PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)解析课件.ppt

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1、,電鍍制程講解,電鍍制程講解,目 錄電鍍組織架構簡介第一章:PTH工藝流程第二章:ICU工藝流程第三章:IICU工藝流程第四章:蝕刻工藝流程第五章:電鍍制程主要不良項目第六章:電鍍工安注意事項電鍍制程考核試題,目 錄,通 孔電鍍P . T . H .鑽 孔DRILLI,第一章 PTH工藝流程,一、PTH前處理(磨刷)目的:去除鑽孔后孔邊的披峰及板面氧化物,磨刷,水洗,超音波水洗,投板,高壓水洗,水洗,烘干,插板,第一章 一、PTH前處理(磨刷)磨刷水洗超音波水洗投板高壓水,注意事項:1. 磨刷效果:以烘干后水破試驗大於15秒2. 定期整刷:維持磨刷均勻性,避免造成局部過度磨刷3. 刷幅:要求1

2、.01.5cm,刷幅過多易造成隨圓孔(喇叭孔)4. 定期檢查磨刷水洗噴嘴及清理銅粉(泥)等,5. 高壓水洗:3560kg/cm2,中壓水洗520kg/cm26. 超音波振蕩:將鑽孔后細小epoxy及磨刷銅粉去除(不能過強),注意事項:,二、PTH-Planted Throught Hole(導通孔鍍銅)目的:將鑽孔后不導電的環氧樹脂孔壁鍍上一層極薄的金屬,使之具有導電性,為之后的制程(ICU)做準備流程:,上料,膨鬆,回收,雙水洗,除膠,回收,水洗,預中和,水洗,中和,雙水洗,整孔,熱水洗,雙水洗,微蝕,雙水洗,酸洗,水洗,二、PTH-Planted Throught Hol,預浸,活化,雙水

3、洗,速化,純水洗,化學銅,雙水洗,薄,下料,水洗,抗氧化,厚,下料,預浸活化雙水洗速化純水洗化學銅雙水洗薄下料水洗抗氧化厚下料,1.膨鬆目的:使用於除膠渣前之處理劑,可除去鑽孔所產生的碎屑及污物,能膨鬆及軟化基材,以增進下一站高錳酸鉀的咬蝕作業參數及條件溫度 7020OC時間 6分攪拌 擺動槽體材質 S.S316或304加熱器 鈦、石英或鐵弗龍循環過濾 須要,1.膨鬆,2.除膠:目的:將鑽孔后孔壁及內層銅薄上殘留的樹脂殘渣(smear)去除,並將孔內的樹脂(epoxy)部分咬蝕成峰窩狀,以加強化學銅與孔壁的結合力溫度 7020 OC時間 15分(12分18分)攪拌 擺動 鼓風總Mn量 605g

4、/l Mn6+25g/l NaOH 408g/l再生機電流 800A槽體材質 鈦或S.S316加熱器 鈦或鐵弗龍再生裝置 須要,2.除膠:,3.中和劑目的:此藥液為酸性還原劑,可中和鹼性殘液,並可還原殘餘七價錳,六價錳及二氧化錳等可溶性二價錳離子,避免氧化劑帶入其 后之流程作業參數與條件溫度 452 OC時間 6分攪拌 擺動 槽體材質 P.E或PP加熱器石英或鐵弗龍過濾 須要,3.中和劑,4.整孔劑是一种微鹼性的化學品,主要含有陽離子界面活性劑,使原本負電性的孔壁形成帶正電性以利於活化劑鈀的附著;另一方面,使槽浴的表面張力降低,讓原本不親水性的板面及孔壁也能夠具有親水濕潤的效果,以利於后續的藥

