1、PCB電鍍銅培訓教材PCB電鍍銅培訓教材銅的特性 銅,元素符號Cu,原子量63.5,密度8.94克/ 立方厘米,Cu2+的電化當量1.186克/安時。 銅具有良好的導電性和良好的機械性能. 銅容易活化,能夠與其它金屬鍍層形成良 好的金屬-金屬間鍵合,從而獲得鍍層間的良好結合力。2銅的特性 銅,元素符號Cu,原子量63.5電鍍銅工藝的功能電鍍銅工藝 通過電解方法沉積金屬銅，以提供足夠的導電性/厚度及防止導電電路出現熱和機械缺陷. 。 3電鍍銅工藝的功能電鍍銅工藝5電鍍示意圖4電鍍示意圖6硫酸鹽酸性鍍銅的機理電極反應 陰極： Cu2+ +2e-Cu 副反應 Cu2+ + e-Cu Cu+ + e-

2、Cu 陽極： Cu -2e - Cu2+ Cu - e - Cu+2Cu+ + 1/2O2 + 2H+ -2Cu2+ + H2O副反應 2Cu+ + 2 H2O -2CuOH + 2H+ Cu2O + H2O 2Cu+- - Cu2+ + Cu5硫酸鹽酸性鍍銅的機理電極反應 7酸性鍍銅液各成分及特性簡介酸性鍍銅液成分 硫酸銅（CuSO4.5H2O) 硫酸 (H2SO4) 氯離子（Cl-） 電鍍添加劑6酸性鍍銅液各成分及特性簡介酸性鍍銅液成分8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。

3、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。7酸性鍍銅液各成分功能CuSO4.5H2O：主要作用是提供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，并 對銅 鍍層的延伸率不利。 Cl- ：濃度太低，鍍層出現臺階狀的粗糙 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 ：（后面專題介紹）8酸性鍍銅液中各成分含量

4、對電鍍效果的影響10操作條件對酸性鍍銅效果的影響溫度 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掛具，減少電能損耗。配合冷水機，控制鍍液溫度。9操作條件對酸性鍍銅效果的影響溫度11操作條件對酸性鍍銅效果的影響電流密度 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。攪拌 陰極移動：陰極移動是通過陰極桿的往復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5075mm，移動頻

5、率1015次/分10操作條件對酸性鍍銅效果的影響電流密度12操作條件對酸性鍍銅效果的影響空氣攪拌 無油壓縮空氣流量0.3-0.8m3 / min.m2打氣管距槽底38cm，氣孔直徑2 mm孔間距80130mm。孔中心線與垂直方向成45角。過濾 PP濾芯、15m過濾精度、流量26次循環/小時 陽極 磷銅陽極、含磷0.04-0.065%11操作條件對酸性鍍銅效果的影響空氣攪拌13磷銅陽極的特色 通電后磷銅表面形成一層黑色(或棕黑)的薄膜黑色(或棕黑色)薄膜為Cu3P又稱磷銅陽極膜磷銅陽極膜的作用 陽極膜本身對(Cu+-eCu2+)反應有催化、加速作用，從而減少Cu+的積累。 陽極膜形成后能抑制Cu

6、+的繼續產生 陽極膜具有金屬導電性 磷銅較純銅陽極化小(1A/dm2 P0.04-0.065%磷銅的陽極化比無氧銅低50mv-80mv)不會導致陽極鈍化。 陽極膜會使微小晶粒從陽極脫落的現象大大減少 陽極膜在一定程度上阻止了銅陽極的過快溶解12磷銅陽極的特色14電鍍銅陽極表面積估算方法圓形鈦籃陽極表面積估算方法:Fdlf /2 F=3.14 d=鈦籃直徑 l=鈦籃長度 f=系數 方形鈦籃銅陽極表面積估算方法 1.33lwf l=鈦籃長度 w=鈦籃寬度 f=系數 f與銅球直徑有關: 直徑=12mm f=2.2 直徑=15mm f=2.0 直徑=25mm f=1.7 直徑=28mm f=1.6 直

