深圳市祥光达光电科技有限公司
Shenzhen Auspicious Light of Photoelectric Technology Co., Ltd.
图形电镀培训教材
联 系 人：唐 青 山 联系电话：13682465117 地 址：深圳市福田区上步南 路国企大厦永富楼
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图形电镀目的
在完成干菲林工序后呈现出线路的铜面上 用电镀方法加厚铜层，再镀上一层锡作为该线路 的保护层。
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电镀铜工艺

铜的特性
– 铜：元素符号Cu，玫瑰红色，原子量63.54，密度8.89克/立方厘 米，Cu2+的电化当量1.186克/安时. – 铜具有良好的导电性（电阻1.673uΩ.cm）和良好的机械性能（ 抗拉能力220-420MPa）. – 铜容易活化，能够与其他金属镀层形成良好的金属--金属间键合 ，从而获得镀层间的良好结合力.
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酸性镀铜液各成分功能
— CuSO4.5H2O — H2SO4 — Cl— 添加劑 ：主要作用是提供電鍍所需Cu2＋及提高導電能力 ：主要作用是提高鍍液導電性能，提高通孔電鍍的均勻性。 ：主要作用是幫助陽極溶解，協助改善銅的析出，結晶。 ：主要作用是改善均鍍和深鍍性能，改善鍍層結晶細密性。
— Cl— 添加剂
：浓度太低，鍍層出現台階狀的粗糙鍍層，易出現針孔和燒焦； 浓度太高，導致陽極鈍化，鍍層失去光澤。 ：（后面专题介绍）
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操作條件對酸性鍍銅效果的影響
溫度 — 溫度升高，電極反應速度加快，允許電流密度提高，鍍層沉 積速度加快，但加速添加劑分解會增加添加劑消耗，鍍層結 晶粗糙，亮度降低。 — 溫度降低，允許電流密度降低。高電流區容易燒焦。防止鍍 液升溫過高方法：鍍液負荷不大于0.2A/L，選擇導電性能優 良的挂具，減少電能損耗。配合冷水機，控制鍍液溫度。 電流密度 — 提高電流密度，可以提高鍍層沉積速率，但應注意其鍍層 厚度分布變差。 攪拌 — 陰極移動：陰極移動是通過陰極杆的往複運動來實現 工件的移動。移動方向與陽極成一定角度。陰極移動振幅 50－75mm，移動頻率10－15次/分
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电镀铜溶液和电镀线的评价
深 镀 能 力
★ 定义及说明
根据设备能力及生产实际拟定板的尺寸、纵横比、电镀参 数等,进行电镀处理后,打切片测量，但必须确保测试孔孔形正 常，且均是导通孔的 。 参考板的尺寸18″× 24″，纵横比为通孔6:1，盲孔为 0.75:1
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电镀铜工艺

电镀铜工艺
– 在化学沉铜层上通过电解方法沉积金属铜，以提供足够的导 电性/厚度及防止导电电路出现热和为孔的化学沉铜层的加厚层，通过全板镀铜达到厚度5-8微 米，称为加厚铜。 – 作为图形电镀锡或镍的底层，其厚度可达20-25微米，称为图 形镀铜。
＊各添加剂相互制约地起作用.
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电镀层的光亮度
载体 (c) /光亮剂 (b)的机理 c c cb cbc cb b