5、水更能發揮更好的效果溫度 632 OC時間 5分30秒擺動 必須水洗 三段水洗,第一段最好用4050 OC熱水洗槽體材質 S.S316 或304 加熱器 S.S加熱器過濾 須要,4.整孔劑,5.微蝕劑是一种能將銅表面粗化的藥液,一方面能將銅面上的氧化物,雜物及整孔劑咬掉,使在金屬化的過程中讓鈀膠體及化學銅能盡量鍍在孔內;另一方面是使板面粗化,讓化學銅在粗化的板面上有更好的附著力反應原理:Cu+H2O2 CuO+ H2OCuO+H2SO4 CuSO4+ H2OH2O2 H2O+1/2O2,5.微蝕劑,6.酸洗一方面能去除板面的氧化物,另一方面將殘留於板面的銅監徹底的清除室溫下作業,H2SO4濃度

6、控制在7.52.5%(V/V),6.酸洗,7.預浸劑主要功能是保護鈀槽避免帶入太多的水分及雜質,並提供活化劑所需要的氯離子及酸度,而做為犧牲溶液以維持鈀槽濃度的穩定鈀槽進水會生成Sn02與鈀的沉澱作業參數及條件溫度 25 OC時間 3分12秒擺動 必須槽體材質 P.P或PVC,7.預浸劑+PdPdPdPdH2OSnCL-SnO2,8.活化劑具有高負電荷密度的錫鈀膠體,它能提供孔內所需的鈀觸媒,而能與化學銅有良好且細致的結合狀況SnCL2+CL- SnCL3PdCL2+2SnCL3 Pd(SnCL3)2CL22-操作參數及條件:溫度 30 OC(2035 OC) 強度:75 10%時間 6分(5

7、8分) 比重:1.1451.180擺動 必須過濾 連續過濾槽體材質 P.P或PVC,8.活化劑,10.化學銅是使經過前處理后的板子得到孔內金屬化效果的溶液原理:Pd主反應:CuSO4+4NaOH+2HCHO Cu +Na2SO4 +2HC00Na+2H2O+H2副反應:2HCHO+NaOH HC00Na+CH3OH鈀觸媒的氧化還原反應式Pd+O2 Pd-O2- (ad)+Pd 2PdO (1)4H (ad)+ Pd-O2- (ad) 2H2O+Pd (2)2H(ad)+PdO H20+Pd (3),Pd,10.化學銅Pd,9.速化劑主要在於剝除催化劑沉積在板面及孔內的錫殼,而露出所需要的鈀層,

8、以利於化學銅的催化反應操作參數與條件:溫度 25 OC(2030 OC)時間 5分(36分)擺動 必須槽體材質 P.P或PVC,9.速化劑,通Air之目的Cu+O-+H2O Cu2-+2OH- (4)背光級數7級沉積速率1530U”/23min操作參數及條件溫度 25 OC(2228 OC)時間 15分(1218分)負載 0.22dm2/l攪拌 擺動 鼓風及過濾循環槽體材質 PP或PVC加熱器 石英或鐵弗龍,通Air之目的,以上各節簡要介紹了PTH薄銅的工藝流程,PTH厚化銅工藝基本與此相似,唯一區別是厚化銅流程多了一道抗氧化,而薄銅抗氧化則在一銅后.,以上各節簡要介紹了PTH薄銅的工藝流程,

9、PTH厚化銅,第二章Palted(一次銅)即板面電鍍目的:將PTH之后已金屬化的孔壁鍍上一層金屬銅,通常厚度為0.3mil(平均),依制程不同也可鍍至0.5mil至1mil,同時也起加厚板面的作用,故也可稱為板面電鍍流程:,上料,酸浸,鍍銅,水洗,抗氧化,水洗,下料,硝掛架,水洗,上料,第二章上料酸浸鍍銅水洗抗氧化水洗下料硝掛架水洗上料,酸浸 去除板面氧化物,維持銅槽槽液平衡作業條件及參數溫度 室溫時間 1分AR硫酸 102%鍍銅整流機的作用:將交流電變成直流電電鍍銅原理:在直流電的作用下,銅離子從陽極逐步向陰極轉移的過程,酸浸 去除板面氧化物,維持銅槽槽液平衡,陰極:CU2+獲得電子被還原成

