图形电镀培训基础教材

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1、(GZ)1PATTERN PLATING PATTERN PLATING 工序工序培训基础教材培训基础教材(GZ)2目录目录 I.课程目标课程目标 II.定定 义义 III.内内 容容IV.应应 用用(GZ)3I.课程目标课程目标1.完成学员对完成学员对 Pattern Plating 工序从最初接触到加深认识的过程工序从最初接触到加深认识的过程;2.侧重理论方面使学员对侧重理论方面使学员对 Pattern Plating 工序有一个理性认识工序有一个理性认识;3.使学员了解使学员了解 Pattern Plating 工序在实际中的发展和应用工序在实际中的发展和应用;(GZ)4II.Patte

2、rn Plating（图形电镀）的定义：（图形电镀）的定义：-在在PCB（Printed Circuit Board）的制作过程中，）的制作过程中，将合格的，已完成干菲林图形转移工序的板料，用酸铜将合格的，已完成干菲林图形转移工序的板料，用酸铜电镀的方法使线路铜和孔壁铜加厚到可以满足客户要求电镀的方法使线路铜和孔壁铜加厚到可以满足客户要求的程度，并且以镀锡层来作为下工序蚀刻的保护层的程度，并且以镀锡层来作为下工序蚀刻的保护层.(GZ)5已完成图形转移板已完成图形转移板(GZ)6已完成图形电镀板已完成图形电镀板(GZ)71、药水部分、药水部分2、机械部分、机械部分3、WI(Working Ins

3、truction)III、内容：、内容：(GZ)8 4、Pattern Plating 工序生产线流程工序生产线流程 上上 板板 除除 油油 微蚀微蚀 预浸预浸 电镀铜电镀铜 预浸预浸 电镀锡电镀锡 烘干烘干 下板下板 褪蚀褪蚀水洗水洗水洗水洗水洗(GZ)9公司运作程序(COP)3.1.1 除油除油3.1.1.1 酸性药水酸性药水:LP-200 和和 H2SO4的混合液的混合液3.1.1.2 除油的目的除油的目的:(GZ)103.1.1 除油除油3.1.1.3 除油的作用除油的作用:1.使电镀层结合紧密使电镀层结合紧密 2.避免带入污染走进后面的缸体避免带入污染走进后面的缸体.(GZ)113.

4、1.2 微蚀（粗化）微蚀（粗化）3.1.2.1 药水类型药水类型:2.过硫酸钠（常用）过硫酸钠（常用）3.过氧化物过氧化物(GZ)12 3.1.2 微蚀（粗化）微蚀（粗化）3.1.2.2 目的目的:1.清除露铜面的氧化物清除露铜面的氧化物 2.粗化露铜面粗化露铜面.3.1.2.3 作用作用:使上下两层铜面结合紧密使上下两层铜面结合紧密,避免甩铜避免甩铜.(GZ)133.1.3 硫酸预浸硫酸预浸3.1.3.1 药水药水:硫酸硫酸3.1.3.2 目的及作用目的及作用:1.去除露铜面上残存的微量氧化物去除露铜面上残存的微量氧化物;2.避免板上的露铜面氧化避免板上的露铜面氧化;3.使制板在硫酸溶液中预

5、先浸润使制板在硫酸溶液中预先浸润,为下一步酸铜电镀作好准备为下一步酸铜电镀作好准备.(GZ)143.1.4 酸铜电镀酸铜电镀3.1.4.1 电镀铜机理电镀铜机理3.1.4.2 目的及作用目的及作用:加厚导线铜层和孔内铜厚加厚导线铜层和孔内铜厚,使之使之达到客户的要求达到客户的要求(GZ)153.1.4 酸铜电镀酸铜电镀3.1.4.3 直接物料直接物料:1.硫酸铜（硫酸铜（CuSO4）2.硫酸（硫酸（H2SO4）3.阳极（铜球及钛篮）阳极（铜球及钛篮）4.铜添加剂铜添加剂 5.氯离子（氯离子（Cl-)(GZ)163.1.4.1 电镀铜机理：电镀铜机理：电镀铜的溶液中主要是硫酸铜电镀铜的溶液中主要

6、是硫酸铜(CuSO4)和硫酸和硫酸(H2SO4),在直流在直流 电压的作用下电压的作用下,在阴极和阳极上分别发生如下反应在阴极和阳极上分别发生如下反应:阴极阴极:铜离子被还原铜离子被还原,正常情况下电流效率可达正常情况下电流效率可达98%Cu2+2e=Cu 有时溶液中会有一些有时溶液中会有一些Cu+,于是会有以下反应：于是会有以下反应：Cu+e=Cu 有很少情况下会发生不完全还原反应：有很少情况下会发生不完全还原反应：Cu2+e=Cu+由于由于Cu2+的还原电位比的还原电位比H+的还原电位正的多，故一般不会有的还原电位正的多，故一般不会有H2析出析出.(GZ)17阳极：阳极反应是溶液中阳极：阳

