沉铜工序工程培训
条件 沉铜 微蚀 防氧化 预浸 烘干 活化 下板 促化 检查 (背光 测试)
附:流程图
1、工序流程图 2、生产线流程图 a.粗磨机流程图 b.沉铜线流程图
收 板
粗 磨 挂 板
检 查
返做
检查
合格
出 货 沉铜生产线
合格
放 板
磨板段
清洗段
超声波水洗段
高压水洗段
烘 干
接 板
D01上/下板 D27 膨胀 D36-37 除胶 D32 中和 D36 条件 D23 微蚀 D20 预浸 D16 促化 D28 水洗 D35 水洗 D31 水洗 D25 水洗 D34 水洗 D30 水洗 D24 水洗 D29 水洗 D33
沉铜段
效果图
PTH孔开
板材问题引起孔开
沉铜段
效果图
DF膜碎引起孔开
锡薄引起孔开
化学镀铜反应机理
结合反应①和②有如下反应
Cu2++2CH2O+4OH- Pdo/cu CU+2C=-O-O-+2H2O+2H2---③ 反应式③表明化学镀铜反必须具备以下基本条件 1)化学镀铜液为强碱性,甲醛的还原能力取决于溶液中 的碱性强弱程度,即溶液的PH值。 2)在强碱条件下,要保证Cu2+离子不形成Cu(OH) 2沉淀, 必须加入足够的Cu2+离子络合剂(由于络合剂在化学镀 铜反应中不消耗,所以反应③式中省略了络合剂。
环氧表面 (负电性)
处理前板
条件缸 (阳离子表 面活性剂)
经条件缸后 (正电性)
处理后板
各药水缸作用
B、微蚀
弱腐蚀(粗化处理),是利用微蚀剂从铜基体表面上蚀 刻掉20-50U”的铜,从而得到一个化学清洁的粗糙表 面,使化学镀铜层和底铜结合良好,保证以后图形电 镀不分层,以往粗化处理是采用过硫酸盐或酸性氯化 铜水溶液进行粗化处理,本公司采用的是NAPS及H2SO4 来处理(微蚀速率:30U “-60“/分)。
化学镀铜反应机理
加有甲醛的化学镀铜液,存在以下两个副反应,使化 学镀铜液产生自然分解。 1) Cu20的形成反应
2Cu2+HCOH+5OH-=Cu20+HCOO-+3H2O---(4)
形成的Cu20在强碱条件下存在下面的可逆反应 Cu20+H20=2Cu++20H- ---⑤ Cu20数量很少,远小于Cu+和0H-反应的溶度积,所以在碱 性条件下存在可逆反应⑤,一旦两个Cu+离子相碰,便 产生反应式⑥所列的歧化反应。
各药水缸作用
C、中和缸 1.去除板面上的二氧化锰及溶液 2.氢氟酸(NH4HF2))起去除玻璃纤维作用。
各药水缸作用
效果
与内层铜环离层
胶渣过多
除胶段
效果
除胶过度
孔壁离层
各药水缸作用
2、沉铜段 沉 铜 段 微蚀 预浸 活化 沉铜作用 沉铜层
条件
沉铜
促化
沉铜
各药水缸作用
A、条件 条件剂(除油剂.整孔剂)经过条件缸后环氧树脂淀积 在表面上用阳离子表面活性剂进行调整处理,对磺酸 根的环氧表面有强的中和能力,使负电性的表面变成 带有正电性,从而顺利的吸附胶体钯活化剂,得到均 匀的化学镀铜层。
胶体钯活化液反应机理
影响活化液活性和稳定性的因素
a. A液中Sn2+/Pd2+离子浓度比值 b. 溶液的配制方法 a. A液中Sn2+/Pd2+离子浓度比值 Sn2+离子和Pd2+离子浓度比为2:1时,所得到的活化液 活化性能最好,因为Sn+2和Pd+2在溶液中反应形成不稳定的 络合物。 Pd2++2Sn2+ (PdSn)2+=(PdSn)2+ Pd0+ Sn4+ + Sn2+
各药水缸作用
A、膨胀缸:膨胀剂是一种有机溶剂它的主要作用是膨松 附在孔壁内的环氧树脂,起到一种溶胀作用,增大此 部分的面积为下一步更好除胶做准备。 B、除胶缸:目前线路板去除环氧玷污的方法分湿法和干 法(不介绍)两种,本公司采用的是湿法第II种,其 中湿法包括: 湿法
I.H2SO4-HF处理法
II.高锰酸钾氧化法 本公司采用
影响活化液活性和稳定性的因素
a. A液中Sn2+/Pd2+离子浓度比值 在300C条件下(PdSn)2+络合物离子歧化反应12分钟, 约有90%以上的络合物离子被还原成金属钯(以极其细 小的金属颗粒分散在溶液中),若此时加入过量的Sn2+ 和CL-,这些细小的钯核表面上很快吸附大量的Sn2+离子 和CL-离子,形成带负电性的胶体化合物Pd(SnCL3)n(悬浮在水溶液中)。因为它们是带负电的胶团,在水 溶液中互相碰撞呈布朗运动状态,不会聚沉。
磨板原理
E、磨板后质量检查 a.目检板面是否有氧化、水迹、污物. 板面清洁度 。 b.水膜测试 测试方法:取板面清洁处理后的板,用水浸湿板面并垂直 放置,用秒表测量水腊膜破裂的时间,一般在精磨时采 用处。 c.板面粗糙度:经磨板后的板面粗糙程度(2.0µm左右).
