，干膜工藝不合適因為蝕刻層太薄，（鉛/錫）。孔內銅被蝕刻掉。蝕刻液殘留孔壁內，使孔內銅被蝕刻掉。重新檢查微蝕刻條件，溫度/時間/濃度等。檢查水洗工藝，水壓/水量/時間/過濾等檢查全過程尺寸精度，檢查干膜厚度，曝光條件，蝕刻檢查抗蝕刻層電鍍條件，濃度/溫度/時間等檢查蝕刻條件，噴壓/溫度/時間/速度第27页普通現象及原因分析問題工藝發生原因故障表現排除故障要點B、鍍層脫離1、鑽孔1)碎屑2）孔內裂縫鑽頭碎屑被電鍍後剝離溶液滲入裂縫內，引致水洗不足檢查鑽頭條件2、V-desmear1）處理過度2）處理不足3）中和不充分樹脂部分變成海綿狀導致水洗不良和電鍍層剝離蝕樹脂不良，不能得到充分表面積因為Mn殘渣和水洗不足貼附力下降膨潤，蝕樹脂工藝檢查膨潤，蝕樹脂工藝檢查檢查中和工藝，時間/溫度/濃度3、前處理除油後水洗不良因为水洗不充分使界面活性劑殘留在板表面和孔內檢查水洗壓力，水量/水洗時間/搖擺等。4、化學銅電鍍化學銅電鍍液活性過高銅離子變大同時吸入氫氣檢查NAOH,HCHO,Cu,濃度，震動和化學銅液等。第28页普通現象及原因分析問題工藝發生原因故障表現排除故障要點C、結節1、鑽孔碎屑鑽