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1、印刷线路板化铜电镀工艺及技术 Contents1.线路板的结构及技术要求2.线路板线路形成工艺介绍3.线路板曝光工艺4.线路板显影/蚀刻/去膜工艺5.PCB 化铜工艺介绍6.PCB 电镀工艺介绍 1.Build-up层线宽2.Build-up层线距3.Core层线宽4.Core层线距5.盲孔孔径6.盲孔内层孔环7.盲孔外层孔环8.通孔孔径9.通孔孔环10.Build-up层厚度11.Core层厚度多层PCB的结构 PCB类别类别最小最小线宽线宽/线距线距最小孔最小孔径径孔位精度孔位精度曝光曝光对位精度对位精度Desktop PC100/100m0.25mm125m50mNotebook75/7
2、5m0.20mm盲孔120 m75m30mMobile (HDI/FPC)50/50m0.15mm盲孔100 m75m25mBGA25/25m盲孔75m50m15mFlip Chip12/12m盲孔50m20m10m印刷电路板各种产品的技术规格要求 1.Tenting Process （干膜盖孔法）（干膜盖孔法） 适用于适用于PCB、FPC、HDI等等 量产最小线宽量产最小线宽/线距线距 35/35m2.Semi-Addictive Process（半加成法）（半加成法） 适用于适用于WB Substrate、Flip Chip Substrate 量产最小线宽量产最小线宽/线距线距 12/1
3、2m3.Modified Semi-Addictive Process （改良型半加成法）（改良型半加成法） 适用于适用于CSP、WB Substrate、Flip Chip Substrate 量产最小线宽量产最小线宽/线距线距 25/25m线路形成工艺的种类及应用范围 vTenting Process （干膜盖孔法）介绍:普通PCB、HDI、FPC及Substrate Core层等产品，使用的基材为FR-4（难燃性环氧树脂覆铜板） 、RCC（涂覆树脂覆铜板）、FCCL（柔性基材覆铜板）等材料。RCC：FCCL： FR-4：线路形成工艺的种类及应用范围 vSAP （半加成法）与MSAP（改良
4、型半加成法）介绍SAP与MSAP工艺采用Build-up工艺制作。其中SAP的主要材料为ABF（Ajinomoto Build-up Film）和液态树脂；MSAP工艺的主要材料为超薄铜覆铜板（基材为BT、FR-5等，铜厚5m）ABF材料BUM液态树脂覆铜板线路形成工艺的种类及应用范围 盖孔法干膜前处理 压膜曝光显影蚀刻去膜化学沉铜 干膜前处理压膜曝光显影镀铜化学清洗去膜闪蚀 减薄铜蚀刻 干膜前处理压膜曝光显影镀铜化学清洗去膜闪蚀 SAPMSAP线路形成工艺的种类及应用范围线路形成工艺的种类及应用范围 vTenting Process （干膜盖孔法）介绍（干膜盖孔法）介绍前处理压膜曝光显影蚀刻
5、去膜目的：清洁铜面，粗化铜面，增加干膜与铜面的结合力目的：将感光干膜贴附在铜面上目的：将设计的影像图形通过UV光 转移到PCB的干膜上目的：将设计的影像图形通过UV光 转移到PCB的干膜上目的：将没有覆盖干膜的铜面去除目的：将铜面残留的干膜去除线路形成工艺的种类及应用范围线路形成工艺的种类及应用范围vSAP （半加成法）与（半加成法）与MSAP（改良型半加成法）介绍（改良型半加成法）介绍SAP 与MSAP工艺的区别是，SAP的基材上面是没有铜层覆盖的，在制作线路前需在线路表面沉积一层化学铜（约1.5m），然后进行显影等工艺； MSAP基材表面有厚度为35m厚度的电解铜，制作线路前需用化学药水将
6、铜层厚度咬蚀到2m。目的:将可感光的干膜贴附于铜面上目的:将设计之影像图形,转移至基板的干膜上目的:将没有曝到光之干膜去除目的:将化铜层蚀刻掉目的:将多余的干膜去除目的:将显影后之线路镀满线路形成工艺的种类及应用范围线路形成工艺的种类及应用范围ABF熟化后的膜厚约在3070m之间，薄板者以3040m较常用一般双面CO2雷射完工的24mil烧孔，其孔形都可呈现良好的倒锥状。无铜面之全板除胶渣(Desmearing)后，其全板面与孔壁均可形成极为粗糙的外观，化学铜之后对细线路干膜的附着力将有帮助。雷射成孔及全板面式除胶渣雷射成孔及全板面式除胶渣 覆晶载板除胶渣的动作与一般PCB并无太大差异，仍然是
7、预先膨松(Swelling)、七价锰(Mn+7)溶胶与中和还原(Reducing)等三步。不同者是一般PCB只处理通孔或盲孔的孔壁区域，但覆晶载板除了盲孔之孔壁外，还要对全板的ABF表面进行整体性的膨松咬蚀，为的是让1m厚的化铜层在外观上更形粗糙，而令干膜光阻与电镀铜在大面积细线作业中取得更好的附着力。ABF表面完成0.3-0.5m化学铜之后即可进行干膜光阻的压贴，随后进行曝光与显像而取得众多线路与大量盲孔的镀铜基地，以便进行线路镀铜与盲孔填铜。咬掉部份化铜后完成线路咬掉部份化铜后完成线路完成填充盲孔与增厚线路的镀铜工序后，即可剥除光阻而直接进行全面性蚀该。此时板面上非线路绝缘区的化学铜很容易
