镀铜的工艺过程

/yiw紫气东来

化学镀铜化还原反应。

体钯活化液过早聚沉。因此，在活化处理前要先在含有Sn2+的酸性溶液中进行预浸处理1~2min，取出后直接浸入胶体钯活化液中进行活化处理。配制时应首先将盐酸与水相混合，然后再加入SnCl2•2H2O ,搅拌溶解，这样可防止SnCl2水解。

酸基胶体钯预浸液配方：

氯化亚锡（SnCl2.2H2O）70~100g/L

盐酸37%（体积）200-300ml/L

盐基胶体钯预浸液配方：

SnCl2.2H2O30g/L

HCl30ml/l

NaCl200g/l

O

║

H2N-C-NH250g/l

b．活化处理－在室温条件下处理3~5min，在处理过程中应不断移动覆铜箔板，使活化液在孔内流动，以便在孔壁上形成均匀的催化层。

c．解胶处理－活化处理后，在基材表面吸附着以钯粒子为核心，在钯核的周围，具有碱式锡酸盐的胶体化合物。在化学镀铜前，应将碱式锡酸盐去除，使活性的钯晶核充分暴露出来，从而使钯晶核具有非常强而均匀的活性。经过解胶处理再进行化学镀铜，不但提高了胶体钯的活性，而且也显著提高化学镀铜层与基材间的结合强度。常用的解胶处理液是5%的氢氧化钠水溶液或1%氟硼酸水溶液。解胶处理在室温条件下处理

1~2min，水洗后进行化学镀铜。

d．胶体铜活化液简介：

明胶2g/l

CuSO4.5H2O20g/l

DMAB（二甲胺基硼烷）5g/l

水合肼10 g/l

钯20ppm

PH7.0

配制过程：首先分别将明胶和硫酸铜用温水（40度C）溶解后将明胶加入至硫酸铜的溶液中，用25%H2SO4将PH值调至2..5当温度为45度C 时，将溶解后DMAB在搅拌条件下缓慢加入上述的混合溶液中，并加入去离子稀释至1升，保温40~45度C，并搅拌至反应开始（约5~10分钟）溶液的颜色由蓝再变成绿色。放置24小时颜色变成红黑色后加入水合肼，

"，使镀液不稳定。

b．在碱性镀铜溶液中，甲醛还原一部分Cu2+为Cu+，其反应式为

反应式（5-3）所生成的Cu2O在碱性溶液中是微溶的：

Cu2O+ H2O ===2Cu++2 OH-- (5-4)

反应(5-4) 中出现的铜Cu+非常容易发生歧化反应

2Cu+=== Cu0↓+ Cu2+ （5-5）

反应式（5－5）所生成的铜是极细小的微粒，它们无规则地分散在化学镀铜液中，这些铜微粒具有催化性，如果对这些铜微粒不进行控制，则

迅速地导致整个镀液分解，这是造成化学镀铜液不稳定的主要原因。

补充：

（2）提高化学镀铜溶液稳定性的措施

a．加稳定剂所加入的稳定剂对Cu+有极强的络合能力，对溶液中的Cu2+离子络合能力较差，这种溶液中的Cu+离子不能产生歧化反应，因而

能起到稳定化学镀铜液的作用。所加入的稳定剂一般是含硫或N的化合物。

例如：a，a′联吡啶、亚铁氰化钾，2，9二甲基邻菲罗林、硫脲、2－巯基

苯骈噻唑等。

b．气搅拌化学镀铜过程中，用空气搅拌溶液，在一定程度上可抑制Cu2O的产生，从而起到稳定溶液的作用。

c．连续过滤用粒度5μm的滤芯连续过滤化学镀铜液，可以随时滤除镀液中出现的活性颗粒物质。

d．加入高分子化合物掩蔽铜颗粒很多含有羟基、醚基高分子化合物能吸附在铜的表面上。这样，由于Cu2O的歧化反应而生成的铜颗粒，在

其表面上吸附了这些高分子化合物之后就会失去催化性能，不再起分解溶

液的作用。最常用的高分子化合物有聚乙二醇、聚乙二醇硫醚等。

e．控制工作负荷对于不同的化学镀铜液具有不同的工作负荷，如果"

超载"就会加速化学镀铜液的分解。对于表4所举的化学镀铜液工作负荷在

连续工作时一般不能大于1dm2/L。

3．化学镀铜层的韧性

为了保证PCB金属化孔连接的可靠性，化学镀铜层必须具有足够的韧性。化学镀铜层韧性差的主要原因是由于甲醛还原Cu2时，放出氢气引起

的。虽然氢气不能和铜共沉积，但在镀铜反应中，这些氢气会吸附在铜的

表面上，聚集成气泡夹杂在镀铜层中，使镀铜层产生大量的气泡空洞，这

些空洞会使化学镀铜层的电阻变高，韧性变差。

提高化学镀铜层韧性的主要措施是在镀液中加入阻氢剂，防止氢气在

（4）甲醛

镀液中甲醛35%（体积）的含量在8ml/L以下时，其还原电位随甲醛的浓度增加而明显增大，高于8ml/L时，甲醛的还原电位增加缓慢。在实

际应用中，甲醛的浓度范围为10~15ml/L。在此浓度范围内的甲醛含量变

化对铜的沉积速率影响不大。

（5）添加剂

为了改善铜层的特性和镀液的稳定性，可在化学镀铜液中加入一定量的添加剂。加入添加剂后，在多数情况下是使化学镀铜液的沉积速率变低。

添加剂的含量不能过高，加入过量的添加剂往往会使镀铜反应停止。

（6）温度

提高镀液温度镀铜速率增加，但随着镀液温度上升，副反应增加，使镀液不稳定。因此，对不同的化学镀铜液，工作温度都有一个极限值，超

过工作温度极限时，镀液的稳定性明显变差，造成镀液迅速分解。

5．化学镀铜溶液的自动分析和自动补加

化学镀铜过程中，镀液的组分由于化学反应的消耗，在不断地变化，如果不及时补充消耗掉的部分，将会影响化学镀铜层的质量，而且，由于

成分比例失调，会造成镀液迅速分解。采用自动分析和自动补加的方法，

控制化学镀铜液的成分，可使镀液始终处于最佳工作状态。现在国内就有

专门的自动分析补加装置出售。这些装置能自动分析和补加化学镀铜反应

过程中所消耗的铜离子、氢氧化钠、甲醛等。采用自动分析能明显提高化

学镀铜质量，提高溶液稳定性，节约化工原料，减少污水排放和提高生产

效率。

补充：

6．常见疵病及解决方法

（1）化学镀铜层与铜箔的结合力差

a．铜箔表面粗化处理不够；

b．粗化后基体表面清洗不良；

c．化学镀铜层太脆。

（2）金属化孔壁的镀铜层有针孔

a．钻孔质量太差，由于钻头不锋利，在钻孔过程中有大量的覆箔板切屑残留在孔壁上或残存处理液中，至使在这些部位不沉积铜；

b．活化处理不良，活化液活性不够，温度太低，孔内不清洁等；

c．化学镀铜的pH过低；

d．空气搅拌不足，未驱除铜还原时吸附的氢气。