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电镀(PTH)制程讲解


电镀+PTH制程知识讲解
非技术人员培训教材

制作:魏金龙

电镀+PTH制程知识讲解
?电镀的常识与作用 ?电镀工艺流程 ?电镀的功能作用及参数条件影响

?设备的功能作用及要求
?电镀的主要品质问题及改善方案

一、电镀的定义与作用
1. PTH(Pl

ated Through Hole)为镀通孔之意,作用为将原 非金属之孔壁使其镀上一层薄铜(即金属化),以利后续电 镀铜顺利镀上,使其上下铜层或与内层铜顺利达到相连通之 目的。
2.电镀是一种用电解的方法沉积具有所需形态的镀层过程叫 电镀,他的作用是加厚孔铜及面铜,使镀层具有半光泽性、 延展性、抗拉性。

二、電鍍的工艺流程
1.PTH工艺流程

为什么没有水洗

2.镀铜工艺流程
酸洗

为什么没有水洗

镀铜

后处理

PTH 镀铜药液配置维护总表
线别 槽名 体积(L) 分析项目(范围) 药液控制范围 分析频率 温度控制 时间控制 备注

PI缸 整孔

120L 120L

YC-210 YC-201 SPS

300-500 Ml/l 0.13±0.04N 80±20g/l 1.5-2.5% ≤20 g/l 1.116-1.154 0.6-1.0N 1.116-1.154 0.6-1.0N 80-110% 8-12% 1.5-2.5 g/l 8-12% 4-6% 2-4% 60-90g/l 54-135ml/l 40-60ppm

1次/天 1次/天

35±5℃ 60±5℃

7分钟 6分钟

微蚀

120L

H2SO4 CU2+

1次/天

室温

90秒

预浸
PTH 活化

120L

Sg HCL Sg

1次/天

室温

60秒
保养后, 开线生 产前必 须全线 分析药 液,OK 后才可 以生产

120L

HCL 强度

1次/天

38±2℃

8分钟

速化

120L

YC-204 Cu2+

1次/天

室温

3分钟

沉铜

120L

NAOH HCHO

1次/2H

28±3℃

18分钟

酸洗 镀铜 铜缸

750L

H2SO4
CU2SO4.5H2O

2次/周

室温

90秒

2000L

H2SO4 CI-

1次/周

20-30℃

20分钟

三、电镀的功能作用及参数条件影响

1?PTH组成由PI脱脂、整孔、微蚀、预浸、活化、速化、化铜。它 的作用是给孔内沉上一层薄铜使之导通,便于后站加厚镀铜的覆盖。 A.PI 脱脂:清洁孔壁,减少钻孔后孔内残胶对品质的影响。

B?整孔:它的作用是电性调整,清除板面污染物,使板 对外有了一层正电荷静电性,利于后站带负电荷钯胶 体附着。 C?微蚀:粗化表面,将氧化物杂物和整孔适况的界面活 性剂一起剥除,使金属化的过程中避免钯胶体在板面 附着,沉铜时尽量在孔中,不会浪费物料,也可确保 品质。 D?预浸:它的作用是不让板带任何污染物入活化槽,以 维持活化槽药水的平衡。 E?活化:作用是钯原子作为化学铜中铜氧化还原反应最 佳触媒,而最终能使化铜沉上一曾均匀的镀层。

F?速化:作用是剥出铜面及皮膜上的钯胶体一种剥壳剥皮的 作用,使其露出中心钯核来使与下站化铜能进行更好的沉积 反应。 ? G?化铜:主要是使孔内金属化,沉上一层薄薄的铜层. 沉铜厚度:15-30U”。
?

2?电镀是酸洗、镀铜槽组成
?酸洗:它的作用是剥除板面氧化层,粗化板面,使镀层牢固 均匀。提供酸性环境进入铜槽,来维持铜槽的稳定性。 ? ? 镀铜:它的作用是:使镀层具有半光泽性、延展性、抗拉 性,增加镀铜厚度最终使线路的导通能力更好。
?

3.镀铜常识 A?电流密度:F=H/0.937/t (F为电流密度 H为镀铜厚度 0.937为电流效率 t为镀铜时间) B?镀铜厚度:H=0.937*F*t (H为镀铜厚度 0.937为电流效率 F为电流密度 t为电镀时间) C?电流计算方法:长*宽/929*电流密度*单挂上板片数*2 (929是将CM转换成平方英尺) 4?镀铜参数影响有:温度、浓度、摆动、鼓风、过滤 A?温度:20~28℃ ,镀液的温度过低,允许的工作电流密度会降 低,提高温度,密度会增加,但会减弱添加剂的作用,加速Cu+的 氧化,使镀液变浑浊。 B?浓度:H2SO498%:90-120ML/L,当H2SO4酸度不够时Cu+的氧化 和水解形成所谓的铜粉。氧化亚铜的生成会使镀层粗糙,因此电 镀中避免氧化亚 铜的存在,而只有H2SO4能使镀液稳定,它还 可以提高镀液的导电性和均镀能力,但太高会加速阳极的化学溶 解,使Cu2+含量上升。