7、徑=38mm f=1.213電鍍銅陽極表面積估算方法圓形鈦籃陽極表面積估算方法:15磷銅陽極材料要求規格主成份 Cu : 99.9% min P : 0.04-0.065%雜質 Fe : 0.003%max S : 0.003%max Pb : 0.002%max Sb : 0.002%max Ni : 0.002%max As : 0.001%max影響陽極溶解的因素 陽極面積(即陽極電流密度控制在0.5ASD-1.5ASD之間)陽極袋(聚丙烯) 陽極及陽極袋的清洗方法和頻率14磷銅陽極材料要求規格16添加劑對電鍍銅工藝的影響載體 - 吸附到所有受鍍表面, 增加表面 阻抗,從而改變分布不良情

8、況. 抑制沉積速率整平劑 - 選擇性地吸附到受鍍表面抑制沉積速率光亮劑 - 選擇性地吸附到受鍍表面,降低表面阻抗,從而惡化分布不良情況. 提高沉積速率氯離子 - 增強添加劑的吸附,各添加劑相互制約地起作用.15添加劑對電鍍銅工藝的影響載體 -17電鍍層的光亮度 載體 (c) /光亮劑 (b)的機理16載體(c)快速地吸附到所有受鍍表面并均一地抑制電沉積光亮劑(b)吸附于低電流密度區并提高沉積速率.載體(c)和光亮劑(b)的交互作用導致產生均勻的表面光亮度電鍍層的光亮度 載體 (c) /光亮劑 (b)的機理18電鍍的整平性能光亮劑(b),載體(c),整平劑(l)的機理17電鍍的整平性能光亮劑(b

9、),載體(c),整平劑(l)的機理鍍銅添加劑的作用 載體抑制沉積而光亮劑加速沉積 整平劑抑制凸出區域的沉積 整平劑擴展了光亮劑的控制范圍18鍍銅添加劑的作用 載體抑制沉積而光亮劑加速沉積20電鍍銅鍍層厚度估算方法電鍍銅鍍層厚度估算方法(mil)= 0.0087*電鍍陰極電流密度(ASD) X 電鍍時間(分鐘) 1 mil = 25.4 m19電鍍銅鍍層厚度估算方法電鍍銅鍍層厚度估算方法(mil)21電鍍銅板面鍍層厚度分布評估方法20電鍍銅板面鍍層厚度分布評估方法22電鍍銅板面鍍層厚度分布評估方法21電鍍銅板面鍍層厚度分布評估方法23電鍍銅板面鍍層厚度分布評估方法22電鍍銅板面鍍層厚度分布評價標

10、準: 整缸板 CoV 12% 為合格.電鍍銅板面鍍層厚度分布評估方法24電鍍銅溶液的分散能力(Throwing Power)電鍍銅溶液 電鍍銅溶液的電導率 硫酸的濃度 溫度 硫酸銅濃度 添加劑 板厚度(L),孔徑(d) 縱橫比 ：（板厚 inch） /（孔徑 inch）攪拌: 提高電流密度表面分布也受分散能力影響.23電鍍銅溶液的分散能力(Throwing Power)25電鍍銅溶液的分散能力(Throwing Power)24電鍍銅溶液的分散能力(Throwing Power)26電鍍銅溶液的分散能力(Throwing Power)Throwing Power25電鍍銅溶液的分散能力(Thr

11、owing Power)Thro電鍍銅溶液的控制分析項目 硫酸銅濃度 硫酸濃度 氯離子濃度 槽液溫度 用CVS分析添加劑濃度 鍍層的物理特性(延展性/抗張強度)上述項目須定期分析,并維持在最佳范圍內生產26電鍍銅溶液的控制分析項目28電鍍銅溶液的控制赫爾槽試驗(Hull Cell Test)參數 電流: 2A 時間: 10分鐘 攪拌: 空氣攪拌 溫度: 室溫27電鍍銅溶液的控制赫爾槽試驗(Hull Cell Test)電鍍銅溶液的控制赫爾槽試驗(Hull Cell Test) 高電流密度區燒焦,中高電流密度區無光澤酸銅光澤劑含量非常低 改正方法:添加0.2-0.3ml/l 的酸銅光澤劑 HUL

