PCB电镀培训

沉铜、板电、图电、蚀刻工艺培训教材制作：ME林森日期：2014/03/062020/1/172processtraining内容第一部分：生产品质控制及工艺控制要点第二部分：流程原理及异常问题案例分析第一部分品质控制及工艺控制要点一、粗磨机品质控制及工艺控制要点二、沉铜品质控制及工艺控制要点三、板电品质控制及工艺控制要点四、图电品质控制及工艺控制要点五、蚀刻品质控制及工艺控制要点品质控制要点A.孔边披锋a.钻孔披锋过大b.磨板参数未调整好c.底铜太厚d.磨刷异常B.磨板板不良a.磨板参数未调整好b.磨刷异常c.叠板卡板C.孔内粉尘a.钻孔吸尘异常b.高压水洗未开粗磨机品质控制及工艺控制要点工艺控制要点A.磨痕检测a.每班检测磨痕8-12mm,同一条磨痕左中右宽度差异不能超过1mmb.相邻磨辘磨痕宽度差异不能超过2mmB.高压水洗段压力控制a.压力过小或未开将会导致孔内粉尘清洗不干净（特别是小孔板）。C.烘干段温度a.温度过低板面烘不干导致铜面氧化b.温度太高导致收板人员不便操作及浪费电能。品质控制要点A.背光不良a.沉铜叠板b.药水异常c.温度异常B.铜面粗糙a.沉铜药水及水洗过脏b.板电铜缸异常C.孔无铜a.沉铜背光良/气泡/钻孔异常b.板电镀铜异常沉铜板电品质控制及工艺控制要点工艺控制要点A.除胶量a.定期检测除胶量B.微蚀速率a.每班检测微蚀速率C.背光a.每2小时检测背光D.沉积速率a.每班检测沉积速率E.电镀均匀性/深镀能力/延展性a.定期检测图电品质控制及工艺控制要点品质控制要点A.夹膜a.打错电流/板子上反/火牛异常掉边条/掉板等b.设计异常c.超出制程能力B.铜渣/铜丝a.水洗太脏/电镀缸有杂质等异物来源？b.铜缸温度过高导致光剂分解造成有机物过多C.铜面粗糙a.烧板/药水异常b.板面过脏（来料异常/手套脏等）品质控制要点D.镀锡不良a.药水失调/阴阳极异常（颜色异常，锡面发亮）工艺控制要点A.电镀均匀性/深镀能力/延展性a.定期检测B.自动添加流量控制a.定期检测C.微蚀刻量控制a.每班检测D.火牛/电振等周边设别检查蚀刻品质控制及工艺控制要点品质控制要点A.褪膜不净a.药水浓度异常/温度异常/速度过快b.喷嘴堵塞c.喷管松动B.蚀刻不净a.药水成分失调/速度过快铜离子太高/PH值太高b.温度过高c.喷嘴堵塞C.褪锡不净a.药水浓度异常/速度过快b.喷嘴堵塞工艺控制要点A.褪膜点控制a.定期检测B.蚀刻均匀性a.定期检测C.蚀刻因子检测a.定期检测D.咬铜量测试a.新药水评估时测试第二部分图电及蚀刻流程原理一、图电流程原理简介二、图电异常问题案例分析三、蚀刻流程原理简介四、蚀刻异常问题案例分析2020/1/179processtraining流程及原理清除掛架之銅錫及異物保持良好的電鍍效率除去板面氧化物及維持良好的界面性能酸性清潔微蝕酸浸鍍銅鍍錫板子烘干掛架剝錫掛架剝銅掛架烘干流程功用鍍上一層保護膜防止蝕刻時線路銅被蝕刻掉鍍二次銅保持良好的潤孔慣孔能力清潔板面2020/1/1710processtraining各缸药水及药水的作用酸性清潔Comment﹕通過表面活性劑將板面的輕微氧化物及輕微污漬去除以達到清潔板面的作用。板面HHOHHHOHHHOHHHOHHHOHHHOHHHOHHHOH清水基-cooH,NH3LP-200疏水基-RLP-200集束2020/1/1711processtraining各缸药水及药水的作用微蝕過硫酸鹽序列﹕Cu+S2O82+=Cu2++2SO42-除去較深度的氧化、粗化銅面、增加一銅與二銅之間的結合力。酸洗去除經過水洗后板面產生的輕微氧化。增加板面及孔内的湿润性能。使镀铜前的板子与镀铜药水具备相同环境------酸性环境。2020/1/1712processtraining各缸药水及药水的作用鍍銅銅外加電壓產生氧化還原反應，使銅被沉積在被鍍物件上陽極:失去電子發生氧化反應的電極。