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1、Y.F.Z JUNE.1999,1,PATTERN PLATING 工序 培训基础教材,Y.F.Z JUNE.1999,2,目录,I. 课程目标II. 定 义 III. 内 容 IV. 应 用,Y.F.Z JUNE.1999,3,I.课程目标1.完成学员对 Pattern Plating 工序从最初接触到加深认识的过程; 2.侧重理论方面使学员对 Pattern Plating 工序有一个理性认识; 3.使学员了解 Pattern Plating 工序在实际中的发展和应用;,Y.F.Z JUNE.1999,4,II. Pattern Plating（图形电镀）的定义：-在PCB（Printed
2、 Circuit Board）的制作过程中， 将合格的，已完成干菲林图形转移工序的板料，用酸铜 电镀的方法使线路铜和孔壁铜加厚到可以满足客户要求 的程度，并且以镀锡层来作为下工序蚀刻的保护层.,Y.F.Z JUNE.1999,5,已完成图形转移板,Y.F.Z JUNE.1999,6,已完成图形电镀板,Y.F.Z JUNE.1999,7,1、药水部分 2、机械部分 3、WI(Working Instruction),III、内容：,Y.F.Z JUNE.1999,8,4、Pattern Plating 工序生产线流程 上 板 除 油 微蚀 预浸 电镀铜 预浸 电镀锡 烘干 下板 褪蚀,水洗,水洗
3、,水洗,水 洗,水洗,Y.F.Z JUNE.1999,9,公司运作程序 (COP),3.1.1 除油 3.1.1.1 酸性药水:LP-200 和 H2SO4的混合液 3.1.1.2 除油的目的: 1.去除手指印2.去除氧化物3.去除干膜4.去除油污,Y.F.Z JUNE.1999,10,3.1.1 除油 3.1.1.3 除油的作用: 1. 使电镀层结合紧密 2. 避免带入污染走进后面的缸体.,Y.F.Z JUNE.1999,11,3.1.2 微蚀（粗化） 3.1.2.1 药水类型:1.过硫酸铵2. 过硫酸钠（常用）3. 过氧化物,Y.F.Z JUNE.1999,12,3.1.2 微蚀（粗化）
4、3.1.2.2 目的: 1. 清除露铜面的氧化物 2. 粗化露铜面. 3.1.2.3 作用: 使上下两层铜面结合紧密,避免甩铜.,Y.F.Z JUNE.1999,13,3.1.3 硫酸预浸 3.1.3.1 药水:硫酸 3.1.3.2 目的及作用: 1. 去除露铜面上残存的微量氧化物;2. 避免板上的露铜面氧化;3. 使制板在硫酸溶液中预先浸润,为下一步酸铜电镀作好准备.,Y.F.Z JUNE.1999,14,3.1.4 酸铜电镀 3.1.4.1 电镀铜机理 3.1.4.2 目的及作用:加厚导线铜层和孔内铜厚,使之达到客户的要求,Y.F.Z JUNE.1999,15,3.1.4 酸铜电镀 3.1
5、.4.3 直接物料: 1. 硫酸铜（CuSO4） 2. 硫酸（H2SO4） 3. 阳极（铜球及钛篮） 4. 铜添加剂 5. 氯离子（Cl-),Y.F.Z JUNE.1999,16,3.1.4.1 电镀铜机理：电镀铜的溶液中主要是硫酸铜(CuSO4)和硫酸(H2SO4),在直流电压的作用下,在阴极和阳极上分别发生如下反应:阴极 : 铜离子被还原,正常情况下电流效率可达98%Cu2+ + 2e = Cu有时溶液中会有一些Cu+,于是会有以下反应：Cu+ + e = Cu有很少情况下会发生不完全还原反应：Cu2+ + e = Cu+ 由于Cu2+的还原电位比H+的还原电位正的多，故一般不会有H2析出
6、.,Y.F.Z JUNE.1999,17,阳极：阳极反应是溶液中 Cu2+ 的来源：Cu - 2e = Cu2+在极少的情况下，阳极也会发生如下的反应：Cu - e = Cu+溶液中的Cu+在足够量硫酸的情况下，可能会被空气中的氧气氧化成Cu2+:4Cu+ + 0.5O2 + 4H+ = 4Cu2+ + 2H2O,Y.F.Z JUNE.1999,18,当溶液中的酸度不足时，会水解形成，形成所谓的“铜粉”：2Cu+ + 2H2O = 2Cu(OH)2 + 2H+2Cu+ + 2H2O = Cu2O + 2H 注意：氧化亚铜的出现会使镀层粗糙或成海绵状，因而在电镀过程中要尽量避免一价铜的出现.,Y