8、蚀除，于是在不分青红皂白全面铳蚀下，线路的镀铜当然也会有所消磨但还不致伤及大雅。所呈现的细线不但肩部更为圆滑连底部多余的残足也都消失无踪，品质反倒更好！此等一视同仁通面全咬的蚀该法特称为Differential Etching。此六图均为SAP 323切片图；左上为1mil细线与内核板之50倍整体画面。中上为200倍明场偏光画面，右上为暗场1000倍的呈现，其黑化层清楚可见。左下为1000倍常规画面，中下为200倍的暗场真像。右下为3000倍ABF的暗场画面，底垫为1/3oz铜箔与厚电镀铜，铜箔底部之黄铜层以及盲孔左右之活化钯层与化铜层均清晰可见。传统的 PTHPTH 孔金属化孔金属化工艺流程
9、工艺流程 功能功能去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLGn 溶胀溶胀使树脂易被高锰酸盐蚀刻攻击使树脂易被高锰酸盐蚀刻攻击n 高锰酸盐蚀刻高锰酸盐蚀刻去除钻污和树脂去除钻污和树脂n 还原还原除去降解产物和清洁除去降解产物和清洁/处理表面处理表面.(清洁清洁 / 蚀刻玻璃）蚀刻玻璃）只有三个工艺步骤只有三个工艺步骤:溶胀溶胀还原还原高锰酸盐高锰酸盐蚀刻蚀刻去钻污前（去毛刺后）各种去钻污前（去毛刺后）各种去钻污前（去毛刺后）各种去钻污前（去毛刺后）各种 类型类型类型类型PCB PCB 的状态的状态的状态的状态通孔和微盲孔中的钻污通孔和微盲孔中的钻污通孔和微盲孔中的钻污通孔和
10、微盲孔中的钻污铜箔铜箔铜箔铜箔树脂树脂树脂树脂内层内层内层内层多层多层多层多层RCC/FR-4 板板裸树脂板裸树脂板裸树脂板裸树脂板RCCRCC箔箔箔箔内层底盘内层底盘内层底盘内层底盘 玻璃纤维玻璃纤维玻璃纤维玻璃纤维钻污钻污钻污钻污 钻污钻污钻污钻污 芯芯芯芯 钻污钻污钻污钻污 钻污钻污钻污钻污FR-4FR-4SAPSAP膜膜膜膜去钻污去钻污去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLGSecuriganth P/P500/MV/BLG SBU Sequential Build-up TechnologySBU Sequential Build-up Technology工
11、艺流程工艺流程 溶胀溶胀使树脂易受高锰酸盐蚀刻液使树脂易受高锰酸盐蚀刻液的最佳攻击并保障环氧树脂的最佳攻击并保障环氧树脂(Tg 150C)表面的微观粗表面的微观粗糙度糙度溶胀溶胀去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG溶胀溶胀 通孔和微盲孔中溶胀之后的钻污通孔和微盲孔中溶胀之后的钻污溶胀之后溶胀之后溶胀剂去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG溶胀溶胀 溶胀之前溶胀之前 (0 秒秒)去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG溶胀溶胀 溶胀溶胀150 秒之后秒之后去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG
12、溶胀溶胀 溶胀溶胀240秒之后秒之后去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG工艺流程工艺流程 碱性高锰酸盐蚀刻碱性高锰酸盐蚀刻高锰酸盐蚀刻溶液除去内层（铜）高锰酸盐蚀刻溶液除去内层（铜）表面的钻污，清洁孔壁并且粗化表面的钻污，清洁孔壁并且粗化(Tg 150C)的环氧树脂之表面的环氧树脂之表面去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG碱性高锰酸盐碱性高锰酸盐蚀刻蚀刻高锰酸盐蚀刻之后高锰酸盐蚀刻之后高锰酸盐蚀刻高锰酸盐蚀刻 蚀刻通孔和微盲孔的表面蚀刻通孔和微盲孔的表面CH4 + 12 MnO4- + 14 OH- CO32- + 12 MnO42- +
13、 9 H2O + O22 MnO42- + 2 H2O MnO2 + OH- + O2去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLGMnO4-高锰酸盐蚀刻高锰酸盐蚀刻 溶胀之后溶胀之后 不经过蚀刻不经过蚀刻去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG高锰酸盐蚀刻高锰酸盐蚀刻 150 秒蚀刻之后秒蚀刻之后去钻污去钻污去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLGSecuriganth P/P500/MV/BLG高锰酸盐蚀刻高锰酸盐蚀刻 240 秒蚀刻之后秒蚀刻之后去钻污去钻污去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLGS
14、ecuriganth P/P500/MV/BLG去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG环氧树脂 (未经固化) Bisphenol A Epichlorhydrin高锰酸盐攻击环氧树脂分子中的极性官能团高锰酸盐攻击环氧树脂分子中的极性官能团.不含极性官能团的高分子化合物不能被去钻污不含极性官能团的高分子化合物不能被去钻污.高锰酸盐蚀刻高锰酸盐蚀刻 攻击环氧树脂攻击环氧树脂去钻污去钻污去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLGSecuriganth P/P500/MV/BLG标准标准标准标准 FR-4 FR-4 ( ( 150 C)( 150 C)
15、300x300x 300x300x 2000x2000x 2000x2000x非均相非均相非均相非均相交联交联交联交联均相均相均相均相交联交联交联交联去钻污去钻污去钻污去钻污高锰酸盐蚀刻高锰酸盐蚀刻 去钻污的结果去钻污的结果高锰酸盐蚀刻高锰酸盐蚀刻 还原还原还原剂能还原还原剂能还原/除去二氧化锰除去二氧化锰残留并对玻璃纤维进行前处理残留并对玻璃纤维进行前处理以期最佳（沉铜）的覆盖以期最佳（沉铜）的覆盖.如有需要，玻璃纤维可被玻璃如有需要，玻璃纤维可被玻璃蚀刻添加剂同时清洁与蚀刻蚀刻添加剂同时清洁与蚀刻.还原还原去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG还原还原 清洁后的通
16、孔与微盲孔表面清洁后的通孔与微盲孔表面还原之后还原之后Mn4+ + 2 e- Mn2+ H2O2 2 H+ + 2 e- + O2Conditioner去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLGH2O2 /NH2OHNH2OH 2 H+ + 2 H2O + 2 e- + N2PTH前不同类型的前不同类型的PCB板板 去钻污后的通孔以及微盲孔表面去钻污后的通孔以及微盲孔表面经过去钻污处理后经过去钻污处理后多层板多层板 FR-4FR-4 覆铜板覆铜板覆铜板覆铜板 树脂树脂树脂树脂 内层内层内层内层传统的传统的 PTH 内层钻盘内层钻盘内层钻盘内层钻盘FR-4 板板裸树脂板裸树
17、脂板钻孔之后钻孔之后200x1000x通孔通孔 钻孔之后钻孔之后去钻污去钻污去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLGSecuriganth P/P500/MV/BLG通孔通孔 去钻污之后去钻污之后去钻污之后去钻污之后200x1000x去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLGAjinomoto Bare Laminate Ajinomoto 裸树脂板裸树脂板去钻污之前去钻污之前去钻污之前去钻污之前1000x5000x去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLGAjinomoto Bare Laminate Ajinomoto裸树
18、脂板裸树脂板去钻污之后去钻污之后去钻污之后去钻污之后1000x5000x去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLGAjinomoto Bare Laminate Ajinomoto裸树脂板裸树脂板去钻污之前去钻污之前去钻污之前去钻污之前1000x2000x去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLGAjinomoto Bare Laminate Ajinomoto裸树脂板裸树脂板钻污之后钻污之后1000x2000x去钻污之后去钻污之后去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG钻孔之后钻孔之后1300x3000x激光钻成的微盲孔激光
19、钻成的微盲孔 钻孔之后钻孔之后去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG去钻污之后去钻污之后1100x2700x激光钻成的微盲孔激光钻成的微盲孔 去钻污之后去钻污之后去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG钻孔之前钻孔之前1000x1000xRCC 技术技术 激光钻成的激光钻成的 去钻污之前去钻污之前去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG去钻污之后去钻污之后1000x1000xRCC 技术技术 激光钻孔激光钻孔 去钻污之后去钻污之后去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG工艺流程工艺流程 - 特征特