7、极反应是溶液中 Cu2+的来源：的来源：Cu-2e=Cu2+在极少的情况下，阳极也会发生如下的反应：在极少的情况下，阳极也会发生如下的反应：Cu-e=Cu+溶液中的溶液中的Cu+在足够量硫酸的情况下，可能会被空气中的在足够量硫酸的情况下，可能会被空气中的 氧气氧化成氧气氧化成Cu2+:4Cu+2+4H+=4Cu2+2H2O(GZ)18当溶液中的酸度不足时，会水解形成，形成所谓的当溶液中的酸度不足时，会水解形成，形成所谓的“铜粉铜粉”：2Cu+2H2O=2Cu(OH)2+2H+2Cu+2H2O=Cu2O+2H注意：氧化亚铜的出现会使镀层粗糙或成海绵状，注意：氧化亚铜的出现会使镀层粗糙或成海绵状，

8、因而在电镀过程中要尽量避免一价铜的出现因而在电镀过程中要尽量避免一价铜的出现.(GZ)193.1.4.3.1硫酸铜（硫酸铜（CuSO4）硫酸铜是镀液中的主盐，它在水溶液中电离出铜硫酸铜是镀液中的主盐，它在水溶液中电离出铜离子，铜离子在阴极上获得电子沉积成铜镀层，硫酸离子，铜离子在阴极上获得电子沉积成铜镀层，硫酸铜的浓度一般控制在铜的浓度一般控制在60100克克/升，提高硫酸铜的浓度升，提高硫酸铜的浓度可以提高允许的电流密度，避免高电流区可以提高允许的电流密度，避免高电流区 烧焦；但是，烧焦；但是，硫酸铜（硫酸铜（CuSO4)浓度过高，会降低镀液的分散能力。浓度过高，会降低镀液的分散能力。(GZ

9、)203.1.4.3.2硫酸（硫酸（H2SO4）硫酸的主要作用是增加溶液的导电性硫酸的主要作用是增加溶液的导电性.硫酸的浓度对镀液的分散能力和镀层的机械性能均有影响硫酸的浓度对镀液的分散能力和镀层的机械性能均有影响:1.若硫酸的浓度太低，镀液的分散能力下降；若硫酸的浓度太低，镀液的分散能力下降；2.若硫酸的浓度过高，虽然镀液的分散能力较好，若硫酸的浓度过高，虽然镀液的分散能力较好，但是，镀层的延展性会降低但是，镀层的延展性会降低.(GZ)213.1.4.3.3 铜球（角）阳极铜球（角）阳极 -磷铜阳极磷铜阳极 为什么要使用磷铜阳极？因为使用磷铜阳极时，可在为什么要使用磷铜阳极？因为使用磷铜阳极

10、时，可在表面形成一层磷膜（主要成分是表面形成一层磷膜（主要成分是Cu3P)1.阳极在镀液中溶解速度较慢（形成黑色的阳极膜），阳极在镀液中溶解速度较慢（形成黑色的阳极膜），使其阳极电流效率接近阴极电流效率；使其阳极电流效率接近阴极电流效率；Cu+进入溶液，形成铜粉或进入溶液，形成铜粉或Cu2O，而导致镀层粗糙，产生，而导致镀层粗糙，产生铜瘤；铜瘤；3.避免生成大量的阳极泥。避免生成大量的阳极泥。(GZ)22铜阳极中含量应该是多少呢？铜阳极中含量应该是多少呢？A、含磷量高的影响：、含磷量高的影响：黑色磷膜过厚，铜的溶解性差，添加黑色磷膜过厚，铜的溶解性差，添加剂消耗多，磷膜易脱落；剂消耗多，磷膜易

11、脱落；电阻增加，电压升高，有利电阻增加，电压升高，有利H+放电，放电，容易形成针孔。容易形成针孔。(GZ)23B、含磷量适中（、含磷量适中（0.035%0.070%）：）：黑色磷膜较适中，且结构紧密，结合黑色磷膜较适中，且结构紧密，结合牢，不易脱落；牢，不易脱落；阳极泥较少。阳极泥较少。C、含磷量太低（、含磷量太低（1000ppm，将导致纵横比下降；，将导致纵横比下降；2.Zn500ppm，将导致高电流密度烧板区合金化；，将导致高电流密度烧板区合金化；3.Pb，可以被沉淀出并且被过滤掉；，可以被沉淀出并且被过滤掉；4.Sn400ppm，将导致反湿润作用；，将导致反湿润作用；5.Ni1000pp