c c b
cb c cb b b b
c
c c cb cbcb b b
c
c cb
b
载体(c)快速地吸附到所有受镀表面并均一地抑制电沉积 光亮剂(b)吸附于低电流密度区并提高沉积速率. 载体(c)和光亮剂(b)的交互作用导致产生均匀的表面光亮度
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电镀铜的原理
直流 整流器
ne-
ne-
+
阳极 离子交换
电镀上铜层 阴极 (受镀物件) 镀槽
Cu
Cu2+ + 2e-
Cu2+ + 2e-
Cu
电镀液组成(H2O+CuSO4.5H2O+H2SO4+Cl +添加剂) 深圳市祥光达光电科技有限公司 唐青山 13682465117
光亮剂/载体/整平剂的混 合l b c c c b c c b l l c c b
c c
c b
b l c b b l c c b c b b
l l
载体抑制沉积而光亮剂加速沉积 整平剂抑制凸出区域的沉积 整平剂扩展了光亮剂的控制范围
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电镀铜镀层厚度估算方法
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电镀铜溶液和电镀线的评价
测试步骤 热冲击测试 (1)裁板16''x18'’ (2) 进行钻孔； (3) 经电镀前处理磨刷； (4) Desmear + PTH + 电镀； (5) 经电镀后处理的板清洗烘干； (6) 每片板裁上、中、下3小片100mm x 100mm测试板； 热冲击测试
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影響陽极溶解的因素
陽极面積(即陽极電流密度控制在0.5ASD-1.5ASD之間) 陽极袋 (聚丙烯) 陽极及陽极袋的清洗方法和頻率
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添加剂对电镀铜工艺的影响
载体 吸附到所有受镀表面, 增加 表面 阻抗,从而改变分布不 良情况. 抑制沉积速率 整平剂 选择性地吸附到受镀表面 抑制沉积速率 光亮剂 选择性地吸附到受镀表面, 降低表面阻抗,从而恶化分 布不良情况. 提高沉积速率 氯离子 增强添加剂的吸附
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-
硫酸盐酸性镀铜的机理
电极反应 阴极： 副反应 Cu2+ +2eCu Cu2+ + eCu＋ Cu+ 阳极： + eCu 标准电极电位 。 Cu2+ / Cu 。 Cu2+ / Cu 。 Cu+ / Cu
＋
= +0.34V = +0.15V = +0.51V
Cu -2e Cu2+ Cu e Cu+ 2Cu+ + 1/2O2 + 2H+ 2Cu2+ + H2O
★ 计算方法
均匀性
最大值 最小值 1
2 100% 镀铜厚度的平均值
参考接受标准：垂直电镀线均匀性≤15% 水平电镀线均匀性≤10%
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电镀铜溶液和电镀线的评价 ★ 测试要求
板材尺寸 ：18″× 24″表铜厚为1OZ的覆铜板(特殊要求除 外）； 电镀参数：根据每条线的能力，设计电镀参数使镀铜厚度为 1mil； 电镀取值：电镀前测量板面底铜厚度，电镀后测量指定取点位置 的铜厚，其差值作为镀铜厚度的分析数据； 取点方法：1）均匀取点，数量:短边5x长边7=35个； 2）板边最近距离点距板边0.5inch(特殊要求除外）； 计算要求：均匀性测试以1缸板为单位(2飞巴/缸，2面/飞巴)， 缸与缸之间全部进行评估。
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电镀铜工艺流程
除油 微蚀 电镀 磺酸洗 镀锡
烘干
酸洗
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电镀铜工艺流程
流流程说明
— 酸性除油 酸性除油的主要作用為除去輕度氧化及輕度污漬和手印。
一
浸 酸(10%硫酸) 除去經過水洗后板面產生的輕微氧化,此酸通常為 10%。
-1
cm-1具有金屬導電性 P0.04-0.065%磷銅的陽极化
比無氧銅低50mv-80mv)不會導致陽极钝化。 — 陽极膜會使微小晶粒從陽极脫落的現象大大減少 — 陽极膜在一定程度上阻止了銅陽极的過快溶解
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电镀铜阳极表面积估算方法

圆形钛篮铜阳极表面积估算方法
陽極
磷銅陽極、含磷0.04-0.065%
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磷銅陽极的特色

通電后磷銅表面形成一層黑色(或棕黑)的薄膜 黑色(或棕黑色)薄膜為Cu3P又稱磷銅陽极膜 磷銅陽极膜的作用
— 陽极膜本身對(Cu+--e→Cu2+)反應有催化、加速作用，從而 減少Cu+的積累。 — 陽极膜形成后能抑制Cu+的繼續產生 — 陽极膜的電導率為1.5X104 — 磷銅較純銅陽极化小(1A/dm2
副反应
2Cu+ + 2 H2O 2CuOH + 2H+ 2Cu+ Cu2O + H2O Cu2+ + Cu
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酸性镀铜液各成分及特性简介

酸性镀铜液成分
— — — — 硫酸銅（CuSO4.5H2O) 硫酸 (H2SO4)
氯離子（Cl-) 添加劑
★ 计算方法
深镀能力 孔内镀铜厚度最小值 板面镀铜厚度平均值 100%
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电镀铜溶液和电镀线的评价 ★测试及取点要求
测试要求：对整条线的所有电镀缸进行测试，以缸为单位，并 以这个缸中最小深镀能力值为准整条线的评估以最小深镀能力的缸 为准； 取样要求：从每条飞巴上取左、中、右3块板，每块板中取板 四角和中间共5个点作评估。 取值要求：表面:A、B 、C、D为与大铜面相平,目视没有斜度的 点；板面镀铜厚度平均值选取时通孔为4点，盲孔为2点； 孔内:通孔为孔口和中间共6点(E、F、G、H、I、J)的最小值；盲 孔为孔角2点中的最小值。