20、征 & 优点优点溶胀溶胀高锰酸盐高锰酸盐蚀刻蚀刻还原还原n 简短的流程 只须3步 n 快速和有效的去钻污n 体系内再生高锰酸盐（延长槽液寿命)n 极好的玻璃处理性能n 最高质量的去钻污n 无害于环境 (交少的有机物)n 应用于微盲孔具有最好的润湿性 去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG* * 可选可选可选可选工艺流程工艺流程 垂直沉铜垂直沉铜 应用应用清洁清洁清洁清洁预浸预浸预浸预浸活化活化活化活化微蚀清洁微蚀清洁微蚀清洁微蚀清洁调整调整调整调整* *还原还原还原还原传统的传统的传统的传统的 PTHPTH化学沉铜化学沉铜化学沉铜化学沉铜垂直垂直垂直垂直优点：优点：均
21、匀致密的化学铜沉积均匀致密的化学铜沉积优异的结合力（不起泡）优异的结合力（不起泡）稳定的槽液使用寿命稳定的槽液使用寿命沉积速率稳定，适用于通孔沉积速率稳定，适用于通孔 和盲孔的生产制程和盲孔的生产制程5 55 52 21 14 44 414. 2014. 20时间时间时间时间 分分分分 工艺流程工艺流程 清洁清洁 & 调整调整清洁剂确保孔内表面达到最佳的表面清洁清洁剂确保孔内表面达到最佳的表面清洁状态，以便保证有良好的化学铜结合力状态，以便保证有良好的化学铜结合力清洁清洁传统的传统的 PTH清洁清洁/调整调整 树脂表面和铜表面的前处理树脂表面和铜表面的前处理经过清洁剂经过清洁剂/调整剂处理后调
22、整剂处理后传统的传统的传统的传统的 PTHPTH工艺流程工艺流程 清洁清洁 & 调整调整如果去钻污工序中没有调整步骤如果去钻污工序中没有调整步骤,必须附加一个额外的调整剂或在必须附加一个额外的调整剂或在使用一些特殊的材料如：使用一些特殊的材料如：PTFE聚聚四氟乙烯四氟乙烯, PI聚酰亚胺聚酰亚胺)时时清洁清洁调整调整传统的传统的 PTH去钻污调整去钻污调整 ! 清洁调整清洁调整 玻璃表面的前处理玻璃表面的前处理调整剂经过清洁调整剂处理后经过清洁调整剂处理后经过清洁调整剂处理后经过清洁调整剂处理后传统的传统的传统的传统的 PTHPTH调整调整 表面前处理表面前处理调整调整 只有当表面清洁时，玻
23、璃纤维的调整才会起作用来避免可能破坏连接机制的副效应只有当表面清洁时，玻璃纤维的调整才会起作用来避免可能破坏连接机制的副效应!最好的调整性能最好的调整性能 在碱性高锰酸盐去钻污后的还原步骤中在碱性高锰酸盐去钻污后的还原步骤中调整剂产品调整剂产品n 还原清洁剂还原清洁剂 Securiganth P (速效普通的双氧水体系的还原剂，添加了调整剂成分速效普通的双氧水体系的还原剂，添加了调整剂成分)n还原清洁剂还原清洁剂 Securiganth P500 (有机体系的还原剂，添加了调整剂成分有机体系的还原剂，添加了调整剂成分)注意：若没有经过调整，化学铜后的背光效果会比较差 !传统的传统的 PTH调整
24、调整 机理机理-树脂树脂玻璃玻璃纤维纤维调整剂分子调整剂分子(表面活性剂表面活性剂 Tenside)部分带负部分带负电荷电荷经过调整后的玻璃表面经过调整后的玻璃表面经过去钻污后的玻璃表面经过去钻污后的玻璃表面-均匀的，有机的，均匀的，有机的，荷电表面荷电表面 部分部分带正电荷带正电荷+传统的传统的 PTH调整调整调整调整 机理机理机理机理 / /OH OH / /OH OH / /OHOH | | | | | | O Si O Si O Si O O Si O Si O Si O | | | | | | O O O O O O | | | | | | N N N N n n调整剂的碳链调整剂的
25、碳链(部分带正电荷部分带正电荷)玻璃纤维玻璃纤维 的分子模型的分子模型(部分带负电部分带负电)传统的传统的传统的传统的 PTHPTH 工艺流程工艺流程 微蚀清洁微蚀清洁铜的蚀刻及粗化是为了化学铜铜的蚀刻及粗化是为了化学铜-内层铜内层铜之间有良好的结合效果。之间有良好的结合效果。n 微蚀清洁剂 Securiagnth 过硫酸盐体系 通常的微蚀清洁剂基于过硫酸钠（通常的微蚀清洁剂基于过硫酸钠（SPS）适用于各种技术适用于各种技术n 微蚀清洁剂 Securiganth C 微蚀清洁剂是为特殊的表面性能而设计的。微蚀清洁剂是为特殊的表面性能而设计的。微蚀清洁微蚀清洁传统的传统的 PTH微蚀清洁微蚀清洁
26、 蚀刻及粗化铜表面蚀刻及粗化铜表面SPS: Cu + SSPS: Cu + S2 2O O8 82-2- CuCu2+2+ + 2 SO + 2 SO4 42-2-经过微蚀清洁后经过微蚀清洁后传统的传统的传统的传统的 PTHPTH经过去钻污处理后经过去钻污处理后微蚀清洁微蚀清洁 清洁及粗化铜表面清洁及粗化铜表面200x1000x玻璃颗粒玻璃颗粒传统的传统的 PTH微蚀清洁微蚀清洁 过硫酸钠的机理过硫酸钠的机理铜的反应铜的反应 (氧化反应氧化反应) S2O82-+ 2 H+ + 2 e- 2 HSO4- 过硫酸根反应过硫酸根反应 (还原反应还原反应)S2O82- + 2 H+ Cu0 Cu2+
