电镀铜工艺n 铜的特性–铜,元素符号Cu,原子量63.5,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和良好的机械性能.–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.电镀铜工艺的功能n 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./厚度及防止导电电路出现热和机械缺陷性电镀铜工艺的功能n 电镀铜层的作用,5-8微米作为孔的化学沉铜层的加厚层,通过全板镀铜达到厚度–称为加厚铜.称为图形镀,其厚度可达20-25微米–作为图形电镀锡或镍的底层, .铜硫酸鹽酸性鍍銅的機理酸性鍍銅液各成分及特性簡介酸性鍍銅液成分g硫酸銅（CuSO4— .5H2O) —硫酸(H2SO4) 氯離子（Cl-) ——添加劑酸性鍍銅液各成分功能— CuSO4.5H2O ：主要作用是提供電鍍所需Cu2＋及提高導電能力— H2SO4 ：主要作用是提高鍍液導電性能，提高通孔電鍍的均勻性。
— Cl- ：主要作用是幫助陽極溶解，協助改善銅的析出，結晶。
—添加劑：主要作用是改善均鍍和深鍍性能，改善鍍層結晶細密性。
酸性鍍銅液中各成分含量對電鍍效果的影響— CuSO4.5H2O ：濃度太低，高電流區鍍層易燒焦；濃度太高，鍍液分散能力會降低。
— H2SO4 ：濃度太低，溶液導電性差，鍍液分散能力差。
濃度太高，降低Cu2+的遷移率，電流效率反而降低，並對銅鍍層的延伸率不利。
— Cl- ：濃度太低，鍍層出現台階狀的粗糙鍍層，易出現針孔和燒焦；濃度太高，導致陽極鈍化，鍍層失去光澤。
—添加劑：（後面專題介紹）操作條件對酸性鍍銅效果的影響g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。
g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。
g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—空氣攪拌無油壓縮空氣流量0.3-0.8m3 / min.m2打氣管距槽底3－8cm，氣孔直徑2 mm孔間距80－130 mm。
孔中心線與垂直方向成45o角。
g過濾PP濾芯、5－10mm過濾精度、流量2－5次循環/小時g陽極磷銅陽極、含磷0.04-0.065%操作條件對酸性鍍銅效果的影響磷銅陽极的特色g 通電后磷銅表面形成一層黑色(或棕黑)的薄膜g 黑色(或棕黑色)薄膜為Cu3P又稱磷銅陽极膜g 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，從而的積累。
減少Cu+ 的繼續產生陽极膜形成后能抑制Cu+—-1 cm-1具有金屬導電性陽极膜的電導率為— 1.5X104ê磷銅的陽极化—磷銅較純銅陽极化小(1A/dm2 P0.04-0.065% 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电镀铜阳极表面积估算方法 g 圆形钛篮铜阳极表面积估算方法— pdlf /2 f=系数l=F p=3.14 d=钛篮直径钛篮长度 g 方形钛篮铜阳极表面积估算方法— 1.33lwf f=系数l=钛篮长度w=钛篮宽度 :g f与铜球直径有关 =12mm f=2.2直径 =25mm f=1.7直径=15mm f=2.0 直径 =28mm f=1.6 直径直径=38mm f=1.2磷铜阳极材料要求规格 g 主成份– Cu : 99.9% min – P : 0.04-0.065% g 杂质– Fe : 0.003%max – S : 0.003%max Pb : 0.002%max– Sb : 0.002%max–Ni : 0.002%max–– As : 0.001%max影響陽极溶解的因素 )之間陽极面積g (即陽极電流密度控制在0.5ASD-1.5ASD 陽极袋)(聚丙烯g陽极及陽极袋的清洗方法和頻率g添加剂对电镀铜工艺的影响 -载体g吸附到所有受镀表面, 增加从而改变分布不表面阻抗, 良情况. 抑制沉积速率整平剂-g选择性地吸附到受镀表面抑制沉积速率＊各添加剂相互制约地起作用g 光亮剂-选择性地吸附到受镀表面,,从而恶化分降低表面阻抗 .布不良情况提高沉积速率 -g 氯离子增强添加剂的吸附电镀层的光亮度 (b)的机理c载体() /光亮剂(c)快速地吸附到所有受镀表面并均一地抑制电沉积载体 .光亮剂(b)吸附于低电流密度区并提高沉积速率n的交互作用导致产生均匀的表面光亮度和光亮剂n 载体(c)(b)电镀的整平性能的机理)l(整平剂),c(载体(b),光亮剂．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电镀铜镀层厚度估算方法 (mil)电镀铜镀层厚度估算方法电镀时间(分钟) / 114电镀阴极电流密度— (ASD) Xm1 mil = 25.4 μ电镀铜溶液的分散能力(Throwing Power)电镀铜溶液–电镀铜溶液的电导率硫酸的浓度温度硫酸铜浓度–添加剂–(d)(L),–板厚度孔径）2 /（孔径inch）：（板厚L2/d inch提高电流密度: 搅拌 .