10、金屬銅,正常情況下,電流效率可達98%以上,即: CU2+ + 2e CU某些情況下鍍液中存有少量CU2+將發生反應,即: CU2+e cu+ 陽極: 陽極反應是溶液中cu2+的來源: CU - 2e cu2+ 在少數情況下,陽極也可能發生如下反應: CU 1e cu+,陰極:CU2+獲得電子被還原成金屬銅,正常情況下,電流效率可,溶液中的cu+在足夠硫酸的存在下可能被空氣中的氧氣氧化成cu2+2CU+ + 1/2O2 +2H+ 2CU2+ +H2O當溶液中酸度不足時,CU會水解成CU1O1,形成所謂“銅粉”CU2+2H2O 2CU(OH)2+2H+ 氧化亞銅的生成會使鍍層粗糙或呈海綿狀,因此

11、在電鍍過程中盡量避免一價銅的出現.,溶液中的cu+在足夠硫酸的存在下可能被空氣中的氧氣氧化成cu,作業條件及參數1. 鍍銅之均勻性控制以面銅為準2. 制程控制條件銅槽溫度 242oCCL-濃度 6020PPM硫酸濃度 20015g/l硫酸銅濃度 7010g/l光澤劑 哈氏試驗調整,不燒焦,1L/(40006000)AH,作業條件及參數,硝掛架是通過強酸去除下板之后掛具上殘留的銅溫度 室溫HNO3(68%) 40050ml/l抑制劑 355ml/l時間 12分鐘重要名詞1. 藥劑部分:陰陽極面積比 光澤劑 配槽2. 操作部分:假鍍 活性碳過濾 均勻性(對后制程影響)3. 設備部分: 天車故障 空

12、氣攪拌 保養 自動添加 滴水時間 濾心,硝掛架是通過強酸去除下板之后掛具上殘留的銅,第三章Patten Palted(二次銅),第三章,目的:將孔銅厚度鍍至0.81.0mil,同時將所需保留的線路部分以錫(或錫鉛)保護流程:,上料清潔水洗微蝕水洗酸浸鍍銅水洗酸洗鍍錫水洗(二)下料硝挂架,硫酸銅 硫酸銅是鍍液中的主鹽,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,硫酸銅濃度控製在70 10g/L,提高硫酸銅濃度,避免高電流區 燒焦.硫酸銅濃度過高,會降低鍍液分散能力硫酸 硫酸的主要作用是增加溶液的導電性,硫酸的濃度對鍍液的分散能力和鍍層的機械性能均有影響.硫酸濃度太低,鍍液分散能

13、力下降,鍍層光亮范圍縮小,硫酸濃度太高,雖然鍍液分散能力較好,但鍍層的脆性降低,一般控製在200 15g/l,硫酸銅,氯離子 是陽極活化劑,它可以幫助銅陽極正常溶解,當濃度低于20mg/L時,會產生條紋粗糙鍍層,易出現針孔和燒焦;當濃度過高時,鍍層光亮度下降,低電流區鍍層發暗;如果過量,陽極表面會出現一層白色膜,即陽極鈍化,一般控製在20-80PPM 添加劑: 任何硫酸鹽鍍銅液,沒有添加劑的加入都不能鍍出滿意的鍍層.,氯離子,相關槽作用 酸洗:去臟物,除去氧化物 抗氧化:防止板面氧化 硝掛架:除去掛架上的銅,其反應如下: 3CU + 8HNO3 3CU(NO3)2+2NO+4H2O,相關槽作用

14、,鈦籃,陽極袋,過濾棉芯配槽前清洗程序. 1.配10g/L NaOH浸洗6小時以上. 2.鹼液處理后用清水沖洗 3.配10ML/L硫酸中和殘留鹼性,浸3小時以上 4.最后清水沖洗 5.陽極袋,過濾棉芯用50-60度熱水浸泡2小時再用1-4方法清洗程序.,鈦籃,陽極袋,過濾棉芯配槽前清洗程序.,銅球配製前清洗程序 1.配20ML/L雙氧水和20ML/L的硫酸浸泡5-10分鐘呈暗色 2.用純水沖洗乾淨放入鈦籃錫球配製前處理程序 1.配10g/L NaOH 浸20分鐘 2.經鹼液處理后用清水沖洗 3.配5ML/L硫酸中和殘留鹼性,浸10-20分鐘 4.用純水洗凈后放入鋯籃.,銅球配製前清洗程序,IC