27、+ 2 HSO4- Cu0 Cu2+ + 2 e- 铜溶解反应铜溶解反应 (氧化还原反应氧化还原反应) Na2S2O8 + H2SO4 + Cu0 CuSO4 + 2 NaHSO4 传统的传统的 PTH表面结构形貌表面结构形貌 微蚀清洁剂微蚀清洁剂 Securiganth 过硫酸钠过硫酸钠 (SPS)传统的传统的 PTH经过刷板后的铜表面经过刷板后的铜表面 经过微蚀清洁剂经过微蚀清洁剂 Securiganth过硫酸钠处理之后的铜表面过硫酸钠处理之后的铜表面.(150 g/l SPS, 25 ml/l H2SO4 50% w/w, 35C, 1.5分分). 微蚀清洁微蚀清洁 微蚀清洁剂微蚀清洁剂
28、 Securiganth C 的机理的机理铜的反应铜的反应 (氧化反应氧化反应)HSO5-+ 2 H+ + 2 e- HSO4- + H2O 微蚀清洁剂微蚀清洁剂 Securiganth C 的反应的反应(还原反应还原反应)HSO5- + 2 H+ Cu0 Cu2+ + HSO4- + H2O Cu0 Cu2+ + 2 e- 铜溶解反应铜溶解反应(氧化还原反应氧化还原反应) KHSO5 + H2SO4 + Cu0 CuSO4 + KHSO4 + H2O 传统的传统的 PTH表面微观形貌表面微观形貌 微蚀清洁剂微蚀清洁剂 Securiganth C经过刷板后的铜表面经过刷板后的铜表面. (50
29、g/l Securiganth Etch Cleaner C, 50 ml/l H2SO4 50% w/w, 35 C, 1.5 min) 传统的传统的 PTH经过经过微蚀清洁剂微蚀清洁剂 Securiganth C处理后的表面处理后的表面工艺流程工艺流程 活化活化/催化催化预浸是用来避免前工序的药液污预浸是用来避免前工序的药液污染活化。染活化。n n 预浸 Neoganth 系列 预浸药液是为离子钯而设计的预浸药液是为离子钯而设计的预浸预浸预浸预浸 传统的传统的传统的传统的 PTHPTH工艺流程工艺流程 活化活化/催化催化离子钯（或胶体钯）主要吸附于树脂表离子钯（或胶体钯）主要吸附于树脂表面
30、面,以及经过调整过的玻璃纤维。使孔壁以及经过调整过的玻璃纤维。使孔壁吸附一层钯金属导电层，以便于后续的吸附一层钯金属导电层，以便于后续的化学铜工序。化学铜工序。活化活化活化活化 传统的传统的传统的传统的 PTHPTHn n 催化 Neoganth/Pallacat Catalyst 系列 离子钯的催化剂离子钯的催化剂/胶体钯胶体钯Pd-Sn催化溶液催化溶液 是为普通的基材设计的催化剂是为普通的基材设计的催化剂活化活化/催化催化 通孔及盲孔表面的活化通孔及盲孔表面的活化经过活化处理后经过活化处理后传统的传统的传统的传统的 PTHPTH特征及优点特征及优点 Neoganth Activator 系
31、列系列 vs. 胶体钯系列胶体钯系列 (Black Seeder)传统的传统的传统的传统的 PTHPTH胶体催化剂胶体催化剂 胶体的组成（胶体的组成（Black Seeder)传统的传统的 PTHPdCl2 + SnCl2 PdxSn(OH)y+ y Cl- + SnO(OH)2 H2O/H+ 钯的吸附钯的吸附 调整过的表面调整过的表面Neoganth Activator 系列的化学反应系列的化学反应Activator Neoganth Activator Neoganth 系列系列 PdPd2+2+ 做为做为 PdSOPdSO4 4, , 和有机络合剂和有机络合剂 OO | | Si Si
32、OO(-)(-) | | OO玻璃玻璃树脂树脂Pd Pd 的吸附的吸附的吸附的吸附: : 树脂树脂树脂树脂 玻璃玻璃玻璃玻璃 铜铜铜铜 OO | | C C O O | | OO (2+)(2+)PdPd n n (2+)(2+)PdPd n n N N (+)(+)N N n n传统的传统的传统的传统的 PTHPTH钯的吸附钯的吸附 调整过的表面调整过的表面胶体钯系列的化学反应胶体钯系列的化学反应 (Black Seeder)胶体钯催化剂系列胶体钯催化剂系列 PdPd2+2+ as PdCl as PdCl2 2, and SnCl, and SnCl2 2 作为胶体种子作为胶体种子r r
33、OO | | Si Si OO(-)(-) | | OOGlassGlassResinResinPd Pd 的吸附的吸附的吸附的吸附: : 树脂树脂树脂树脂 玻璃玻璃玻璃玻璃 铜铜铜铜 OO | | C C O O | | OO N N (+)(+)N N n n传统的传统的传统的传统的 PTHPTH (2+)(2+)PdPd n n特征及优点特征及优点 Neoganth Activator 系列系列 vs. 胶体钯胶体钯 (Black Seeder)Activator NeoganthPd2+络合的低聚合物及随后的还络合的低聚合物及随后的还原剂原剂优优优优优优低低无无无无Pd2+, pH =
