pcb圖形電鍍工藝教材.doc

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1、圖形電鍍工藝教材一.圖形電鍍簡介：在平板電鍍后，板件經(jīng)過干膜曝光顯影后需要經(jīng)過圖形電鍍。圖形電鍍的目的在于加大線路和孔內(nèi)銅厚（主要是孔銅厚度），確保其導(dǎo)電性能和其他物理性能。根據(jù)不同客戶不同板件的性能要求，一般孔壁銅厚在0.8mil-1.2mil之間（平板層+圖電層），由板件特性決定其平板層和圖電層的分配。一般來說，平板電鍍層僅保證可以保護稀薄的沉銅層即可，一般在0.3mil-0.4mil左右，特殊銅厚要求和線路分布不均除外，圖形層則保證在0.4-0.6mil，在保證總銅厚的基礎(chǔ)上，如果圖形分布均勻，比較厚

2、的圖形層可以節(jié)省銅球耗用和蝕刻成本，提高蝕刻速度，降低蝕刻難度。反之，如果線寬要求不嚴，而圖形分布不均線路孤立，則可以提高平板層厚度，降低圖形電鍍層厚度。圖形電鍍后是蝕刻流程。二.圖形電鍍基本流程：板件經(jīng)過貼膜曝光顯影后形成一定的線路，圖形電鍍就是針對干膜沒有覆蓋的銅面進行選擇性加厚。圖形主要流程如下（水洗視條件不同，為一道至兩道）：進板—除油—水洗—微蝕—水洗—酸浸（硫酸）—電鍍銅—水洗—酸浸（氟硼酸）—電鍍（鉛）錫—水洗—出板—退鍍（蝕夾具）—水洗—進板1.除油：電鍍除油流程為酸性除油，主要是除去銅面表

3、面的污物。因板件經(jīng)過干膜流程后，不可避免地會在板面帶上手印、灰塵、油污等，為使板面潔凈，保證平板銅層和圖形銅層的層間結(jié)合力，必須在電鍍前加上清潔板面的流程。采用酸性環(huán)境除油效果比堿性除油差，但避免了堿性物質(zhì)對有機干膜的攻擊，主要成分為硫酸和供應(yīng)商提供的電鍍配套藥水（安美特—FR，B圖電C圖電脈沖線；羅門哈斯—LP200，B（II）線；成分均為酸性表面活性劑）。酸性除油劑的濃度測定是通過測定計算濃硫酸（98%）濃度來相對估算（無法直接測定，而配缸和消耗都是1：1比例），因此在換缸和補充的時候要保證兩者要等

4、量添加，以保證測定濃度和實際濃度的一致性。2.微蝕：除油的微蝕流程主要作用為去除表面和孔內(nèi)的氧化層，并將銅層咬蝕出微觀上粗糙的界面，以進一步提高圖形電鍍層和平板層的結(jié)合力。微蝕體系通常有兩種：雙氧水體系和過硫酸鈉體系。圖形電鍍流程一般采用過硫酸鈉和硫酸，硫酸起去除氧化，保持板面潤濕的作用?；驹恚篠2O82-+Cu→Cu2++2SO42-另外，微蝕藥水中應(yīng)該保持一定濃度的銅離子（3-15g/l），以保證微蝕速率，微蝕速率控制在0.5μm-1.5μm/min為宜。因此微蝕缸的換缸一般要保留5-10%的母液。

5、3.酸浸（電鍍前）：板件進入鍍缸前先進入酸浸缸，可以進一步去除氧化，減輕前處理清洗不良對鍍缸的污染，并保持鍍缸酸濃度的穩(wěn)定。酸浸的體系主要取決于鍍液的組分體系，鍍銅藥水是硫酸體系，酸浸缸藥水就采用硫酸，鍍錫（鉛錫）藥水是氟硼酸體系，酸浸缸藥水就采用氟硼酸。酸浸濃度和鍍缸酸濃度也保持一致，以減少對鍍缸酸濃度的稀釋作用。4.鍍銅：4.1基本原理鍍銅是通過電壓的作用下，使陽極的銅氧化成為銅離子，銅缸的銅離子在陰極獲得電子還原成銅：陽極：Cu-2e→Cu2+陰極：Cu2++2e→Cu這是鍍缸里的最主要的反應(yīng)，在酸度

6、不足的情況下，還可能出現(xiàn)還原不完全而產(chǎn)生一價銅，即所謂的“銅粉”，會導(dǎo)致鍍層粗糙或呈海綿狀，這種情況應(yīng)該避免在電鍍過程中出現(xiàn)。4.2主要成分及作用：鍍銅缸主要成分為硫酸銅、硫酸、微量氯離子、供應(yīng)商提供的鍍銅添加劑。硫酸銅是鍍液中主鹽，它在水溶液中電離出銅離子，銅離子在陰極上獲得電子沉積出銅鍍層。較高硫酸銅濃度可以提高允許電流密度，避免高電流區(qū)燒焦，硫酸銅濃度過高，則會降低鍍液分散能力。一般控制在50-80g/l之間，折合成銅離子約為12-20g/l。硫酸的主要作用是增加溶液的導(dǎo)電性，硫酸的濃度對鍍液的分散能

7、力和鍍層的機械性能均有影響，硫酸濃度太低，鍍液分散能力下降，鍍層光亮度下降；硫酸濃度太高，雖然鍍液分散能力較好，但鍍層的延展性降低。一般控制在100-150ml/l（98%）。氯離子主要作用是使陽極溶解均勻，鍍層平滑有光澤。氯離子正常時陽極膜呈黑色，過量則變成灰白色。氯離子不足容易使鍍層出現(xiàn)發(fā)花，光澤低，而過高的氯離子容易使陽極鈍化無法繼續(xù)溶解。配槽以及補加水都要純水，不可用自來水，因為里面加有氯氣或漂白粉，會帶入大量的氯離子。一般控制在40-80ppm間。通常補充氯離子采用36.5%鹽酸加入。鍍銅添加劑主

8、要有兩個組分：光亮劑、整平劑（調(diào)整劑），均為商品化產(chǎn)品，一般是一些含S或N的有機物。添加劑的作用為加速銅的沉積，改善其晶粒排布，以提高銅層的延展性等品質(zhì)。光亮劑主要作用在電鍍界面上，控制銅堆積的速率以保證沉積出來的銅層均勻光滑，從而使鍍層光亮。整平劑（調(diào)整劑）主要吸附在陰極表面,尤其是電流密度較高的位置（例如孔的拐角部位和板件的邊緣）,從而對電沉積起到抑制作用,使鍍層平整。沒有添加劑或添加劑不足，銅將在板件上做無