12、m，将导致纵横比下降；，将导致纵横比下降；6.Cd，其作用与，其作用与Zn一样；一样；7.Te10ppm，将导致极化和产生节瘤；，将导致极化和产生节瘤；8.Se，其作用与，其作用与Te一样一样.(GZ)303.1.4.4辅助设施（机械部分）辅助设施（机械部分）1.循环过滤；循环过滤；2.打气；打气；3.摇摆；摇摆；4.阳极袋阳极袋.(GZ)31(GZ)323.1.5 磺酸预浸磺酸预浸3.1.5.1 药水：磺酸药水：磺酸3.1.5.2 目的及作用：目的及作用：使制板在磺酸溶液中预先浸润，为下一步电镀锡使制板在磺酸溶液中预先浸润，为下一步电镀锡做好准备，同时避免带入水进去镀锡缸将其稀释。做好准备，

13、同时避免带入水进去镀锡缸将其稀释。(GZ)333.1.6 电镀锡电镀锡3.1.6.1 电镀锡机理电镀锡机理;3.1.6.2 目的及作用：目的及作用：mil），来作为下工序蚀刻时铜线路的保护层。），来作为下工序蚀刻时铜线路的保护层。(GZ)343.1.6.3直接物料：直接物料：1.磺酸锡；磺酸锡；2.磺酸；磺酸；3.锡球阳极（钛篮）；锡球阳极（钛篮）；4.锡光亮剂锡光亮剂.注意：若用注意：若用硫酸锡硫酸锡作为主盐，硫酸作为加强溶液的作为主盐，硫酸作为加强溶液的导电物质，则需要用锆篮作为阳极篮。导电物质，则需要用锆篮作为阳极篮。(GZ)353.1.7 褪蚀褪蚀3.1.7.1 药水：硝酸药水：硝酸3

14、.1.7.2 目的及作用：目的及作用：将电镀夹具上在镀铜和镀锡时镀上的铜粉和锡将电镀夹具上在镀铜和镀锡时镀上的铜粉和锡粉咬蚀掉，使夹具洁净，以便在下一轮电镀循环时粉咬蚀掉，使夹具洁净，以便在下一轮电镀循环时和制板接触良好。和制板接触良好。(GZ)363.2 机械部分机械部分 1.天天 车；车；2.电电 脑；脑；3.冷冷 水水 机；机；4.自动加药泵；自动加药泵；5.打打 气；气；6.摇摇 摆；摆；7.循循 环环 过过 滤；滤；8.振振 荡荡.(GZ)37(GZ)38(GZ)39(GZ)403.2.1天车（龙门式垂直电镀线）天车（龙门式垂直电镀线）1#天车（天车（0#10#）2#天车（天车（5#

15、16#）3#天车（天车（11#29#）(GZ)413.2.2 电脑电脑 1.程序运行程序运行;2.电流打入电流打入;3.板号储存板号储存;4.状态监控状态监控;5.故障显示故障显示;(GZ)423.2.3 冷水机冷水机:制制 冷冷3.2.4 自动加药泵自动加药泵:按按“安时数安时数”自动加药自动加药3.2.5 打气打气(一般为一般为 0.3 0.8 米米 3/分钟分钟/分米分米 2)1.搅拌搅拌 2.吹走气泡吹走气泡 3.提供足够的氧气提供足够的氧气(O2),使使Cu+转化成转化成Cu2+,可消除可消除Cu+的干扰的干扰.(GZ)433.2.6 摇摆摇摆 1.搅拌搅拌 2.提高溶液的提高溶液的深镀能力深镀能力（Throwing Power）3.赶走气泡赶走气泡,避免断铜避免断铜(GZ)443.2.7 循环过滤（过滤泵及滤蕊）循环过滤（过滤泵及滤蕊）1.净化溶液净化溶液,除去杂质除去杂质,减少毛刺减少毛刺、铜丝等缺陷铜丝等缺陷 2.使溶液流动使溶液流动,起到搅拌的作用起到搅拌的作用 3.流量流量:溶液应每小时至少过滤一次溶液应每小时至少过滤一次(GZ)453.2.8 振荡振荡1.碎裂并且排走气泡碎裂并且排走气泡,避免断铜避免断铜(特别是孔内特别是孔内),2.使镀层匀滑使镀层匀滑 (GZ)46