34、 alkaline化学化学溶液能力溶液能力覆盖性能覆盖性能n 玻璃玻璃n 树脂树脂铜面上钯的铜面上钯的损耗损耗铜面的残留铜面的残留对基材的腐蚀对基材的腐蚀可监控性可监控性胶体钯催化剂胶体钯催化剂Pd/Sn胶体及随后的速化剂胶体及随后的速化剂(Sn 络合剂络合剂)对氧化剂敏感对氧化剂敏感(Sn2+ Sn4+)优优优优中等中等可能可能可能可能Pd, Sn2+,Sn4+, Cu, pH = 0传统的传统的 PTH工艺流程工艺流程 还原还原经过活化后，经过活化后，Reducer NeoganthReducer Neoganth将将吸附的离子钯还原为金属钯，使吸附的离子钯还原为金属钯，使之能够在随后的化
35、学铜工艺中起之能够在随后的化学铜工艺中起催化的作用。催化的作用。速化剂系列速化剂系列 溶解溶解/去除保护胶体的去除保护胶体的锡络合层，使金属钯暴露出来。锡络合层，使金属钯暴露出来。还原剂还原剂还原剂还原剂传统的传统的传统的传统的 PTHPTH还原还原还原的钯种在表面上还原的钯种在表面上经过还原处理后经过还原处理后经过还原处理后经过还原处理后传统的传统的传统的传统的 PTHPTH钯还原钯还原 - Neoganth Reducer WA化学反应化学反应 Dimethylaminoborane (DMAB)Pd2+ - L + 2 e- Pd0 + L阴极反应阴极反应氧化还原反应氧化还原反应Pd2+
36、-L + (CH3)2-NH-BH3 + 3 H2O Pd0 + (CH3)2-NH + H3BO3 + 2 H+ + L + 2 H2阳极反应阳极反应(CH3)2-NH-BH3 + 3 H2O (CH3)2-NH + H3BO3 + 2 e- + 2 H+ + 2 H2传统的传统的传统的传统的 PTHPTH工艺流程工艺流程 化学铜化学铜钯（氢）激活自催化化学铜反应，使铜钯（氢）激活自催化化学铜反应，使铜沉积在经过活化沉积在经过活化/催化的表面。催化的表面。化学铜化学铜化学铜化学铜传统的传统的传统的传统的 PTHPTH化学铜沉积化学铜沉积 通孔及盲孔的沉积通孔及盲孔的沉积经过化学铜沉积后的表面
37、经过化学铜沉积后的表面传统的传统的传统的传统的 PTHPTH化学铜沉积化学铜沉积 主反应主反应反应反应 I:Cu-L2+ + 2 HCHO + 4 OH- Cu0 + 2 HCOO- + 2 H2O + H2 + L 反应反应 II:Cu-L2+ + HCHO + 3 OH- Cu0 + HCOO- + 2 H2O + L 传统的传统的 PTH化学铜沉积化学铜沉积 阴极反应阴极反应 2 Cu2+ + 2 OH- Cu2O + H2O阴极反应阴极反应:Cu2O + H2O Cu0 + Cu2+ + 2 OH-Cu2+ + 2 e- Cu0Cu - L2+ + 2 e- Cu0 + L传统的传统的
38、 PTH化学铜沉积化学铜沉积 反应反应 I阳极反应阳极反应 I:HCHO + 3 OH- HCOO- + 2 H2O + 2 e- Cu - L2+ + 2 e- Cu0 + L阴极反应阴极反应:Cu-L2+ + HCHO + 3 OH- Cu0 + HCOO- + 2 H2O + L 反应反应 I:传统的传统的 PTH化学铜沉积化学铜沉积 副反应副反应甲醛的氧化反应甲醛的氧化反应:2 HCHO + 2 OH- 2 H2C(OH)O- 2 H2C(OH)O- + 2 OH- 2 HCOO- + H2 + 2 H2O + e-2 HCHO + 4 OH- 2 HCOO- + 2 H2O + H2
39、 + 2 e- 阳极反应阳极反应 II:catCatalyst: Pd (H2) /Cu传统的传统的 PTH化学铜沉积化学铜沉积 反应反应 II阳极反应阳极反应 II:2 HCHO + 4 OH- 2 HCOO- + 2 H2O + H2 + 2 e- Cu - L2+ + 2 e- Cu0 + L阴极反应阴极反应:Cu-L2+ + 2 HCHO + 4 OH- Cu0 + 2 HCOO- + 2 H2O + H2 + L 反应反应 II:传统的传统的 PTH化学铜沉积化学铜沉积 副反应副反应Cannizzaro:2 HCHO + NaOH CH3OH + HCOONa CO2 + 2 NaO
40、H Na2CO3 + H2OCarbonization:HCOONa + NaOH Na2CO3 + H2catCatalyst: Pd/Cu传统的传统的 PTHControllomat A 440 Controllomat A 440 自动自动自动自动 主主主主/ /从从从从 添加添加添加添加探针探针 n 光学测量光学测量 安全方便安全方便n 温度修正温度修正n 控制添加泵进行自动补加控制添加泵进行自动补加 LogLog T T I Ioffoff I Ioutout T T I I0 0传统的传统的传统的传统的 PTHPTH化学反应化学反应 n 固定的组成消耗比例固定的组成消耗比例 在化学
41、铜沉积期间在化学铜沉积期间.n 主添加主添加 铜的消耗铜的消耗n n 附从添加附从添加 NaOH, 甲醛甲醛 和和 络合剂的消耗络合剂的消耗滴定滴定 自动滴定分析仪自动滴定分析仪传统的传统的传统的传统的 PTHPTHPhoenixPhoenixPHX Monitoring System PHX Monitoring System 与一日本公司有合作与一日本公司有合作与一日本公司有合作与一日本公司有合作 滴定滴定滴定滴定 自动滴定分析仪自动滴定分析仪自动滴定分析仪自动滴定分析仪滴定滴定 n 化学测量化学测量n 持久分析持久分析n 控制添加泵进行自动补加控制添加泵进行自动补加传统的传统的传统的传统