15、U IICU電流條件區別,ICU IICU電流條件區別,電控系統,電控系統,第四章蝕刻工藝流程 蝕刻分為酸性蝕刻與鹼性蝕刻兩种,電鍍所用的是鹼性蝕刻,從機體結構與工藝流程上都不同於內層的酸性蝕刻,以下主要介紹鹼性蝕刻的工藝,投板,剝膜,水洗,看殘膜,蝕刻,化學水洗,水洗,看殘銅,剝錫A,水洗,剝錫B,水洗,烘干,收板,第四章投板剝膜水洗看殘膜蝕刻化學水洗水洗看殘銅剝錫A水洗剝錫,蝕刻線,蝕刻線,鹼性蝕刻機從機體結構上大致可分為剝膜,蝕刻與剝錫三段剝膜:去除多余銅面上覆蓋的干膜,使線路以外部分的銅面裸露出來剝膜條件:溫度 505 OCNaOH濃度 41%,鹼性蝕刻機從機體結構上大致可分為剝膜,蝕

16、刻與剝錫三段,剝膜后PCB,剝膜后PCB,蝕刻:去除線路以外部分多余的銅面(即一次銅),使線路在蝕刻阻劑錫鉛的保護下得以保留蝕刻原理:Cu+Cu(NH3)42+2CL- 2Cu(NH3)2+ +2CL2Cu(NH3)2+2CL+O2+4NH3 Cu(NH3)42+2CL新液洗條件PH 9.50.25,蝕刻:去除線路以外部分多余的銅面(即一次銅),使線路在蝕刻阻,蝕刻條件:CL- 19020g/lCu2+ 15010g/lPH 8.20.3比重 1.181.22上噴壓力 1.80.3kg/cm2下噴壓力 2.20.3 kg/cm2溫度 482 OC,蝕刻條件:,蝕刻后看殘銅,蝕刻后看殘銅,剝錫(

17、鉛):剝除線路上面覆蓋的抗蝕刻阻劑錫(鉛),剝錫液分為單液型與雙液型兩种,電鍍所用的屬雙液型剝錫液,分為剝錫A與剝錫B兩部分,剝錫A是剝去板面的純錫,而剝錫B則是為了剝去板面的銅錫合金,從而使線路充分顯露出來剝錫液(雙型液)602A比重:1.2-1.4 H+:3.5-6.0N602B比重:1.0-1.12 H2O2:35 15ml/l,PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)解析课件,剝錫A藥液組成A液: a氧化劑:用以將Sn/Pb氧化成SnO/PbO 抗結劑：將PbO/SnO轉成可溶性結構,避免飽和沉澱 c抑制劑:防止A液咬蝕合金B液:a氧化劑:用以咬蝕錫銅合金 b抗沉劑:防止金屬氧化物沉澱 c護

18、銅劑:保護銅面防止氧化測定A液有無剝錫效用,請先關掉B液試走板子,看板面呈透明狀,表示還有藥效,若呈現黑色表示A液已無效用,剝錫A藥液組成,錫銅合金剝除Cu6Sn5 Cu+Sn+(溶解)Cu3Sn Cu+Sn+(溶解)計算公式:剝錫量(g/l)=鍍錫厚度*密度*鍍錫面積Sn密度=7.29g/cm3 Pb密度=8.9g/cm3Sn/Pb(60:40)剝錫量:單液120g/l(140g/l) 雙液(A液)100g/l雙液型剝錫液之優點1.二步法完全剝除純錫鍍層和銅錫合金鍍層.2.可解決鍍層分布不均勻引起的問題3.不攻擊銅面及玻璃縴維底材 4.不產生沉淀,氧化,氧化,錫銅合金剝除氧化氧化,蝕刻后收板

