PTH工艺培训资料

流程 分析项目 N碱当量 KMnO4 除胶 K2MnO4 比重 除胶速率 生产控制 范围 0.7～1.1 0.7～ 80～120% 80～ ＜1.23 0.2～0.8 0.2～ mg/cm2 ----最佳 值 1.1 100% 补加物料 CPZ、 CPZ、 MLB 214D KMnO4 --75～85 75～ 80 温度范围 （℃） 设定温度 （℃）
上板 → 膨松 → 去钻污 →中和 → 除油 → 调整→ 调整→微蚀 → 预浸 → 活化→ 加速→ 沉铜 活化→ 加速→ →下板
钻污的由来
钻孔时， 玻璃环氧树脂与钻嘴， 钻孔时 ， 玻璃环氧树脂与钻嘴 ， 在高速旋转剧烈磨擦 的过程中，局部温度上升至200 以上，超过树脂的Tg 的过程中，局部温度上升至200 C以上，超过树脂的Tg 值（140 C左右）。致使树脂被软化熔化成为胶糊状而 左右） 涂满孔壁；冷却后便成了胶渣（Smear） 涂满孔壁；冷却后便成了胶渣（Smear）. 钻污的危害： 1、对多层板而言，内层导通是靠内层铜环与孔壁连接 对多层板而言， 的，钻污的存在会阻止这种连接 2、对双面板而言，虽不存在内层连接问题，但孔壁铜 层若建立在不坚固的胶渣上，在热冲击或机械冲击情 况下，易出现拉离问题。
流程 加速 分析项目 酸当量 Cu2+ 生产控制范 围 0.08～ 0.08～0.12 0.2～0.7g/L 0.2～ 最佳值 0.1 补加物料 ACC19 温度范围 （℃） 22～30 22～ 设定温度 （℃） 25
加速后的孔壁表面
沉铜
组成成份： 硫酸铜、氢氧化钠、甲醛、EDTA(乙二胺四乙酸四钠)。 硫酸铜、氢氧化钠、甲醛、EDTA(乙二胺四乙酸四钠) 主反应 主反应 Cu2++2HCHO+4OH- → CuO +H2 +H2O + 2HCOO副反应 副反应 2HCHO+4OH- → H2 +2e- +H2O+2HCOO2HCHO+NaOH → CH3OH + HCOONa 2Cu2++ HCHO + 5OH- → Cu2O+3H2O+CHOOCu2O + H2O → CuO+Cu2 ++2OH++2OHCu2O + HCHO + OH → 2CuO+H2O+HCOO总反应式： CuSO4 + 2HCHO + 4NaOH → Cu + Na2SO4 + 2HCOONa + 2H2O + H2 ↑
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沉铜（PTH）Plated PTH）
Through Hole： Hole：
目的：通过化学方法在孔内沉积上一层金 属铜，实现孔金属化，便于后工序进一步 加工 我司采用罗门哈斯沉薄铜工艺，沉积铜厚 一般在0.2-0.5um之间。 一般在0.2-0.5um之间。
工艺流程： 工艺流程：
◎
流程 调整
分析项目 碱当量 N Cu2+
生产控制范 围 500～1000 500～ ＜1.5g/L
最佳值 800mg/L
补加物料 C/C233
温度范围 （℃） 40～45 40～
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
除胶渣后的孔壁
调整剂后的孔壁
微蚀
作用： 除去板子铜面上的氧化物及其它杂质。 除去板子铜面上的氧化物及其它杂质。 粗化铜表面， 粗化铜表面，增强铜面与电解铜的齿结能力 工作原理﹕ 工作原理﹕ +S2 Cu2 SO4 Cu+ +S2O8(2-) Cu2+ +2SO4(-2)
化学铜层结构 层结构
沉积化学铜后的孔壁表面 积化学铜后的孔壁表面 沉积化学铜后的孔壁表面
常见问题 一:背光不良
可能原因 处理建议: 处理建议: 铜缸药水浓度偏差. 铜缸药水浓度偏差. 分析铜缸药水 药水缸的温度偏差 检查各药水缸温度 前处理浓度偏差 分析前处理浓度 水洗不良 加大水洗流量 铜缸污染 观察铜缸缸液颜色, 分析Fe、Mn浓度 观察铜缸缸液颜色, 分析Fe、Mn浓度 前处理污染 更换前处理药水， 分析活化缸Fe、Mn浓度 分析活化缸Fe、Mn浓度 打气搅拌不够 检查各缸打气状况
流程 分析项目 SnCl2 预浸 Cu2+ 强度 比重 生产控制范 围 3～12g/L ＜2.0g/L 70～100% 70～ 1.13～ 1.13～1.17 85% 1.14 CAT44 C/P404 最佳值 6g/L 补加物料 SnCl2 40～48 40～ 44 温度范围 （℃） 设定温度 （℃）
