04电镀培训教材

2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D1电镀培训教材2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D2一、工序简介钻孔后的板经磨板去除钻孔毛刺和板面氧化层，再经除胶渣处理，利用化学的方法在经过除胶渣处理后的孔壁上沉积一层铜层，并用电镀铜的方法使孔壁和板面铜层加厚，实现线路板层间的导通。2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D3二、制作流程简介制作流程:去毛刺除胶渣化学沉铜板面电镀外层干膜图形电镀2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D41.去毛刺流程及作用流程:入板机械磨板超声波水洗高压水洗烘干出板设备能力:板厚：0.5--12.7mm去毛刺:去除钻孔毛刺和板面氧化物，清洗孔壁。磨辘:280#和320#2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D52.Desmear/PTH工艺流程及原理2.1设备：化学沉铜自动生产线2.2Desmear/PTH工艺流程上板膨胀三级水洗除胶渣三级水洗中和二级水洗调整(除油2除油1)三级水洗微蚀二级水洗预浸活化二级水洗加速水洗化学沉铜三级水洗下板2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D62.2.1膨胀(Sweller)1.作用树脂残胶是由于钻孔的高温作用粘在内层铜截面上，膨胀主要使孔壁上的树脂软化膨松，利于高锰酸钾除去孔壁上的树脂。2.主要成分膨胀剂211(R&H)氢氧化钠3.操作条件操作温度:78-82℃处理时间:6-8mins211强度:80-110%NaOH:0.7-1.0N注:1#程序处理时间:6-7mins(normalTg)2#程序处理时间:8-9mins(highTg)2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D72.2.2除胶渣(Desmear)1.作用除胶渣是利用强氧化剂(如高锰酸钾)去除钻孔后孔壁表面的树脂残渣，并使孔壁树脂表面粗化，增加沉铜层与孔壁的结合力。2.主要成分CircupositMLBPromoter214D-2(R&H)高锰酸钾(KMnO4)氢氧化钠3.操作条件操作温度:78-82℃处理时间:8-14minsKMnO4:50-60g/lNaOH:1.0-1.3NK2MnO4≤25g/l搅拌方式:机械搅拌或打气注:1#程序处理时间:8-9mins(normalTg)2#程序处理时间:14-15mins(highTg)2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D82.2.2除胶渣(Desmear)(续)4.反应原理4MnO4-+C(树脂)+OH-4MnO42-+CO2+2H2O(主反应）副反应：2MnO4-+2OH-2MnO42-+1/2O2+H2OMnO42-+H2OMnO2+2OH-+1/2O25.再生器利用高锰酸钾再生器电解MnO42-、MnO2副产物再生出MnO4-重复利用。再生电流：120-180A/组再生器再生能力：250L/组再生器2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D92.2.3中和(Neutralizer)1.作用除去除胶渣药水残留物(高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰)，防止残留物对除油及活化药水造成污染。2.主要成分H2O2和H2SO43.操作条件操作温度:22-28℃处理时间:2-3minsH2O2浓度:1.5-2.5%H2SO4:1.5-2.5%4.反应原理4MnO4-+H2O2+H+4MnO42-+O2+H2O2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D102.2.4调整/除油(Conditioner/Cleaner)1.作用清除板面及孔壁轻微的污染，并调整孔壁使玻璃纤维表面负电性转为正电性，利于活化剂的吸附。2.主要成分CircupositConditioner3320(R&H)3.操作条件操作温度:47-53℃处理时间:6-8mins3320浓度：0.5-0.7NCu2+2g/l2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D112.2.5微蚀(MicroEtch)1.作用去除板面氧化物及粗化板面和内层铜，增强化学铜与底铜的结合力。2.主要成分Na2S2O8和H2SO43.操作条件操作温度:24-28℃处理时间：1-2minsNa2S2O8:55-85g/lH2SO4:1.0-2.5%Cu2+20g/l4.反应原理Na2S2O8+H2SO4+CuCuSO4+Na2SO4+H2O2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D122.2.6预浸(pre-dip)1.作用预处理板料的板面及孔壁，使活化剂更好吸附，同时避免水带入使活化液水解被破坏。2.主要成分预浸粉Cataprep404(R&H)3.操作条件温度:30-36℃处理时间:0.5-1mins比重:1.120-1.160Cu2+2g/l2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D132.2.7活化(Activation)1.作用在孔壁上吸附一层具有催化作用的钯，形成活性中心，加快化学沉铜速度。2.主要成分Cataprep404(R&H)Cataposit44Catalyst(R&H)3.操作条件温度:43-47℃处理时间：4-5mins44强度：80-100%SnCl25g/lCu2+2g/l2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D142.2.7.1活化剂1.分类胶体钯(PdColloidal)和离子钯(Pdion)2.胶体钯活化原理胶体钯是一种酸性溶液，含HCl、NaCl、SnCl2、PdCl2。胶体钯是由Pd、Sn2+、Cl-等层次的质点组成Pd[SnCl3]-n胶体质点，胶体钯经水洗后形成Pd和Sn(OH)Cl胶状物，加速处理后将Sn(OH)Cl除去，从而提高Pd活性中心的活性。3.