42、的 PTHPTH化学反应化学反应化学反应化学反应 n n 根据产品的浓度分别进行补加根据产品的浓度分别进行补加根据产品的浓度分别进行补加根据产品的浓度分别进行补加. .n n 单独补加单独补加单独补加单独补加 铜铜铜铜, , NaOH, NaOH, 甲醛甲醛甲醛甲醛 和和和和 络合剂络合剂络合剂络合剂工艺流程工艺流程 电镀铜电镀铜在导电层上进行电镀以加厚通孔在导电层上进行电镀以加厚通孔的厚度的厚度n 酸铜溶液 (直流可溶阳极) e.g. Cupracid FPn酸铜溶液 (直流，不溶阳极) e.g. Cupraspeed INn脉冲电镀铜溶液 (不溶阳极) e.g. Cuprapulse S4
43、电镀铜传统的传统的 PTH电镀铜电镀铜 -通孔和盲孔的电镀通孔和盲孔的电镀经过电镀铜后经过电镀铜后CuCu2+2+ + 2 e + 2 e- - Cu Cu0 0传统的传统的 PTHn极少量的钯吸附在铜表面极少量的钯吸附在铜表面n 适用于各种工艺适用于各种工艺n可适用于水平或垂直的应用可适用于水平或垂直的应用n 工作范围宽工作范围宽n 使用可生物降解的络合剂，废水处理更容易使用可生物降解的络合剂，废水处理更容易n 高速中等厚度的化学铜高速中等厚度的化学铜经济经济特点及优点特点及优点 化学铜化学铜传统的传统的 PTHn 使用离子钯体系使用离子钯体系n可利用胶体钯做为活化系统可利用胶体钯做为活化系
44、统 n 能达到最高的可靠性指标能达到最高的可靠性指标n适用于大多数的基材适用于大多数的基材 n可靠性高可靠性高n 较好的调整较好的调整-活化活化/催化系统催化系统n 无无“起泡起泡”n 药液易于监控及自动补加药液易于监控及自动补加技术技术特点及优点特点及优点 化学铜化学铜传统的传统的 PTH环保环保n使用酒石酸盐的可生物降解的化学铜药液使用酒石酸盐的可生物降解的化学铜药液n 使用不含汞使用不含汞/氰化物的稳定剂氰化物的稳定剂特征及优点特征及优点 化学铜化学铜传统的传统的 PTH酸铜电镀工艺全板电镀和图形电镀流程介绍全板电镀和图形电镀流程介绍 电镀铜前处理和电镀铜槽介绍电镀前处理电镀前处理 清洁
45、剂清洁剂介绍介绍 图形电镀前处理采用酸性清洁剂 ( PH 0-5) 绝大部分清洁剂没有微蚀作用清洁剂作用： 去除铜表面的氧化 去除钝化 中和，酸化和湿润孔壁和干膜边缘，清洁，去除残留物 调整干膜侧壁，预防干膜析出电镀前处理电镀前处理 微蚀微蚀 微蚀的目的和作用微蚀的目的和作用微蚀粗化铜表面，加强铜铜结合力去除铜表面的残留物和氧化物，避免污染电镀铜槽 微蚀药水介绍微蚀药水介绍硫酸: 10-50 ml/l H2SO4氧化剂： 双氧水 H2O2 过硫酸钠Na2S2O8电镀前处理电镀前处理 微蚀微蚀技术基础介绍空气搅拌有利于铜表面和孔内均匀的微蚀效果，但不利于硫酸双氧水体系 通常微蚀量控制 0.5-1
46、.0 m /min. 铜离子浓度决定槽寿命，当铜离子浓度超标时，建议新配槽： 过硫酸钠体系铜离子20 g/l, 双氧水体系铜离子30 g/l影响微蚀量的因素：影响微蚀量的因素： 氧化剂的浓度 硫酸的浓度 铜离子浓度 槽液温度 铜的晶体结构 空气搅拌电镀前处理电镀前处理 酸浸酸浸酸浸的目的和作用酸浸的目的和作用酸浸是电镀铜前很重要的步骤酸浸在电镀板面产生均匀的扩散层,确保电镀时板面处于相同游离态条件下快速的起镀。 去除铜面的氧化保护电镀铜槽免受污染活化和湿润铜表面，消除极化点，预防电镀表面缺陷配槽浓度：配槽浓度： 10v/v 酸铜电镀酸铜电镀垂直镀铜电镀反应垂直镀铜电镀反应传统垂直电镀铜传统垂直
47、电镀铜阳极：阳极： Cu0 Cu2+ + 2e-阳极区间铜溶解阳极区间铜溶解阴极：阴极： Cu2+ + 2e- Cu0 阴极区间铜沉积到线路板上阴极区间铜沉积到线路板上电镀铜药水电镀铜药水介绍介绍电镀铜槽液主要含： 硫酸铜，硫酸，氯离子，光亮剂，载运剂，整平剂。电镀铜槽各要素的作用电镀铜槽各要素的作用电镀铜药水电镀铜药水介绍介绍 硫酸铜硫酸铜(CuSO4 * 5 H2O):五水硫酸铜和阳极铜作为电镀的金属来源五水硫酸铜和阳极铜作为电镀的金属来源电镀铜药水电镀铜药水介绍介绍硫酸硫酸 (H2SO4):作为硫酸体系的电镀铜，硫酸起导电作用。作为硫酸体系的电镀铜，硫酸起导电作用。电镀铜药水电镀铜药水介
48、绍介绍氯离子氯离子 (Cl-):氯离子对阳极均匀腐蚀起很重要的作用。氯离子对阳极均匀腐蚀起很重要的作用。氯离子是光亮剂和载运剂的媒介。氯离子是光亮剂和载运剂的媒介。电镀铜药水电镀铜药水电镀时没有添加剂电镀时没有添加剂电镀铜药水电镀铜药水电镀时没有添加剂电镀时没有添加剂电镀铜延展性类似于化学铜的沉积，仅约23电镀铜层有很高的抗拉强度 50mN/cm2电镀铜药水电镀铜药水载运剂的作用电镀铜药水电镀铜药水载运剂的作用载运剂的作用载运剂形成的极化层控制光亮剂，整平剂和氯离子载运剂形成的极化层控制光亮剂，整平剂和氯离子 形成最佳的形成最佳的铜还原环境。铜还原环境。 部分载运剂能调整铜表面并改善湿润性。部