19、,蝕刻后收板,第五章電鍍各站主要不良項目,站別:PTH,背光不良(孔破)產生根源:1.振蕩器故障 2.藥水濃度失調處理方式:1.過ICU報廢 2.未過ICU重工微蝕掉孔銅磨刷整孔正常流程,第五章站別:PTH背光不良(孔破),脫皮產生根源:1.磨刷效果不佳,臟物、氧化、膠跡未除盡 2.微蝕不足結合力不好 3.板子在空氣中滴水時間過長氧化嚴重處理方式:報廢,起泡產生根源:1.無電銅液有問題 2.基板吸有藥液或水氣處理方式:微蝕重工或報廢,脫皮 起泡,銅渣產生根源:1.銅球及PCB掉缸 2.陽極袋破損 3.鍍空掛處理方式:1.孔內銅渣,用針挑出 2.板面銅渣,用砂紙打磨平整 3.以上兩種處理不好則報

20、廢,板面不均產生根源:1.銅面氧化后鍍銅 2.槽液受污染處理方式:1.用砂帶研磨機研磨或手動砂紙打磨出貨,站別:ICU,銅渣板面不均站別:ICU,燒焦產生根源:1.藥水光澤劑濃度過高 2.電流過大處理方式:報廢,燒焦,鍍錫不良產生根源:1.板面污染 2.錫槽污染 3.顯影不潔 4.陽極杆(線)導電不良處理方式:1.過蝕刻後報廢 2.未過蝕刻直接重工鍍錫,站別:IICU,鍍錫不良站別:IICU,線路分層產生根源:1.微蝕不足,鍍層附著力不佳 2.外層退洗板殘膠 3.抗氧化劑未除盡處理方式:報廢,線路分層,剝膜不凈產生根源:1.藥液溫度過低 2.藥液濃度過低 3.壓力不夠 4.速度不夠處理方式:1

21、.未蝕刻則重工 2.蝕刻后則修刮,將剝膜不盡造成之短路用刮刀 修刮ok,站別:蝕刻,剝膜不凈站別:蝕刻,蝕刻不凈產生根源:1.藥液溫度過低 2.噴壓不夠 3.速度過快 4.ICU鍍銅不均 5.PTH值過低 6.比重失調 處理方式:1.剝錫前發現可直接進行過機重工或手動浸泡重工 2.剝錫后發現則報廢,PCB电镀制程讲解(完整工艺介绍)解析课件,線細產生根源:1.速度過慢 2.蝕刻不凈板重工 處理方式:送報廢分析組判定,剝錫不凈產生根源:1.酸度不夠 2.速度太快 3.比重太高 4.噴淋壓力不足處理方式:1.重工剝錫 2.流入后制程則報廢,線細剝錫不凈,第六章電鍍工安預防知識,1.L型推車拉板過高

22、失去重心，拉倒砸人2.女孩子頭發過長被絞到傳動滾輪3.機器在運轉過程中打開外蓋，被高壓水洗沖傷面部4.機器運轉過程中檢修，換滾輪時不小心手被傳動輪高速運轉帶入絞傷5.插板後框架板堆放過高，受輕微外力倒下砸傷人6.電控櫃保養時，濕抹布擦機遇漏電傷人7.屬噪音超標區，長期在此環境下工作，聽覺會下降,站別:磨刷站 工安隱患,第六章1.L型推車拉板過高失去重心，拉倒砸人站別:磨刷站,1.L型推車運板時，每車不可超過300PNL，只可推車、禁止拉車2.女孩必須帶網狀工帽，頭發全部扎進工帽內3.機器在運轉過程中，嚴禁打開機體外蓋4.保養、維護傳動時，必須關閉傳動後再動手5.插板後框架板堆放高度最高2層6.