C?CuSO45H2O: 它是电镀主盐,提高硫酸铜浓度,可提高允许电流度, 避免高电流区烧焦,硫酸铜过高镀铜的分散能力下降, 光量度、延展性会下降,低时镀液的分散,能力低,均 度能力会下降。 D?CL: 它是阳极的活化剂,低的情况下会产生条纹,镀层糙, 过高时镀层的光亮度下降,低电流区镀层发暗,超高时 会引起阳极的钝化。 E?光泽剂: 加入光泽剂可使镀液稳定,以免阳极极化,使镀层结晶 细致,可以减少镀层的孔隙率,同时还可以提高镀液的 分散能力和均镀能力,避免板面烧焦,过高或过低都会 引起烧焦,故添加时一定要分析后补加。

四、设备的功能作用及要求
1?阳极移动 阳极移动副度20~25毫米,速度5~45次/分。阴极移动应 与阳极的表面垂直,可提高镀层的均匀性 2?压缩空气 将液面鼓起3~4cm小于或等于0.08m2/min,空气搅拌不仅 带给镀液的强烈翻动且提供氧气促进溶液中的Cu2+氧化 成Cu+的干扰,避免铜渣的产生、稳定药水的循环及成份 的补给。 3?过滤:将槽液1~2h/次翻动,净化槽液,使槽液中的有 机杂质及时除去以免污染槽液,影响品质,同时槽液大 量的翻动可调整药水的浓度维持平衡。

五、電鍍主要品質問題
异常项目 可能发生原因 改善对策 1.当掉水洗槽并更换滤芯。 2.分析PTH线药液,debug PTH线药液槽循 环量是否正常,滤芯是否干净,若否,则 清当PTH线药液槽。 3.开启化学铜空气搅拌检查搅拌是否均匀 4?更换破损的阳极袋,分析药水浓度 5?控制标准参数作业 调整光泽剂浓度。 1.水洗槽不干净。 2.清洁剂药液太脏。 3.化学铜无空气搅拌或流量过低 4?酸度不够,阳极袋破损。 5?鼓风太大或太小Cu+氧化太快 光泽剂浓度out spec,尤其是光亮剂浓 度偏低。 1.板子镀铜后,有设备故障发生,导致 板子在空中悬停超时或水洗时间过长。 2.板子在镀完铜后,hold time过长。

1.铜面粗糙

2.铜面发暗

3.板面氧化

1.及时修复设备故障。 2.严格控制板子hold time。

4.铜颗粒

1.钛篮阳极膜生长不良。 2.电镀时超时,长时间低电流电镀。 3.镀铜光泽剂浓度异常。 4.镀铜液异物过多。 5.阳极袋或阳极隔膜破损。

1.安排dummy,重新生成阳极膜。 2.避免长时间低电流电镀。 3.调整光泽剂浓度。 4.进行活性碳过滤。 5.更换新的阳极袋和阳极隔膜。

异常 项目

可能发生原因

改善对策

1?过度除渣,温度太高,作业 1?分析药水浓度,调整控制参数。 时间太长。 2?分析药水成份浓度,是否有有机 2?整孔、活化、速化及无化铜 物污染药水或板材。活化强度` 药液间共溶性不佳。 不够或速化过度。整孔药水老化 更换药水。 3?摆动、振动效果不佳。 3?药水的贯穿能力不佳,改善摆动 幅度及振动幅度 4?微蚀过度。 4?改善操作动作,控制药水浓度 孔破 5?沉铜药水浓度不够,或槽液 5?分析药水浓度及时调整,稀释或 老化。 更换老化之药水。 6?镀铜迭板或镀铜太薄。 6?控制作业条件,切片分析铜厚电 流,调整镀铜厚度。 7?镀铜或化铜温度太低,药水 7?控制药水温度在标准范围。使用 反应缓慢,活性不足。 拖缸板提高药水活性。 8?背光不良 8?全线检查

电镀后切片分析状况
?

一.什么样的切片才有判定意义?

NG
磨痕严重 研磨时因施力不均造成 的喇叭孔及氧化

OK
一个良好的切片必须满足表面无磨痕,无氧化,必须研磨至孔的中心位,切片与磨 面垂直90度,这样的切片才是我们判定电镀状况的一大利器。

电镀铜瘤
? ?

?

不影响到成品最小孔径可接受。 原因: 1.钻孔研过高,导致孔壁有胶渣 及玻璃纤维束的突出。 2.化学铜槽液控制不当。 对策: 1.拟制钻针研磨次数及更换频率 之规定。 2.化学铜槽液需过滤处理。其中 固体CU颗粒会造成CU2+的共析。 导致瘤状氧化铜的共析。 3.板子可能在活化不良。

孔破
蚀刻型孔破 PTH型孔破,孔壁断层 呈包裹状

气泡型孔破

讨论:

?

?

镀层分离

脱脂不良,经高温后 出现罕见(Pull Away)

?

电镀粗糙

?

塞孔

切片异常后的处理流程

? ?

?

切片人员在做首件或量产切片时发现异常,必须第一时间重新取 NG的板子再次取样分析。取成型区样本进行分析。 切片位置:一般我们是取切片孔进行分析。但必须避开夹点以免 发生误判,确认切片取样,从半边切片孔位置延伸最少2CM取成型 区。 板内切片再次确认仍然NG后,第一时间通知上级主管,同时通知 品质部,技术部,生产部相关人员。


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