* 行业界人员定义 一些参数衡量粗糙度如 Ra;表面取样长度内基准线上所有距离绝对 值的算术平均值;一般0.2-0.4µm.Rt;表面取样长度内最高峰顶和最低谷度之间的距 离1.5-3.0µm一般用目视法估计,较少用科学仪器检测。粗糙度由:磨刷材料,磨 料粒度,磨板时的功率等共同决定。
D22 水洗
D19 活化 D15 水洗 D18 水洗 D09-14 沉铜
D21 水洗
D17 水洗 D08 水洗 D07 水洗
D06 防氧化
D05 水洗
D04 水洗
D02-03 烘干
D01 上/下板
磨板作用
a.除去板面的氧化,油污,手指印,及其它污物,在板 面上形成微观粗糙表面。 b.利用磨板机的超音波水洗及高压水洗冲洗孔内起到清 洁孔壁,减少孔内披锋。 附效果图: 板面氧化.油污.手指印等
磨板原理
F、影响磨板质量的主要因素 磨辘型号及材料 磨轮转速(线速度相对稳定,大约12m/Sec,转速与磨辘 的直径有关,125mm直径转速一般在1800-2000min-1。) 输送速度 功率或磨痕 磨辘、钢辘及运输轮的水平。 摇摆(3-10mm)摇摆可以减少板面粗糙度的方向性改善 板面质量,延长磨辘的使用寿命。)
化学镀铜反应机理
3)从反应可以看出,每沉积1M的铜要消耗2M甲醛,4M氢 氧化钠。要保持化学镀铜速率恒定,和化学镀铜层的 质量,必须及时补加相应的消耗部分。 4)只有在催化剂(Pd或Cu)存在的条件下才能沉积出金 属铜,新沉积出的铜本身就是一种催化剂,所以在活 化处理过的表面,一旦发生化学镀铜反应,此反应可 以继续在新生的铜面上继续进行。利用这一特性可以 沉积出任意厚度的铜,加成法制造印制板的关键就在 于此。
C、预浸 保护活化缸,避免PH值发生变化。(在活化之前先在含 有Sn+2离子的酸性溶液中进行预浸处理,然后不经水洗 直接浸入胶体钯活化液中进行活化处理。)
各药水缸作用
D、活化 是在绝缘基体上吸附一层非连续的重金属颗粒(可吸附 还原剂),使经过活化的基体表面具有催化还原金属的 能力,从而使化学沉铜反应在整个催化处理过的基体 表面上顺利进行。活化方法包括分步活化法和胶体钯 活化法(本公司采用后一种,以下详细介绍)。 孔壁为绝缘基材 活化 黑点表示重金属颗粒
沉铜工序工程培训内容
1、简介 2、磨板机原理及作用 3、各药水缸的作用及反应机理 4、常见问题分析及处理 附:常见坏点图片
简 介
一、沉铜的作用:沉铜也称化学镀铜它的作用是在孔壁 非导电体(绝缘体)表面沉积一层铜,以确保内层导 体与电路的可靠连接。 二、沉铜工序流程: 磨板 挂板 膨胀 除胶 中和
影响活化活性和稳定性的因素
a. A液中Sn2+/Pd2+离子浓度比值
印制板活化处理之后在水洗时由于SnCL2水 解形成碱式锡酸盐沉淀(SnCL2+H2 Sn(OH)Cl +HCL)在SnCL2沉淀的同时,连同Pd0核一起 沉积在被活化的基体表面上。
影响活化液活性和稳定性的因素
b. 溶液的配制方法 *歧化反应时间太短,(PdSn2)2+络合物分解不 充分便加入B液,由于其中存在大量的CL-和Sn+2 ,立即和未完成歧化反应的(PdSn2)2+络合物反 应形成另一种新的非常稳定的(PdSn6)+10络合 物(草绿色),不能还原出金属钯,此时活化液没 有活化性。 *歧化反应时间过长,形成的钯核聚集过大易于 沉淀,此时溶液的稳定性太差。
磨板效果
附图(可能导致的坏点)
磨板过度
线路离层
各药水缸作用
沉铜线药水缸介绍 沉铜线具体可分为两段,除胶渣段及沉铜段。 沉铜线 除胶渣段 沉铜段
膨胀 除胶 中和
条件 活化 微蚀促化 预浸 沉铜
各药水缸作用
1.除胶段 为何除胶:因为印制板在钻孔时产生瞬时高 温,而环氧玻璃基材为不良热良体,在钻孔 时热量高度积累,孔壁表面温度超过环氧树脂 玻璃化温度,结果造成环氧树脂沿孔壁表面流动,产 生一层溥的环氧树脂油污(Epoxy Smear).如果多层 板钻孔之后,不进行除胶将此部分物质处理干净将会 造成多层板内层信号线连接不通,或连接不可靠。 除 胶 段 膨胀 除胶 中和
各药水缸作用
F、沉铜
*沉铜缸化学药剂介绍 盐:主要用CuSO4.5H2O推荐含量5-15g/l 络合剂:酒石酸钾钠,EDTA.2Na,NN‘NN’四羟丙基乙 二胺等 还原剂:甲醛,具有优良的还原性能,可以有选择性 的在活化过的基体表面自催化沉积铜 PH值调节剂:甲醛在强碱条件下才具有还原性,为此 必须在溶液中加入适量的碱,最常用的是NaOH 添加剂:稳定化学镀铜液不产生自然分解,也可以改 善化学镀铜层物理性能,改变化学镀铜速率