12、L CELL 圖樣如下頁圖28電鍍銅溶液的控制赫爾槽試驗(Hull Cell Test)赫爾槽試驗 (Hull Cell Test)29赫爾槽試驗 (Hull Cell Test)31赫爾槽試驗 (Hull Cell Test) 僅高電流密度區燒焦,試片的其它區域仍然正常,僅酸銅光澤劑低 改正方法:添加 0.10.2 ml/l酸銅光澤劑 HULL CELL 圖樣如下頁圖30赫爾槽試驗 (Hull Cell Test) 赫爾槽試驗 (Hull Cell Test)31赫爾槽試驗 (Hull Cell Test)33赫爾槽試驗 (Hull Cell Test)赫爾槽試驗(Hull Cell Tes

13、t) 高電流密度區呈不適當氯離子含量條紋沉積,整個試片光亮度降低. 改正方法:分析氯離子含量,如有需要請作調整. HULL CELL 圖樣如下頁圖32赫爾槽試驗 (Hull Cell Test)赫爾槽試驗(H赫爾槽試驗 (Hull Cell Test)33赫爾槽試驗 (Hull Cell Test)35赫爾槽試驗 (Hull Cell Test)赫爾槽試驗(Hull Cell Test) 嚴重污染 改正方法:添加平整劑對抑制此現象可能有幫助. 溶液必須安排作活性炭處理 HULL CELL 圖樣如下頁圖34赫爾槽試驗 (Hull Cell Test)赫爾槽試驗(H赫爾槽試驗 (Hull Cell

14、 Test)35赫爾槽試驗 (Hull Cell Test)37電鍍液維護電鍍液維護 電鍍液會發生成分變化(變質)的。為了調整、恢復原狀，需要補充藥品。如果有雜質的沉積，就要除掉雜質(再生)，到了不能使用時就要全量或者部分報廢，更換新鍍液。 鍍液的再生采用: (1)活性碳處理； (2)弱電解(拖缸)處理等。 補充藥品方法有: (1) 分析補充； (2)定量補充兩種。36電鍍液維護電鍍液維護 電鍍液會發生成分變化(變質)的電鍍槽液的維護37電鍍槽液的維護39問題1. 板子正反兩面鍍層厚度不均可 能 原 因1.板子兩面的電鍍面積不一致，尤其當一面是接地層面而另一面是線路面時 以正反排板方式將板子兩

15、面的待鍍面積 加以調整或適當增加DUMMY PAD.2. 可能是某一邊陽極之線纜系統導電不良所致 檢查及改善38問題1. 板子正反兩面鍍層厚度不均可 能 原 因40問題2. 鍍層過薄可 能 原 因1. 電鍍過程中，電流或時間不足 確認板子面積以決定總電流的大小，并確認電流密度及時間之無誤。2 .板子與掛架或掛架與陰極桿的接觸導電不良 檢查整流器，板子等所有的電路接點。39問題2. 鍍層過薄可 能 原 因41問題3. 全板面鍍銅之厚度分布不均可 能 原 因1 陽極籃與陰極板面的相對位置不當 以非破壞性的厚度量測法詳細了解其全面厚度之差異。 根據鍍層厚度量測的結果重新安排陽極 的位置。2 陽極接點

16、導電不良 使用鉗形表定期檢查每一支陽極與陽極桿是否接觸良好。 清潔所有接點，并確保陽極桿所有接點的電位降落(Voltage Drop)都要相同。3 鍍液中硫酸濃度不足，導電不良.檢查硫酸濃度并調整至最佳值40問題3. 全板面鍍銅之厚度分布不均可 能 原 因42問題4. 鍍銅層燒焦1 電流密度過高或電鍍面積不均勻，導致板面上局部電流密度超過局限電流 降低所用之電流 在高電流密度區增加輔助陰極板，以吸收多余的電流 2 鍍液攪拌不當或板架往復攪拌不足 利用循環過濾及低壓空氣進行攪拌 配合陰極桿往復擺動(與板面垂直)攪拌 檢查陰極之間的距離，在電流密度為30ASF 的情況下，其距離至少應為15公分。

