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1、表面處理工藝簡介,製作單位:工程 製作人:鄒紅波,Page2,Manufacturing Process,Coverlay,Adhesive,Copper,Adhesive,Base Film,Adhesive,Copper,Adhesive,Coverlay,裁切/鑽孔 NC Drilling,雙面板 Double Sided,黑孔 & 鍍銅 Black Hole & Cu Plating,CVL壓合 CVL Lamination,沖孔 Hole Punching,沖型 Blanking,電測/目檢 Elec.-test & Visual Inspection,表面黏著/組裝 SMT & A
2、ssembly,壓膜/曝光 D/F Lamination & Exposure,顯影/蝕刻/去膜 D.E.S.,單面板 Single Sided,自動光學檢測 Automatic Optical Inspection,假貼合 CVL Lay up,鍍化金/鍍錫/OSP Au/Ni/Sn Plating or OSP,電測/目檢 Elec.-test & Visual Inspection,印刷 Screen Printing,工站流程,Page3,表面處理的作用,表面處理是對FPC產品裸露在CVL外面的手指或PAD進 行最終的處理,防止銅面在空氣中氧化,從而為出貨或後制程 的上件提供一個良好的
3、表面.,Page4,我司現有表面處理工藝,Page5,銅面前處理一:磨刷,磨刷的作用: 1.在物理和化學的作用下,去除銅面氧化物及髒污並微粗化銅面,增加銅面與鍍層之間的結合力; 2.同時保護銅面不被氧化,有利後制程.,Page6,磨刷流程,投料,酸洗,水洗,微蝕,水洗,磨刷,水洗,抗氧化,烘乾,水洗,Page7,磨刷各段的作用,酸洗:去除銅面氧化物. 微蝕:去除銅面氧化物及髒污,並粗化銅面. 磨刷:粗化銅面. 抗氧化:短時間保護銅面.,Page8,銅面處理二:微蝕,微蝕原理: NaS2O8 + H2O Na2SO4 + H2SO5 H2SO5 + H2O H2SO4 + H2O2 H2O2 +
4、 Cu CuO + H2O CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O,Page9,微蝕流程,投料,微蝕,水洗,抗氧化,水洗,烘干,Page10,微蝕量的測量方法,1.取一定大小(如15*10CM)的雙面銅箔3PCS,並標識,放入烤箱,120度恆溫30MIN; 2.取出迅速放入乾燥皿,冷卻1530MIN; 3.然後用電子秤秤重W1; 4.再過微蝕線,關掉抗氧化,紀錄測試條件; 5.微蝕後放入烤箱,120度恆溫30MIN; 6.取出迅速再次放入乾燥皿,冷卻1530MIN; 7.然後用電子秤秤重W2; 8.取平均值.,Page11,微蝕量的計算公式,微蝕量U”=(W1-W2)/2*A*B* *
5、2.54*10-6 備註: W1:微蝕前重量,單位g W2:微蝕後重量,單位g A:板長 B:板寬 : 銅的密度g/cm3,Page12,鍍硬金制程簡介,鍍金特性及電鍍原理 特性: 金是一種色澤為金黃色的貴金屬.元素符號為Au,原子量為197,一 般呈+1價態,標準電極電位為+1.44V.電鍍金層的性能優越,化學穩定性好,易於拋光延展性好.它的耐腐蝕性好,導電性良好,易焊接,耐高溫,空氣中不變色,被廣泛應用於線路板接插件等方面. 電鍍原理: 電鍍是在外加電壓的環境下迫使陽極金屬氧化並在陰 極還原為金屬的過程 . 陽极: M-ne=Mn+ 陰极: Mn+ne=M 注意:鍍金採用的是不溶性陽極,槽