表面分布也受分散能力影响的测定方法Throwing Power g(Throwing Power)电镀铜溶液的分散能力电镀铜溶液和电镀线的评价g电镀铜溶液和电镀线的评价的测定方法Throwing Power电镀铜溶液和电镀线的评价g 延展性—用不锈钢片在镀槽或延展性测试槽镀上2mil 铜片..把铜片烘2小时130oC—再以 .—用延展性测试机进行测试热冲击测试g —测试步骤 '裁板16''x18'(1) 进行钻孔；(2)经电镀前处理磨刷；(3)电镀；(4) Desmear + PTH +(5) 经电镀后处理的板清洗烘干； 100mm x 100mm测试板；(6) 每片板裁上、中、下3小片电镀铜溶液和电镀线的评价热冲击测试g4小时. —以120oC烘板秒. 把板浸入288oC铅锡炉10— .—以切片方法检查有否铜断裂电镀铜溶液的控制–硫酸铜浓度硫酸浓度–氯离子浓度––槽液温度监控添加剂含量Hull Cell用–．–镀层的物理特性(延展性/抗张强度)分析项目g并维持在最佳范围内生产上述项目须定期分析,电镀铜溶液的控制赫尔槽试验(Hull Cell Test)g电镀铜溶液的控制(Hull Cell Test)参数g 赫尔槽试验电流: 2A—: 10分钟—时间空气搅拌搅拌: —室温温度: —电镀铜溶液的控制赫尔槽试验g (Hull Cell Test)----Copper Gleam 125T-2(CH),中高电流密度区无光泽高电流密度区烧焦非常低Additive2-3ml/l Copper Gleam 125T-2(CH) Additive改正方法:添加电镀铜溶液的控制(Hull Cell Test)g 赫尔槽试验----Copper Gleam125T-2(CH),试片的其它区域仍然正常仅高电流密度区烧焦低Additive改正方法:添加1ml/l Copper Gleam 125T-2(CH) Additive电镀铜溶液的控制赫尔槽试验(Hull Cell Test)g整个试片光亮度降低高电流密度区呈不适当氯离子含量条纹沉积, 如有需要请作调整:改正方法分析氯离子含量,电镀工艺过程—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。
流程说明 )(10%—浸酸硫酸。
,此酸通常為10%除去經過水洗后板面產生的輕微氧化电镀铜 :特性及优点Copper Gleam 125T-2(CH) 镀层有光泽而平均1. 2.特佳孔内覆盖能力 3.特佳的分布能力 4.优良的镀层物理特性易于分配及控制5.镀层特性 /厘米导电性0.59微姆欧延展性16-20% /立方厘米密度8.9克30-35Kg/mm2抗拉强度可焊性非常好结构高纯细致等轴晶粒之镀液于投Gleam 125T-2(CH)次而镀层无裂痕) 可抵受5Copper 秒热冲击(288℃ 10以确保能镀出品质促使铜阳极上能形成一均匀之阳极膜, 入生产前需作假镀处理,24) 电镀安培14~20 ASF (约0.2/公升用优良之镀层。
假镀之程序为先以假镀板,假镀板每安培小时每公升溶液。
为避免过厚镀层剥落在电镀槽液5, 小时直至达到镀液便可作生产之用。
, 小时更换。
当完成假镀程序后2~4．电镀线配线方法设备准备程序槽子的清洗并随后用硫酸溶液中和。
工艺槽及附属设备必须彻底清洁,在配槽之前, 本清洗程序更显得重要。
对于新设备或先前使用其它工艺的设备, 20-50ml/l清洁液──氢氧化钠20-50g/l 中和液──硫酸程序用清水清洗各缸及其附属设备A. 如有打气及过滤系统则开启B.各缸注满清水浸洗, )清洗(无需加滤芯排走废水C. 小时浸洗8 D.加入清洁液(NaOH 20-50g/l)到槽内, ,并开启所有打气及过滤泵。
以上 E.排走氢氧化钠清洁液 ,清洗干净。
F.注入清水 G.排走废水小时以,浸洗8 加入中和液H.(H2SO4 20-50ml/l)到槽内并开启所有打气及过滤泵。
上, 排走硫酸溶液I. ,排走废水。
再以清水清洗J. 清洗整套设备。
,各槽注满清水浸洗,开启打气及过滤泵K. 槽子已清洗完毕。
L.排走废水, 新阳极袋的清洗℃左右将阳极袋放入该溶液50g/l 用氢氧化钠溶液加热至50A.小时。
中浸泡8 取出阳极袋用清水清洗干净。
B.C. 用100ml/l 硫酸溶液浸泡8 小时以上。
D. 用纯水彻底清洗干净。
阳极篮的清洗A. 用50g/l 氢氧化钠溶液加热至50℃左右，将阳极篮放入8 小时。
该溶液中浸泡 B. 取出阳极篮用清水清洗干净。
8 小时以上C. 用100ml/l 硫酸溶液浸泡 D. 用纯水彻底清洗干净聚丙烯过滤芯的清洗 A. 以热纯水清洗 8 小时以上以100ml/l 硫酸浸泡B.C. 用纯水彻底清洗干净新铜阳极的清洗小时以上50g/l 氢氧化钠溶液浸泡8 A.用用清水冲洗干净B. 阳极呈鲜红色即可。
双氧水浸泡,硫酸C.再以50ml/l +50ml/lD.用清水清洗干净 100 ml/l 硫酸浸泡E.用F.用纯水彻底冲洗干净即可使用配槽步骤Copper Gleam 125T-2(CH)计算配槽所需的已碳处理好的硫酸铜浓缩液的a.DI 水至60%液位。