因此我们需要通过膨松 和去钻污两步将钻污去除。
钻孔后
钻 污
沾在内 层的钻 污
膨松
MLB膨松剂 211： MLB膨松剂 211： 使孔壁上的胶渣得以软化，膨松并渗入树脂聚合 后的交联处，从而降低其键结的能量，使易于进 行树脂的溶解。
流程 膨松
分析项目 N碱当量 槽液强度
生产控制 范围 0.75～ 0.75～1.0
电解再生器
结构截面示意图
B
A(阴极) B(阳极)
高 锰 酸 钾 槽 液
H2 O2 MnO4MnO4-2
A: B: 阳极
阴极
A:B ~ 1:20
~
中和
中和剂 MLB 216 酸性强还原剂；能将残存在板面或孔壁死角处的 二氧化锰或高锰酸盐中和除去
流程 中和
分析项目
生产控制 范围
最佳值 0.4
补加物料 CP硫酸 CP硫酸 MLB 216
生产控制 范围 0.15～0.23 0.15～ ＜2.5g/L
最佳值 0.18
补加物料 温度范围 设定温度 （℃） （℃） C/C1175 65～75 65～ 70
调整（ 调整（一)
C/c233 清洁-调整剂之特性﹕ 之特性﹕ 一 优点﹕能除掉轻微的氧化物；微小的污渍；调整环氧 优点﹕能除掉轻微的氧化物；微小的污渍；调整环氧树脂/玻 璃层的界面。便于钯的吸附。 的界面。便于钯的吸附。 二 化学作用﹕ 作用﹕ Cleaner: 利用液中之 R- ◎ -(O CH2CH2)XOH Group促使Surface Group促使Surface low down 同時清洁表面 同時清洁 Conditioner: O 利用 [C17H35-C-N-(CH2)3-N-(CH2)2-OH+]=NO3Group H 的吸附使孔壁呈正电性，以利Pd/Sn Colloid负电离子 的吸附使孔壁呈正电性，以利Pd/Sn Colloid负电离子团吸附 调整剂的控制直接影响沉铜的背光效果. 调整剂的控制直接影响沉铜的背光效果.
流程 预浸 分析项目 比重 Cu2+ 生产控制范 围 1.12～ 1.12～1.16 ＜2.0g/L 最佳值 1.14 补加物料 C/P404 温度范围 （℃） 26～32 26～ 设定温度 （℃） 29
活化 （一）
Pd液中的Pd，是SnPd7Cl16胶团存在的， SnPd7Cl16的产生是 Pd液中的Pd， 胶团存在的， PdCl2于SnCl2在酸性环境中经一系列反应而最后产生的。 在酸性环境中经一系列反应而最后产生的。 —PdCl2 + SnCl2 PdSnCl4 —PdSnCl4 + 6PdCl2 SnPd7Cl16 —SnPd7Cl16 Pd6Cl12 + SnCl2 + PdCl2 活化工序就是让 活化工序就是让SnPd7Cl16附著在孔壁表面形成进一步反应的 附著在孔壁表面形成进一步反应 据点。 Pd在化铜 据点。(Pd在化铜槽的作用）
调整（二） 调整（
C/c233 调整剂 工作原理﹕ 工作原理﹕ 固态板材 ◎ ◎ ◎ ◎ 表面活性剂分子层 （偶极性分子） 作用﹕1、能 有效地去除线 路板表面轻微 氧化物及轻微 污渍 2、整 孔功能﹕对环 氧树脂及玻璃 界面活性有极 好的效果。
设定温度 （℃） 42
工作液 亲水端，带负电 疏水端，带正电
1>作为催化剂吸附H 的主体，加速HCHO的反应 1>作 催化剂吸附H ，加速HCHO的反应 2>作为反应中心，以利e 转移至Cu+2上形成Cu沉积 2>作为反应中心，以利e 移至Cu 上形成Cu沉
-
活化（二） 活化（
操作及控制 维持亚锡与钯间的精巧平衡， 维持亚锡与钯间的精巧平衡，不可鼓气及任何漏气现象存 在。绝对禁止直接往活化缸中加水，这将导致活化缸中钯 绝对禁止直接往活化缸中加水， 胶团水解的后果。 胶团水解的后果。 钯胶团粘附的板子，在经水洗之后，Pd粒之外会形成 Sn(OH)4 等外壳。 。
温度范围 设定温度 （℃） （℃） 40～50 40～ 45
酸当量 N 0.3～0.5 0.3～ 槽液强度
80～120% 100% 80～
除油
除油剂1175 除油剂1175
能有效地除去线路板表面轻微氧化物及轻微污渍( 能有效地除去线路板表面轻微氧化物及轻微污渍(如手指印 等).