离子钯活化原理离子钯是一种碱性溶液，活化剂的主要成分是合离子钯，即PdCl2和络合剂在碱性条件下产生溶于水的钯离子络合物，活化处理后，在水洗时PH突降，络合钯离子沉积在板面上及孔内壁，离子钯需用强还原剂(如硼氢化合物）将其还原成原子形式才能与铜发生反应。2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D152.2.8加速(Accelerator)1.作用胶体钯经水洗后形成Pd和Sn(OH)Cl胶状物，加速处理后将Sn(OH)Cl除去，使吸附在板面和孔壁的Pd裸露出来，从而提高Pd活性中心的活性，利于化学沉铜进行。2.主要成分Accelerator19E3.操作条件温度：24-32℃处理时间：5-6mins酸当量：0.12-0.20NCu2+:0.2-0.6g/l2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D162.2.9化学沉铜(Electrolesscopper)1.作用在钯的催化作用下，用化学的方法在孔壁上沉积一层铜层，为后续的电镀铜作准备。2.主要成分(开缸)Circuposit3350A(R&H):CuSO4+HCHOCircuposit3350B(R&H):NaOHCircuposit3350M(R&H):EDTA3.自动添加Circuposit3350R(R&H):EDTACircuposit3350C(R&H):NaOH+稳定剂CupositY(R&H):HCHOCupositZ(R&H):NaOH添加量比例：3350A:3350C:3350R:CPY:CPZ=1:0.5:0.36--0.39:0.1:0.12019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D174.化学沉铜药水作用1)Cu2+(CuSO4或CuCl2)提供反应所需的铜2)HCHO还原剂，在活化过的基体表面自催化沉铜3)NaOH提供碱性反应条件，主要反应物4)EDTA络和物，防止Cu2+在强碱下产生Cu(OH)2沉淀5)稳定剂使化学沉铜液不产生自然分解，另外可以改善化镀层物理性能，改变化学镀铜速率。5.反应原理(1)Cu2++2HCHO+4OH-PdCu+2HCOO-+2H2O+H2(2)2Cu2++HCHO+5OH-Cu2O+HCOO-+3H2O(3)2HCHO+NaOHHCOONa+CH3OH(4)Cu2O+H2OCu+Cu2++2OH-(1)为主反应，(2)(3)(4)为副反应2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D182.2.10化学沉铜工艺条件控制1.工艺参数Cu2+:1.8-2.2g/lHCHO:2.0-5.0g/lNaOH:6.0-9.0g/lEDTA:25-40g/l温度：40-46℃处理时间:9-10mins2.操作条件的影响1)温度对沉铜速率影响较大，温度升高沉铜速率加快2)NaOH、EDTA、HCHO和Cu2+浓度升高，沉铜速率加快，HCHO浓度高背光好3)打气可维持化学沉铜药水的稳定，使其不易产生沉淀2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D192.2.11过程控制1.除胶速率测试范围:0.1-0.6mg/cm21次/班2.微蚀速率测试范围:0.65-1.35um/cycle1次/班3.沉铜速率测试范围:0.35-0.9um/cycle1次/班4.背光测试背光级数:≥8.5级1次/2h5.药水监控及维护采取定期化学分析添加、自动添加和按千尺用量添加定期对药水缸进行清洗及保养，按照生产板面积或某种成分含量换缸6.可靠性测试2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D202.2.12机器设备1.Protek龙门式自动生产线采用DMS系统，PLC控制，4台天车，能实现对操作条件、生产状态﹑设备状态和生产记录的监控及追溯2.辅助设备1）震动器：通过震动器震动板，使小孔内的气泡逸出并使药水与孔壁充分接触反应所有药水缸安装电震和气震2）机械摇摆1.摇摆幅度:±40mm(±10mm、±20mm、±30mm、±40mm可调）2.频次:5-20次/min3.角度:15度利于孔内药水的交换，并使气泡容易被破坏3）挂篮挂篮使用12个梳齿，板与板之间间隔15-20mm，设计有一定倾斜度，利于气泡逸出。2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D212.2.13主要缺陷、成因及处理方法缺陷可能原因处理方法除胶不净膨胀缸药水浓度偏低分析调整并按千尺添加除胶缸药水浓度偏低分析调整并按千尺添加膨胀与除胶处理条件不匹配调整膨胀与除胶处理条件树脂收缩膨胀剂处理效果差更换较强的膨胀剂膨胀与除胶渣条件不匹配调整膨胀及除胶渣的操作条件沉铜层与板面铜层分离微蚀不足检查微蚀缸药水浓度和温度状况板面严重氧化或其它污染沉铜后的板浸稀酸机器故障导致板面钝化按程序进行返工孔内无铜(背光不良)中和处理不良检查药水浓度及温度是否正常除油处理不良检查药水浓度及温度是否正常活化处理不良检查药水浓度及温度是否正常沉铜缸药水活性低分析调整药水浓度并拖缸处理孔壁残留气泡检查震动器是否正常2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D223.板面电镀(PanelPlate)1.设备PAL龙门式垂直自动电镀线(OSST系统TPP程序)2.工艺流程上板除油喷淋水洗热水洗水洗预浸电镀铜水洗+顶喷防氧化水洗烘干下板夹具退镀二级水洗上板2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D233.1除油(AcidClean)1.作用去除板面轻微氧化物及清洗孔壁2.主要成分RonacleanLP-200Concentrate(R&H)H2SO43.操作条件温度:35-45℃处理时间:3-4minsLP-200:3-5%(V/V)H2SO4:3-5%2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D243.2预浸(Pre-dip)1.作用去除板面及孔壁轻微氧化物，同时防止将水带入铜缸，维持铜缸药水浓度稳定2.主要成分H2SO43.操作条件温度:常温处理时间:1-2minsH2SO4:8-12%2019/9/15深圳崇达多层线路板有限公司ME/R&D253.3电镀铜(CopperPlate)1.作用加厚孔壁及板面铜层利于后工序制作，板面电镀铜厚度达6--10µm2.酸性电镀铜主要成分Cu