6、液中的金靠補充添加.,Page13,電鍍原理,Page14,鍍金生產工藝流程,打鉚釘 上 料 脫 脂 熱水洗 雙水洗 微 蝕 雙水洗 活 化 雙水洗 純水洗 鍍 鎳 純水洗 活 化 純水洗 預鍍金 純水洗 鍍 金 純水洗 熱純水洗 下料 水洗烘干 品檢 剪鉚釘 轉站,Page15,脫脂,主要成分: 酸性清潔濟(pc675) 控制範圍(50-150ml/L) 作 用: 除去軟板表面的油脂類物質,Page16,微蝕,主要成分: 硫酸 控制範圍(4%-6%) 過硫酸鈉 控制範圍(50-90g/L) 銅離子 控制範圍0-15g/L) 作 用: (1) 去除銅面氧化物 (2) 銅面微粗化,使與鎳層有良好
7、的密著性,Page17,活化,主要成分: 硫酸 控制範圍(4-6%) 作 用: 去除銅面氧化物,使銅面保持新鮮狀態進入鍍鎳槽,Page18,鍍硬鎳,主要成分: 硫酸鎳(260-300g/L)氯化鎳(30-45g/L)硼酸(35-45g/L)光澤濟(73X).濕潤濟(MU-2) 主要作用: 硫酸鎳:主鹽,提供電鍍過程中不斷消耗的Ni2 氯化鎳:陽極活化劑,它能促進陽極溶解,且可增加溶液的導電性,使鍍層表 面平滑,結晶細緻覆蓋能力及分散改善 硼 酸:PH緩衝劑,調節鍍液的PH值,該鍍液鍍Ni的合適PH為3.8 4.5. 光澤劑:可增加陰極極化,降低鍍層晶粒尺寸,使鍍層細緻,光亮,均勻 濕潤濟:使槽
8、液易浸潤銅面,Page19,預鍍金,藥水成分: Au(0.3-1.5g/L) ACID比重鹽 ACID PH調整鹽 ACID 添加劑 PH:4.0-6.5 主要作用: 預金是在較大電流密度下在待鍍區鍍上一層很薄的金來增加鍍金層與鎳層的結合力 預金藥水與鍍金藥水成分基本相似可防止金槽污染,Page20,鍍硬金,藥水成分 Au 濃度: 1.75-4.0g/l HS2 PH調整鹽 : (100%檸檬酸) HS2 比重調整鹽: (55%檸檬酸鉀.45%檸檬酸) HS2 添加濟: (38%檸檬酸鉀.2.0%鈷.60%水) 主要作用 Au : 提供電鍍中的金 HS2 PH調整鹽:調整PH值 HS2 比重調
9、整鹽:調整比重增加鍍液穩定性 HS2 添加濟:添加多少g金鹽時同時添加多少ml添加劑,使鈷含量及氰化 金鉀絡合物保持穩定,Page21,電流密度與析出速度關係,Page22,金濃度與析出速度關係,Page23,鍍金溫度與析出速度關係,Page24,電流密度與鍍金硬度關係,Page25,鍍金析出效率 一,Page26,鍍金析出效率 二,Page27,鍍鎳常見故障及排除方法,Page28,鍍金常見故障及排除方法,Page29,化鎳金制程簡介,化學鎳金是一種通俗說法，正確的名詞應稱為化鎳浸金（Electroless Nickel and Immersion Gold: EN/IG）。化學鎳層的生成無
10、需外加電流，只靠高溫槽液中（約81）還原劑（如次磷酸二氫鈉NaH2PO2等）的作用，針對已活化的待鍍金屬表面，即可持續進行鎳磷合金層的不斷沉積。 至於浸鍍金的生長，則是一種無需還原劑的典型置換（Replacement）反應。也就是說當化學鎳表面進入浸金槽液中時，在鎳層被溶解拋出兩個電子的同時，其金層也隨即自鎳表面取得電子而沉積在鎳金屬上。一旦鎳表面全被金層所蓋滿後，金層的沉積反應逐漸停止，很難增加到相當的厚度。至於另一系列的厚化金，則還需強力的還原劑方可使金層逐漸加厚。 一般而言，化鎳層厚度幾乎可以無限增長，實用規格以150200微吋為宜，而浸鍍金層的厚度則只23微吋而己，厚化金有時可達203