流程 除油
分析项目 碱当量 N Cu2+
活化后的孔壁
加速
作 用： 剥去Pd外层的Sn4+外壳，露出Pd金属； 清除松散不实的钯团或钯离子、原子等。 原 理： 钯胶团粘附的板子，在经水洗之后，Pd粒之外会形成 Sn(OH)4 等外壳。 ACC19加速剂是HBF4型加速剂 SnCl2 + 2 HBF4 → Sn(BF4)2 + 2HCl Sn(OH)4 + 4 HBF4 → Sn(BF4)4 + 4H2O Sn(OH)Cl + 2 HBF4 → Sn(BF4)2 + HCl + H2O 反应过程宜适可而止
≤25.0g/L ---
去钻污前后对比
去钻污前 去钻污后
副产物的再生
由于工作液中存在MnO2 将严重影响槽液的寿命， 由于工作液中存在MnO2 ,将严重影响槽液的寿命，并影响 除胶渣的质量，故必须抑制其浓度，一般控制Mn6 除胶渣的质量，故必须抑制其浓度，一般控制Mn6+在低于 25g/L 的浓度工作。 25 g/L的浓度工作 。 维持低浓度锰酸根最有效的办法是氧 化再生成有用的高锰酸根离子。 化再生成有用的高锰酸根离子。 再生原理 a.在外加电流及电压下，阳极所形成的氧化反应可将六价 在外加电流及电压下， 锰酸根离子氧化成七价的高锰酸根离子。 锰酸根离子氧化成七价的高锰酸根离子。 2Mn+6 - 2e -→→2Mn+74OH - - 4e→→2H2O + O2 ↑ Mn+6 →→2Mn+74OH →→2 b.阴极棒反应4H+ + 4e -→→3H2 ↑ b.阴极棒反应4 →→3H2 c.电解再生效果:理论上，每1AH (安培小时)的电量可将3g c.电解再生效果:理论上，每1 (安培小时)的电量可将3 的MnO4-2 氧化成2.2g 的MnO4MnO4- 氧化成2.2g MnO4-
流程 分析项目 Na2S2O8 微蚀 H2SO4 Cu2+ 微蚀量 生产控制范 围 70～110g/L 70～ 10～40ml/L 10～ ＜20g/L 0.8～1.5um 0.8～ 最佳值 补加物料 100 g/L --Na2S2O8 25～35 25～ 30 温度范围 （℃） 设定温度 （℃）
30ml/L CP硫酸 CP硫酸 ---
微蚀后铜面
预浸
早期预活化是将二价锡对非导体底材作预浸着过程。 早期预活化是将二价锡对非导体底材作预浸着过程。 作 用： a. 防止板子带杂质污物进入昂贵的钯槽。 防止板子带杂质污物进入昂贵的钯槽。 b. 防止板面太多的水量带入钯槽而导致局部 水解。 水解。 Sn2+ + 2H2O Sn2 Sn（OH)2+2H+ Sn（OH)2 c .進一步降低其孔面的Surface Tension 進一步降低其孔面的Surface 预活化槽与活化槽除了无钯之外， 预活化槽与活化槽除了无钯之外，其它完全一致
最佳值 0.9
补加物料 CPZ MLB 211
温度范围 （℃） 70～80 70～
设定温度 （℃） 75
80～120% 100% 80～
去钻污（ DESMEAR）： DESMEAR） 作用：
高锰酸钾的强氧化性，在高温及强碱的条件下，与树脂发生化学反应， 高锰酸钾的强氧化性，在高温及强碱的条件下，与树脂发生化学反应， 而分解溶去。 而分解溶去。反应原理： 4MnO4- + 有机树脂 + 4OH-→→4 MnO42- + CO2 ↑ + 2H2O MnO4 OH-→→4 MnO42CO2 副产物的生成： KMnO4 KMnO4 + OH -← → K2MnO4 + H2O + O2 ↑ MnO4 K2MnO4 + H2O→→MnO2↓+ KOH + O2 ↑ MnO4 →→MnO2 MnO2 MnO2 是一种不溶性的泥渣状沉淀物