化学沉铜原理及异常

微蚀前后的铜面状况
微蚀前
微蚀后
预浸 成分及操作条件:
主要成分： HCL 、SnCL2 aq 比重： 1.120--1.150 温度： 常温 时间： 1--2 min
预浸
• 功能:防止板子带杂质污物进入昂贵的钯 槽;防止板面太多的水带入钯槽而导致局 部水解；
• 预浸槽与活化槽除无钯之外,其它成份完 全一致；
Date: 10.July. 2007
化学沉铜原理介绍
培训大纲
1.PTH介绍 2.化学沉铜原理介绍 3.化学沉铜异常及处理
PTH简要介绍
双面板或多层复合板各层铜箔之间原本是绝 缘层,有时为了实现某些要求功能,需要各层间 的连接与导通,此时就需在铜箔上镀导通孔即
PTH(Plating Throught Hole)
在酸性介质中：
3MnO42-+4H+ = 2MnO4-+MnO2(s)+2H2O
2MnO4-+5C2O42-+16H+ = 2Mn2++10CO2(g)+8H2O5
C2O42-+MnO2+4H+ = Mn2++2CO2+2H2O
调整
• 成份：清洁-调整剂 DI水 • 功能：除去板面轻微氧化物及轻微污渍,
板面经除油水洗后，应该没有油污，氧化斑存在，即为 除油效果良好；
板件从除油槽取出时，应注意滴液，尽量减少槽液带出 损失，已造成不必要的浪费和增加后清洗的困难度；
除油后水洗要充分，建议采用热水洗后，加1-2道自来 水洗；
清洁-调整剂对界面活性的调节机理
除胶渣后的孔壁表面
清洁后的孔壁表面
微蚀 成分及操作条件:
除胶渣
成分及操作条件:
NaOH KMnO4 NaCIO 温度 时间
35g/l 55g/l 0.5g/l 75℃ 10min
除胶渣
• 功能：利用KMnO4的强氧化性,在高温及强碱条件下与树脂 发生化学反应,使其分解溶去。
• 原理：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＋4OH-→4MnO42-＋CO2↑＋2H2O 同时，高锰酸钾发生以下副反应： 4MnO4- +40H- = 4MnO42- + O2(g) + 2H2O MnO42-在碱性介质中也发生以下副反应： MnO42- + 2H2O + 2e- = MnO2(s) + 40HNACIO作为高锰酸钾的再生剂，主要是利用其强氧化性 使MnO42-氧 化为MnO4-
H2SO4 H2O2 NH2CH2NH2 温度 时间
100mL/l 80ML/l 10g/l 20 ℃ ~30 ℃ 1~2min
微蚀
• 功能: ａ．除去铜表面的有机薄膜； ｂ．微观粗化铜表面。
• 原理: Cu+ Cu2+ →2 Cu+ Cu++ H2O2 → Cu2+＋2OH-
微蚀
注意点： 微蚀槽生产主要是注意时间控制，一般时间在1-2分钟左右，时间过短，
中和
成分及操作条件:
H2SO4 NaC2O4
温度 时间
1ห้องสมุดไป่ตู้0mL/l 30g/l
40--50℃ 5--7 min
中和
• 功能：除去残存在板面及孔壁死角处的MnO2 和高锰酸盐。
• 原理：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。
对树脂界面活性调整有极好的效果; 直接影响沉铜的背光效果. • 原理：酸性溶液,与氧化物反应而使之溶 去;有机清洁剂，对有机油污具有 溶解作用.整孔性高分子吸附于孔壁表面 使孔壁表面显正电性.
调整
注意点：
应根据生产板面积累加来及时补充药品，达到一定产量 后，槽液需要更换，重新开缸；
过滤系统：一般建议除油槽加装过滤系统，不仅可以有 效过滤槽液中的粉尘杂质，同时也可有效搅拌槽液，增 强槽液对孔壁的清洗调整效果；滤芯一般使用5~10um 的PP滤芯，每小时过滤4-6次；
通孔横截面模型
PTH的方式
• 黑孔(Black Hole)+电镀 • 化学沉铜+电镀
化学沉铜原理介绍
流程简介
膨松→除胶渣→中和 Desmear
调整→清洁→调整剂→微蚀→ 预 浸→活化→加速→化铜 PTH
膨松
成分及操作条件:
NaOH 已二醇乙醚 已二醇 水 温度 时间
20g/l 30/l 2g/l 其余 60-80℃ 5min
膨松
• 功能：利用溶剂膨松软化树脂胶渣 • 原理：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 （如：浓硫酸对环氧树脂主要是溶解作用，其凹 蚀作用是十分明显的）。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。 • 注意点: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。
粗化效果不良，板面发花或粗化深度不够，沉铜电镀后，铜层结合力不足， 易产生起泡脱皮现象；粗化过度，孔口铜基材很容易被蚀掉，形成孔口露 基材，造成不必要的报废；另外槽液的温度特别是夏天，一定要注意，温 度太高，粗化太快或温度太低，粗化太慢或不足都会产生上述质量缺陷； 微蚀槽如使用过硫酸盐体系时，铜含量一般控制在25克/升以下，铜含量 太高，会影响粗化效果和微蚀速率；另外过硫酸盐的含量应控制在80— 120克/升； 微蚀槽在开缸时，应留约1/4的旧槽液，以保证槽液中有适量的铜离子， 避免新开缸槽液粗化速率太快，过硫酸盐补充应按50平米/3—6公斤来及 时补充；另外微蚀槽负载不宜过大，亦即开缸时应尽量开大些，防止槽液 因负载过大而造成槽液温度升高过快，影响板面粗化效果； 板面经微蚀处理后，颜色应为均匀粉红色；否则说明除油不足或除油后水 洗不良或粗化不良（可能是时间不足，微蚀剂浓度太低，槽液铜含量太高 等原因造成），应及时检查反馈并处理； 板件从水洗槽进入微蚀槽应注意滴水，尽量减少滴水带入，造成槽液稀释 和温度变化过大，同时板件从微蚀槽取出时，也应注意滴液时间充分；
预浸
注意点： 预浸液维护主要是槽液的比重和盐酸含量；槽液的
比重主要取决于亚锡离子和氯离子的含量，盐酸主 要是防止亚锡离子的水解和清洗板面氧化物； 预浸槽槽液一般按生产板平米数来添加更换，有时 也用铜含量作为参考控制项目，一般铜含量控制在1 克/升以下；开缸时多采用预浸液原液开缸，补充时 采用预浸盐； 板件从水洗槽取出进入预浸槽前，应注意减少滴水 带入，以免稀释预浸液，降低槽液酸度，造成亚锡 水解，槽液变混浊，同时也会污染活化槽；板件经 预浸槽后直接进入活化槽；