11、0微吋，當然價格也就另當別論了。目前我們廠內只有化學薄金.,Page30,化學鍍的特點,可在任何材料表面上沉积镀层,如金属、半导体和非导体（如玻璃、陶瓷、塑料等）； 2. 几何形状复杂的制品，凡是溶液能接触到的部位都能获得厚度均匀的镀层； 3. 镀层具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和磁性能； 4. 镀层具有硬度高、孔隙率少等优点； 5. 设备简单，操作方便，不需要电源，可镀特殊性能的镀层； 6. 同时存在镀液稳定性差，溶液损耗大，成本比电镀高等问题。,Page31,化金工藝基本流程,上料,除油,热水洗,水洗*2,微蝕,水洗*2,下料,金回收,化金,化镍,预浸,活化,酸洗,水洗*2,水洗*2,水洗*2
12、,热水洗,水洗*2,热水洗,热水洗,Page32,化金基本參數,Page33,我廠化鎳金制程能力,1.化鎳厚度要求為 Au: +/-0.5(3u”) 4.化金線生產產品尺能力: a.最大作業範圍:700*700mm b.最小作業範圍:100*100mm c.軟板厚度要求:0.15mm以上 5.最小PAD大小:0.1mm以上 6.手指間隙:2mil以上 7.鍍層拉力:175g/cm2,Page34,各主要藥水槽簡介,Page35,酸性脫脂(ACL-007),主成份 (1) 檸檬酸 (2) 非離子界面活性劑 作用 (1) 去除銅面輕微氧化物及污物 (2) 降低液體表面張力,將吸附於銅面之空氣排開,
13、使藥液在其表 面擴張, 達潤溼效果 反應 CuO + 2 H+ Cu + H2O 2Cu + 4H+ + O2 2Cu2+ + 2H2O RCOOR + H2O RCOOH + ROH,Page36,脫脂槽控制要點,1.槽液為有机酸型,容易滋生霉菌,要注意槽壁的清洗; 2.有界面活性劑,除油后第一段水洗不開或輕微打气,最好第一段用熱水洗; 3.要有充分的循環及過濾,避免出現混濁現象.,Page37,微蝕,主成份 (1) 過硫酸鈉(SPS) (2) 硫酸 作用 (1) 去除銅面氧化物 (2) 銅面微粗化,使與化學鎳層有良好的 密著性 反應 NaS2O8 + H2O Na2SO4 + H2SO5
14、H2SO5 + H2O H2SO4 + H2O2 H2O2 + Cu CuO + H2O CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O,Page38,微蝕槽控制要點,1.為保証穩定的微蝕速率,銅离子控制在320g/L之間; 2.換槽時預留1/51/3母液; 3.适當的打氣; 4.滴水時間不宜過短及過長,一般15秒左右; 5.一些膠跡殘留的板可适當縮短微蝕時間來覆蓋金面色差問題;,Page39,銅離子濃度對咬蝕速率的影響,SPS 100g/L,溫度30,Page40,溫度對咬蝕速率的影響,銅離子濃度5g/L,Page41,酸洗,主成份: 硫酸 作用: 去除微蝕後的銅面氧化物 反應: CuO +
15、 H2SO4 CuSO4 + H2O,Page42,預浸,主成份 : 硫酸(AR級) 作用: (1) 維持活化槽中的酸度 (2) 使銅面在新鮮狀態(無氧化物)下,進入活化槽 反應 : CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O,Page43,活化KAT-450,主成份 (1) 硫酸鈀 (2) 硫酸 作用 : 在銅面置換(離子化趨勢 Cu Pd)上一層鈀, 以作為化學鎳 反應之觸媒. 反應 陽極反應 Cu Cu2+ + 2 e- (E0 = 0.34V) 陰極反應 Pd2+ + 2 e- Pd (E0 = 0.98V) 全反應 Cu + Pd2+ Cu2+ + Pd,Page44,活化槽控制要點,1.不可有氯离子及鐵,鎳离子等污染; 2.溫度不能超過35,避免出現分解現象; 3.生產過程不開打气,加藥時則應打气使藥液攪拌均勻(要在槽內無板時加藥); 4.要有專用的加葯杯; 5.定期進行硝槽處理;,Page45,KAT-450濃度對鈀析出量的影響,溫度25 ,Page46,硫酸濃度對鈀析出量的影響,溫度25,Pd 12ppm,