Cu--2eCu2+Cu--eCu+2Cu++1/2O2+2H+2Cu2++H2O2Cu++2H2O2CuOH+2H+Cu2O+H2O2Cu+Cu2++Cu陰極﹕得到電子發生還原反應的電極Cu2++2eCuCu2++eCu+副反應﹕副反應2020/1/1713processtraining各缸药水及药水的作用CuSO4․H2O(硫酸銅)提供電鍍所需的Cu2+及提高溶液的導電性能，CuSO4․5H2O低時容易燒板，高時深鍍能力下降。H2SO4提高溶液的導電性能及通孔電鍍的均勻性并為電鍍提供一個酸性環境，抑制副反應的發生。HCL(CL-)協同形成陽極膜，抑制Cu+的生成，加速Cu2+的形成，但濃度太高會產生階梯鍍。2020/1/1714processtraining各缸药水及药水的作用添加劑包括兩種：光劑、整平劑光劑與亞銅離子形成一種錯合物，能降低反應的活化能，使被鍍表面變得更為平滑，產生反光的光澤鍍面。平整劑吸附在高電流區，即在一定程度上抑制銅層的生長，出現在低電流區，即在一定程度上協助銅層的增厚。2020/1/1715processtraining各缸药水及药水的作用溫度﹕溫度升高，電極反應速度加快，電流密度提高，鍍層沉積速度加快，但加速添加劑分解，增加其消耗量，鍍層結構粗糙，亮度降低，特別對鍍錫來講更是如此。電流密度﹕提高電流密度，可提高鍍層沉積速率，但鍍層厚度分布變差。钛蓝袋（聚丙烯）鈦籃內銅球使用一段時間後將變成小銅粒，同時產生陽極泥，從鈦籃內滲出，影響鍍銅品質及電鍍效率，钛蓝袋防止阳极泥渗出。2020/1/1716processtraining輔助設備的作用及維護打氣作用：用以消除銅槽內的死角，減少高電流區燒焦，驅除電極表面的氣體，并維持良好的藥液慣孔能力，以利電鍍反應的進行。維護：生產中每班點檢，目視液面四周打氣均勻為正常，異常時打走藥水，維修修理，空氣流量控制在0.3-0.8m3/min.m2打氣異常時不可生產。2020/1/1717processtraining輔助設備的作用及維護振動﹕作用：去除孔內氣泡保持良好的深孔電鍍能力，避免孔內斷銅的現象。維護：每周保養時做好清潔工作，每班使用測震議測量震幅大小，控制在200HZ。震動過小將會造成一定比率孔內無銅報廢，錫缸將會更為嚴重。震動過大將會造成夾子松動而掉板，同時也會造成其它輔助設備的松動(如V座等)。2020/1/1718processtraining輔助設備的作用及維護循環過濾作用：去除缸內異物及雜質，保持槽液的清潔。維護：過濾泵嚴禁無水空轉及關著閥門運轉，每班檢查過濾泵以確保正常運行350L/MIN。當過濾泵漏氣時容易造成批量性針孔報廢。當無過濾循環時容易造成銅面粗糙、銅粒及烧板等。2020/1/1719processtraining異常問題的預防及處理夾膜1、图电电流过大：参数设计问题/操作异常。2020/1/1720processtraining異常問題的預防及處理針孔1、過濾泵漏氣：每班對過濾泵進行排氣及檢查，確保過濾泵無漏氣及泵內未藏氣體。2、打氣輿循環同開：銅缸內打氣輿循環不能同時開啟。2020/1/1721processtraining異常問題的預防及處理溶锡表面現象﹕獨立PAD和獨立線路溶锡原因﹕局部電流密度過大對策﹕與客戶確認空曠區可否添加抢电PAD。降低鍍錫電流密度，加大電鍍時間加大pad2020/1/1722processtraining異常問題的預防及處理鍍錫不良1、光劑不足：每班檢查自動添加，確保藥水添加正常，及時按照化驗室分析結果調整藥水濃度。2、錫球不足添加锡球。3、火牛異常每天對火牛進行測試，發現異常時立即停止生產。