镀层均匀性改善

镀层均匀性改善汕头超声印制板公司ChinaCircuitTechnology(Shantou)Corp.一厂工程部苏培涛[e-mail]项目开展意义精细线路加工:减少蚀刻压力；阻抗控制：提高导线均匀性；提高表面和孔壁铜厚保证性；降低资源耗用，节约生产成本！印制板电镀关系图设备工艺药水电镀效率深镀能力镀层均匀性优异电镀效果电镀铜基本原理电镀液组成(H2O+CuSO4.5H2O+H2SO4+Cl-+添加剂)+整流器-离子交换ne-ne-电镀上铜阴极(板件)阳极CuCu2++2e-Cu2++2e-Cu镀层均匀性影响因素一次电流分布：主要取决于镀槽和电极的形状，也称为初次电流分布；二次电流分布：考虑浓差极化和电化学因素影响后的电流分布；三次电流分布：板件实际镀层上的厚度分布。电力线分布边缘效应：电力线在边缘位置较密集，中间位置较稀疏！客观存在的自然现象，无法避免但可改善！镀缸改进目的:改善电力线分布！电力线分布改善边缘处增加辅助阴极，吸收多余电流；采用阳极或阴极带孔遮板平均分配电力线；不溶性阳极使生产过程阳极面积恒定；采用框架式挂具，使四面接触板边以改善电流分布。一厂电镀设备介绍PENC（电镀工程及化工原料有限公司）B沉铜平板一体线、老平板线B（Ⅰ）电镀线、老图形电镀全板镀金线、新全板镀金线PAL（亚洲电镀公司）C线平板电镀、C线图形电镀（大铜球）Protek（保德公司）B（Ⅱ）线新图形电镀（大铜球）脉冲电镀垂直方向改善改善前：改善后：图5.板件反面不同行电镀铜平均厚度分布图0.0010.0020.0030.0040.0050.001电镀铜厚度，微米第一行第二行第三行第四行第五行第六行第七行第八行01020304050铜厚（微米）1板正面不同位置平均铜厚分布图系列8系列7系列6系列5系列4系列3系列2系列1上加档板下改浮架老平板电镀改造•改进夹板•更换钛篮•增加浮架•改造打气技术改造后均匀性有明显提高，可生产平板加厚板件！B（Ⅱ）电镀分布改进•增加阳极幕布设计•采用两端进气和喷流方式•新型阳极钛篮•飞巴座增设冷却装置•三点接触新型夹具B（Ⅱ）阳极幕布有效改善分布调整两侧电流分布，使板中间镀层更均匀上端可档住部分电力线阳极幕布C线平板改造（进行中）C平板05101520253012345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940理论值C平板A面C平板B面C平板平均飞巴两端板件中间区域偏薄。0.005.0010.0015.0020.0025.0030.0013579111315171921232527293133353739理论值改进后A面改进后B面改进后平均各增加一个钛篮后偏厚C线平板改造（进行中）C线平板改进后0.005.0010.0015.0020.0025.0030.0013579111315171921232527293133353739理论值C平板A面C平板B面C平板平均增加带孔挡板飞巴两侧档板设计均匀性的提高，需要不断试验、持续改善！镀缸打气管改进加速溶液对流，使铜离子及时补充；降低浓差极化、提高阴极极限电流；促使镀液温度和成份更加均一；老图形打气管从原“U”型改为“H”型。B（Ⅱ）铜缸设计阳极面积影响阴阳极面积合适比例为1：1-1：2！阳极面积不足（＜阴极）：•电流密度过大，电镀效率下降•容易产生铜粉、高电流区烧焦•严重时出现铜球钝化或不溶解阳极面积太大（＞2倍阴极）：•影响电流一次分布•容易出现镀液铜离子浓度上升•镀层质量较差，影响分散能力阴阳极面积计算阳极面积=铜球数×4πr2×0.65×钛篮数保养后保养前铜球数钛篮数阳极面积铜球数钛篮数阳极面积大铜球1232202dm21032168dm2小铜球10532442dm28832370dm2全板阴极面积=144×24×0.2542=223dm2图形阴极面积=223*65%=145dm2结论：大铜球只适用于图形电镀线！电镀方式改善分布铜厚测量方法三点法五点法九点法十五点法五十点法CoV（50点法）测试点距板边只有半英寸！板件要求提高，测试方法也更加严格！xy122550y/4y/25y/83y/4y-50y-25y-12122x/5x/24x/5x-12评价标准CoV（CoefficientofVariance）：镀层厚度平均值：标准偏差：铜厚均匀:(评价标准:CoV≤12%）板面厚度极差：≤10um（镀厚25um）匀均性公差百分比（如：±20%）%100n1iiXn12ni1ii)X(1n1测量仪器工艺验证及改善生产自检及QE抽查表面铜厚测试仪：MP30/MP40，CMI日常镀层不均对策镀层不均原因：阳极篮与阴极板面相对位置不当电接触处导电不良镀液中硫酸不足导致溶液导电不良药水交换不良：循环、搅拌、摆摇等一般解决方法：根据镀层厚度测量结果，重新排布阳极位置使用电阻表检测各部位接触并清洁所有接点分析药水浓度并调整（如：高酸低铜等）工艺方面加挡板改善均匀性：水平和垂直分布；采用分散能力高光剂，降低浓差极化；定期检查打气和Eductors；定期吊出铜球处理,清洗阳极袋；调整镀液成份和工艺控制参数；制程能力与品质的定期验证。设备方面更换损坏Eductors、清通循环/打气管；改善镀缸搅拌能力（摇摆、循环等）；更换夹具弹簧，降低夹具与板的电阻；保证每只夹具上的电流分布均匀；确保导电性：整流机、电缆、V座、飞巴、夹具；配合工艺对设备进行技术改造。生产方面加强生产线保养和日常点检；按要求拆飞巴,进行夹具移位；抽查钛篮铜球添加情况以及均匀性；电镀边条的规范使用和改善；均匀性要求高需更换夹点，多次电镀！电镀边条使用品质方面加强对平板镀层厚度抽检；5M1E稽查操作员工按规定生产；协助点检生产线各工艺参数；开展制程能力的分析和提升；生产自检、品质抽检、工艺定检稳定生产！新技术展望镀铜工艺的二个提高：•提高板面均镀能力•提高深孔深镀能力阳极改造：•可溶性阳极：受形状改变易产生不良电流分布•不溶性阳极：钛基材上覆盖混合金属氧化物业界垂直自走和水平脉冲较为领先！打破“一代厂房、一代设备、一代产品！”的说法！改善总结镀层均匀性改进是电镀界一个永恒的话题；从设备设计到过程控制还有许多值得探讨；改进有路“挡”为径，提升无涯“试”作舟！±40%±30%±20%±10%ATO水平脉冲感谢感谢生产部在改善过程中的大力协助！感谢设备组相关人员的鼎力支持！感谢各部门对技术改造工作的配合！