23、保養電控櫃時，用乾抹布擦拭表面，大保養時關閉總電源後用吸塵器清理內部灰塵7.本線作業員必須戴耳塞作業,改善對策,1.L型推車運板時，每車不可超過300PNL，只可推車、禁止,1.飛靶變形或v型座移位或板框鬆脫,天車未把飛靶挂穩, 天車運轉而使飛靶或板框掉下砸到人2.防止藥水濺到皮膚上燒傷3.PTH線屬噪音區,長期在此環境下聽力會下降4.天車在運轉過程中,爬上流水線從事各種作業被天車撞傷5.電控櫃保養時，濕抹布擦機遇漏電傷人,站別:PTH站 工安隱患,1.飛靶變形或v型座移位或板框鬆脫,天車未把飛靶挂穩,站別:,改善對策,1.PTH下板時需天車將飛靶放穩后再開始作業,隨時巡線, 發現飛靶或V型座

24、移位及時維修處理,杜絕工安隱患2.PTH作業清洗槽或加藥時必須穿水鞋、戴膠手套、穿防護衣3.噪音超標區必須配備耳塞4.天車運轉中,禁止任何人爬上流水線作業5.何養電控柜時,用干抹布擦拭表面,大保養時關閉總電源后用吸塵器清理內部灰塵漏電傷人,改善對策1.PTH下板時需天車將飛靶放穩后再開始作業,隨時,站別:ICU IICU站 工安隱患,1.拉板過高,失去重心拉倒砸傷人,擺板過高易倒砸人 2.添加藥水時,藥水濺到身上燒傷 3.天車撞傷 4.藥水擺放過高易倒或把桶壓壞,砸到人或藥水濺到身上 5.被升降梯壓傷 6.手、腳被刮傷 7.飛靶變形或v型座移位,天車未把飛靶挂穩,天車運轉而使飛 8.天車在運轉

25、過程中,人爬上流水線上從事各種作業被天車撞,靶掉下砸傷人,傷,站別:ICU IICU站 工安隱患 1.拉板過高,改善對策,2.加藥水、洗槽時必須戴眼罩、口罩、水鞋、雨衣3.線上異常時必須停止作業后處理故障4.藥水擺放不超過3層5.升降梯內不得擺放物品,手和頭不得伸進去6.加銅球、錫球必須戴膠手套和穿水鞋,上、下板時要戴手套7.隨時巡線發現變形的飛靶和移位的v型座及時維修處理杜絕工安隱患8.待飛靶確實定位后再開始上下板作業 天車在運轉過程中,禁止爬上流水線上從事各种作業,1.拉板或擺放板時,大板不能超過2層,小板不能 超過3層(2平方尺以上為大板),改善對策1.拉板或擺放板時,大板不能超過2層,

26、小板不能,站別:蝕刻站 工安隱患,1. 防止使用壞的運輸工具導致砸傷、刮傷2.框架鏍絲未擰緊或框架脫焊導致散框,板掉下砸傷3.蝕刻站防止疊放過高,運輸中失去重心而拉倒砸傷人4.機器在運轉中打開視窗蓋添加藥水,藥水濺到身上燒傷5.機器在運轉中,戴手套修傳動軸,衣服、手套被纏於傳動軸上6.屬噪音超標區,不戴耳塞長期工作,聽力會下降 電控櫃保養時，濕抹布擦機遇漏電傷人,站別:蝕刻站 工安隱患1. 防止使用壞的運輸工具導致砸傷、,改善對策,1. 拉板時降必須檢查使用工具(小平板車)例:車輪手柄是否完 好,推車拉板時,大板(2平方尺以上的板)不得超過兩框高度,小 板不超過三框2.搬板時,必須檢查框架鏍釘是否扭緊或框架脫焊3.出貨時大板籃框不得超過四框高度,小框不得超過六框高度4.添加藥水時要戴眼罩、口罩、膠手套及穿水鞋5.機械運轉時,不得維修或維護傳動軸6.噪音區,作業時要戴耳塞7.保養電控櫃時，用乾抹布擦拭表面，大保養時關閉總電源後用吸塵器清理內部灰塵,改善對策1. 拉板時降必須檢查使用工具(小平板車)例:車,END,END,