7、.F.Z JUNE.1999,19,3.1.4.3.1硫酸铜（CuSO4）硫酸铜是镀液中的主盐，它在水溶液中电离出铜离子，铜离子在阴极上获得电子沉积成铜镀层，硫酸铜的浓度一般控制在60100克/升，提高硫酸铜的浓度可以提高允许的电流密度，避免高电流区 烧焦；但是，硫酸铜（CuSO4)浓度过高，会降低镀液的分散能力。,Y.F.Z JUNE.1999,20,3.1.4.3.2硫酸（H2SO4） 硫酸的主要作用是增加溶液的导电性. 硫酸的浓度对镀液的分散能力和镀层的机械性能均有影响:1. 若硫酸的浓度太低，镀液的分散能力下降； 2. 若硫酸的浓度过高，虽然镀液的分散能力较好，但是，镀层的延展性会降低
8、.,Y.F.Z JUNE.1999,21,3.1.4.3.3 铜球（角）阳极 - 磷铜阳极为什么要使用磷铜阳极？因为使用磷铜阳极时，可在表面形成一层磷膜（主要成分是Cu3P)1.阳极在镀液中溶解速度较慢（形成黑色的阳极膜），使其阳极电流效率接近阴极电流效率；2.可以避免大量的Cu+进入溶液，形成铜粉或Cu2O，而导致镀层粗糙，产生铜瘤；3.避免生成大量的阳极泥。,Y.F.Z JUNE.1999,22,铜阳极中含量应该是多少呢？ A、含磷量高的影响： 黑色磷膜过厚，铜的溶解性差，添加剂消耗多，磷膜易脱落； 电阻增加，电压升高，有利H+放电，容易形成针孔。,Y.F.Z JUNE.1999,23,B
9、、含磷量适中（0.035%0.070%）： 黑色磷膜较适中，且结构紧密，结合牢，不易脱落； 阳极泥较少。 C、含磷量太低（1000ppm，将导致纵横比下降；2.Zn500ppm，将导致高电流密度烧板区合金化；3.Pb，可以被沉淀出并且被过滤掉；4.Sn400ppm，将导致反湿润作用；5.Ni1000ppm，将导致纵横比下降；6.Cd，其作用与Zn一样；7.Te10ppm，将导致极化和产生节瘤；8.Se，其作用与Te一样.,Y.F.Z JUNE.1999,30,3.1.4.4辅助设施（机械部分）1.循环过滤；2.打气；3.摇摆；4.阳极袋 .,Y.F.Z JUNE.1999,31,Y.F.Z J
10、UNE.1999,32,3.1.5 磺酸预浸3.1.5.1 药水：磺酸3.1.5.2 目的及作用：使制板在磺酸溶液中预先浸润，为下一步电镀锡做好准备，同时避免带入水进去镀锡缸将其稀释。,Y.F.Z JUNE.1999,33,3.1.6 电镀锡3.1.6.1 电镀锡机理;3.1.6.2 目的及作用：在镀铜层上加镀一薄层锡（约 0.20.4mil），来作为下工序蚀刻时铜线路的保护层。,Y.F.Z JUNE.1999,34,3.1.6.3直接物料：1.磺酸锡；2.磺酸；3.锡球阳极（钛篮）；4.锡光亮剂 .注意：若用硫酸锡作为主盐，硫酸作为加强溶液的导电物质，则需要用锆篮作为阳极篮。,Y.F.Z J
11、UNE.1999,35,3.1.7 褪蚀 3.1.7.1 药水：硝酸 3.1.7.2 目的及作用：将电镀夹具上在镀铜和镀锡时镀上的铜粉和锡粉咬蚀掉，使夹具洁净，以便在下一轮电镀循环时和制板接触良好。,Y.F.Z JUNE.1999,36,Y.F.Z JUNE.1999,37,Y.F.Z JUNE.1999,38,Y.F.Z JUNE.1999,39,Y.F.Z JUNE.1999,40,3.2.1天车（龙门式垂直电镀线）1# 天车（0# 10#） 2# 天车（5# 16#）3# 天车（11# 29#）,Y.F.Z JUNE.1999,41,3.2.2 电脑1. 程序运行 ;2. 电流打入 ;3. 板号储存 ;4. 状态监控 ;5. 故障显示 ;,Y.F.Z JUNE.1999,42,3.2.3 冷水机 : 制 冷 3.2.4 自动加药泵 : 按 “ 安时数 ” 自动加药 3.2.5 打气 ( 一般为 0.3 0.8 米 3 / 分钟 / 分米 2 )1. 搅拌2. 吹走气泡3. 提供足够的氧气 ( O2 ), 使Cu+转化成Cu2+ , 可消除Cu+的干扰 .,