2020/1/1723processtraining蝕刻培训内容流程及原理各缸药水及药水的作用辅助设备的作用及维护异常问题预防及处理问答与讨论2020/1/1724processtraining流程及原理腿膜一腿膜二水洗水洗蝕刻新液(氨水)洗緩沖(看板)區腿錫水洗烘干2020/1/1725processtraining各缸药水及药水的作用去膜去除銅面上的干膜，便於蝕刻。干膜特性干膜是一種呈弱酸性的有機物質，在曝光過程中，通過自由基聚合交聯成多聚體。R2R1--C=CR---COOK+H2OCOOHCOOH曝光COOHKOH去膜2020/1/1726processtraining各缸药水及药水的作用去膜反應機理去膜液是濃度為8-10%的溶液,主要成分是KOH，呈強堿性；所以去膜原理從化學角度上講一方面是弱酸與強堿的中和反應R----ＣＯＯＨ＋ＫＯＨR”-ＣＯＯK＋Ｈ２Ｏ去膜2020/1/1727processtraining各缸药水及药水的作用蝕刻蝕銅液簡介﹕名稱﹕氯化銨氨銅蝕刻液主成分﹕氯化銅、氯化銨、氨水。添加劑﹕氯化鈷、硝酸銨等無機安定劑和乙酸硫胺、氰胺、胺基硫酸等有機護岸劑。2020/1/1728processtraining各缸药水及药水的作用蝕銅反應機理第一步﹕CU＋CU(NH3)4CL22CU(NH3)2CL第二步﹕CU(NH3)2CL＋2NH4OH＋2NH4CL1/2O2總反應﹕CU＋2NH4OH＋2NH4CL1/2O22CU(NH3)4CL2＋3H2OCU(NH3)4CL2＋3H2O2020/1/1729processtraining各缸药水及药水的作用蝕刻原理首先是線路間的銅與蝕刻液的銅銨鹽反應生成亞銅銨鹽。亞銅銨鹽是一種污泥狀的沉澱物，若未迅速除掉時會在板面形成蝕銅的阻障層，因而造成板面及孔壁的污染。所以必須輔助以氨水、氯離子及空氣中大量的氧使其繼續氧化成可溶性的銅銨鹽。可溶性的銅銨鹽又成為第一步中蝕銅的氧化劑，所以此反應是是一個周而復始循環的過程2020/1/1730processtraining各缸药水及药水的作用PH值蝕刻液的PH值由其所含氨氣而定，通常母液保持在7.8-8.4，若低于7.8以下，則蝕刻速率減慢，溶液粘性增大，且侵蝕鉛錫抗蝕膜；若高于8.4以上，側蝕現象大增，使蝕刻因子減小。子液的PH通常以9.4左右為佳，較母液高是配合抽風氨氣之損失（10%）。2020/1/1731processtraining各缸药水及药水的作用銅含量目前多以每升115-135克為上、下限；含銅量高會減少側蝕作用，控制銅含量--即比重,故比重感應非常重要，變化范圍保持于1.170-1.190。氯離子濃度以氯化銨含量表示，通常子液含量每升約4.4摩爾，但操作底限約為5摩爾，加熱通個蒸發作用，約有10％體積之減少。因于氯離子濃度變大，有效蝕銅量變多。2020/1/1732processtraining各缸药水及药水的作用蝕刻溫度一般維持50℃左右，對側蝕與PH穩定來說，溫度低有利。有些對細線路的蝕刻，保持42℃-46℃，溫度高，蝕刻速率快，高于50℃溶液蒸發快，氨氣加速逸去，會使蝕刻液不穩定，此時銅含量增加，PH下降，蝕刻液粘性增加，蝕刻速率反而變，鉛錫面顏色變深，甚至槽液呈膠狀或大量沉澱。2020/1/1733processtraining各缸药水及药水的作用剝錫其反應原理為通過HNO3的氧化作用，將鍍錫氧化成可溶的金屬鹽，以達到剝錫目的。SnO能溶于蝕銅液中，使表層鉛顆粒剝落。錫在OH根離子濃度高和高溫下均能生成SnO，所以去膜液不能太碱，亦不能超過60℃。2020/1/1734processtraining辅助设备的作用及维护擋水辘作用：用以防止藥水流到後面的水缸及藥水缸。如右圖擋水滾輪過贓，生產中將會使滾輪上的干膜反壓到板面上造成蝕刻困籃，故每班用水清洗，確保滾輪干淨。2020/1/1735processtraining辅助设备的作用及维护噴嘴作用：使藥水能夠更好地交換、且在壓力的作用下均勻地分部在板子表面及孔內。維護：需每周嚴格清洗噴嘴，生產中發現有噴嘴堵塞時必須立即停止生產，待清理噴