49、分载运剂能调整铜表面并改善湿润性。电镀铜表面比只有光亮剂电镀时稍光亮些，并且整平的效果有电镀铜表面比只有光亮剂电镀时稍光亮些，并且整平的效果有改善。改善。安美特电镀添加剂载运剂作为整平剂的一部分，是在阳极和阴安美特电镀添加剂载运剂作为整平剂的一部分，是在阳极和阴极区间形成均匀极化层的必要成分。极区间形成均匀极化层的必要成分。电镀铜药水电镀铜药水整平剂的作用整平剂的作用整平剂和光亮剂协同作用，使电镀铜沉积光亮并象镜子反光一样。整平剂和光亮剂协同作用，使电镀铜沉积光亮并象镜子反光一样。整平剂带正电，在阴极线路板上高电流区阻碍铜沉积。整平剂带正电，在阴极线路板上高电流区阻碍铜沉积。电镀铜药水电镀铜药
50、水光亮剂作用光亮剂作用和载运剂，氯离子共同作用使得电镀铜沉积光亮如镜.光亮剂又称电镀加速剂，催化剂。光亮剂加速转化: Cu2+ Cu+ Cu0光亮剂确保电镀铜层有好的延展性。电镀铜药水电镀铜药水光亮剂的作用光亮剂的作用和载运剂，氯离子共同作用使得电镀铜沉积光亮如镜.光亮剂又称电镀加速剂，催化剂。光亮剂加速转化: Cu2+ Cu+ Cu0光亮剂确保电镀铜层有好的延展性。镀铜流程镀铜流程阳极和阴极有效电镀面积计算阳极和阴极有效电镀面积计算阳极和阴极有效电镀面积计算阳极和阴极有效电镀面积计算 阳极的电流密度在阳极的电流密度在 0.32.0ASD之间之间镀铜流程镀铜流程- CVS 分析添加剂浓度分析添
51、加剂浓度 CVS分析电镀添加剂浓度分析电镀添加剂浓度光亮剂浓度采用光亮剂浓度采用MLAT 分析方法分析方法整平剂浓度采用整平剂浓度采用DT分析方法分析方法深镀能力深镀能力延展性和抗拉强度延展性和抗拉强度 电镀铜分布电镀铜分布热冲击热冲击酸铜电镀常规测试镀铜流程镀铜流程-通孔电镀深镀能力测量方法通孔电镀深镀能力测量方法介绍介绍 通孔电镀，最小深镀能力和通孔电镀，最小深镀能力和IPC平均电镀灌孔能力测量计算方法如平均电镀灌孔能力测量计算方法如下：下： 方法方法1 方法方法2 最小深镀能力最小深镀能力MinTP% 平均电镀灌孔能力平均电镀灌孔能力AveTP%镀铜流程镀铜流程-盲孔电镀深镀能力测量方法
52、盲孔电镀深镀能力测量方法介绍介绍 盲孔电镀，深镀能力计算如下：盲孔电镀，深镀能力计算如下：镀铜流程镀铜流程-通孔深镀能力的影响因素通孔深镀能力的影响因素 介绍介绍 通孔深镀能力的影响因素如下通孔深镀能力的影响因素如下:深镀能力参数示例标准配槽深镀能力参数示例标准配槽镀铜流程镀铜流程-介绍介绍 线路板类型:板厚2.4 mm 孔径0.30 mm 板厚/孔径： 8 / 1电镀参数:15 ASF100 min深镀能力MinTP%: 90.9 %镀铜流程镀铜流程-深深镀能力厚板电镀药水镀能力厚板电镀药水 Cupracid TPCupracid TP线路板类型:板厚4.5 mm 孔径0.30 mm 板厚/
53、孔径: 15/ 1电镀参数:15 ASF100 min深镀能力MinTP%: 70 %镀铜流程镀铜流程-深深镀能力厚板电镀药水镀能力厚板电镀药水 Cupracid TP Cupracid TP镀铜流程镀铜流程-深镀能力厚板电镀药水深镀能力厚板电镀药水 Cupracid TP 高深镀能力药水的优点高深镀能力药水的优点药水和普通电镀药水对比深镀能力 板厚2.4mm ，孔径0.3mm对比发现：电镀效率提高，铜球耗量减少，成本降低很多。镀铜流程镀铜流程-延展性和抗拉强度测试延展性和抗拉强度测试 电镀铜需要具有足够的延展性和抗拉强度。电镀铜需要具有足够的延展性和抗拉强度。测试条件测试条件: 通常我们制作
54、延展性和抗拉强度的流程如下通常我们制作延展性和抗拉强度的流程如下: 药水浓度在控制范围药水浓度在控制范围 选择抛光过的表面没有刮痕的不锈钢板槽液充分活化，以槽液充分活化，以 1.5ASD电镀电镀 铜厚度铜厚度50-60um（一次性）（一次性） 取下所需铜皮，烘烤取下所需铜皮，烘烤 120-130 度度 4-6 小时小时, 测试延展性和抗拉强测试延展性和抗拉强度度。镀铜流程镀铜流程晶体结构和物理性能晶体结构和物理性能标准浓度的标准浓度的光亮剂和整平剂光亮剂和整平剂 少量 twins 晶体结构尺寸: 2-5m 延展性: 18% 抗拉强度: 28KN/cm2镀铜流程镀铜流程 晶体结构和物理性能晶体结构和物理性能高电流密度区高电流密度区太多的有机污染太多的有机污染: 晶体结构（晶界）有异常晶体结构（晶界）有异常 晶体尺寸晶体尺寸: 1-3m 延展性延展性: 3% 抗拉强度抗拉强度: 30KN/cm2镀铜流程镀铜流程- 电镀铜均匀性测试电镀铜均匀性测试 电镀铜均匀性主要由设备的设计决定。 有机添加剂和其他药水浓度对分布仅仅起次要的作用。因此，在新线开始时将电镀均匀性调整和优化好是非常重要的。因此，在新线开始时将电镀均匀性调整和优化好是非常重要的。通常电镀均匀性以 COV% 计算, 此外在有些厂也以R值来计算。 谢 谢 ！