17、3 在操作電流密度下的銅離子濃度過低 維持銅離子的應有濃度或降低電流密度4 硫酸濃度過高 稀釋槽液維持一定的酸濃度5 槽液溫度過低 冬天須加熱槽液，最佳的操作溫度通常介于22-26之間。41問題4. 鍍銅層燒焦1 電流密度過高或電鍍面積不均勻，導致問題5. 鍍銅層燒焦6 各添加劑含量已失去平衡 添加適用于高CD之添加劑，以減少燒焦 添加適用于低電流密度這之添加劑，以減少 板面燒焦(線路) 在正式添加大槽前應先于小槽內試驗添加劑 的性能。7 陽極過長或數量過多 陽極長度應比板架略短2-3英寸 將陽極袋綁緊 自槽液中移走部分陽極棒 陽極對陰極的面積比不應該超過2：18 槽液攪拌太弱加強攪拌42問題

18、5. 鍍銅層燒焦6 各添加劑含量已失去平衡44問題6. 鍍銅層出現凹點1 鍍銅槽中空氣攪拌不足或不均勻增加空氣攪拌并確保均勻分布2 槽液遭到油漬污染 進行活性炭處理及過濾，確認污染來源并加以杜絕3過濾不當持續過濾槽液以去除任何可能的污染物。4 鍍槽內特定位置出現微小氣泡可能是過濾泵有空氣殘存，設法改善43問題6. 鍍銅層出現凹點1 鍍銅槽中空氣攪拌不足或不均勻問題7. 添加劑未能發揮應有功用1 陽極產生極化現象- 整流器通常會出現電壓升高與電流下降現象 調整陽，陰極面積比為2：1(2) 檢查槽液溫度是否太高(3) 調整好各種參數后，再將陽極取出徹底洗凈，然后進行假鍍，以使重新建立一層陽極膜。2

19、 氯離子含量控制不當維護氯離子的正常含量，通常為50-80ppm3 槽液溫度過高以冷水管冷卻液溫，使其維持在21-264 槽液需進行活性炭處理進行活性炭處理44問題7. 添加劑未能發揮應有功用1 陽極產生極化現象-新技術展望脈沖電鍍: 具有較好的電鍍均勻性.垂直連續電鍍: 電鍍均勻性和TP值較好水平脈沖電鍍:通過調整,面銅厚度與孔銅厚度比為1:3,適用用細線路的生產.垂直連續脈沖電鍍:結合了脈沖和垂直連續鍍的優點.填孔電鍍:具有最好的電器性能.45新技術展望脈沖電鍍: 具有較好的電鍍均勻性.47新技術展望46電鍍填孔電鍍二階填孔電鍍銅柱新技術展望48電鍍填孔電鍍二階填孔電鍍銅柱樹立質量法制觀念

20、、提高全員質量意識。9月-229月-22Wednesday, September 21, 2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。19:10:1219:10:1219:109/21/2022 7:10:12 PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。9月-2219:10:1219:10Sep-2221-Sep-22加強交通建設管理，確保工程建設質量。19:10:1219:10:1219:10Wednesday, September 21, 2022安全在于心細，事故出在麻痹。9月-229月-2219:10:1219:10:12September 21, 2022踏實肯干，努力奮斗。2

21、022年9月21日7:10 下午9月-229月-22追求至善憑技術開拓市場，憑管理增創效益，憑服務樹立形象。21 九月 20227:10:12 下午19:10:129月-22嚴格把控質量關，讓生產更加有保障。九月 227:10 下午9月-2219:10September 21, 2022作業標準記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/9/21 19:10:1219:10:1221 September 2022好的事情馬上就會到來，一切都是最好的安排。7:10:12 下午7:10 下午19:10:129月-22一馬當先，全員舉績，梅開二度，業績保底。9月-229月-2219:1019:10:1219:10:12Sep-22牢記安全之責，善謀安全之策，力務安全之實。2022/9/21 19:10:12Wednesday, September 21, 2022相信相信得力量。9月-222022/9/21 19:10:129月-22謝謝大家！樹立質量法制觀念、提高全員質量意識。9月-229月-22We樹立質量法制觀念、提高全員質量意識。9月-229月-22Wednesday, Septem