化学铜的问题与对策.doc
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深圳金百泽电子科技股份有限公司(www.kbsems.com)成立于1997年,是线路板行业十强企业,总部设在深圳,研发和生产分布在深圳、惠州和西安等地,为客户提供产品研发的PCB设计、PCB快速制造、SMT加工、组装与测试及硬件集成等垂直整合解决方案,是国内最具特色的电子制造服务提供商。电话:0755-26546699-223化学铜的问题与对策在一般传统的印刷电路板(PCB)制作过程当中,板材在钻孔(Drilling)制程后,及电镀(Electroplating)作业之前,必须经过镀通孔(PTH)的处理,其目的是在板材的孔壁以及铜面上能够生成极薄的导电铜层,致使得电路板的电气性质得以互连和导通。而在贯孔制程当中板材在经过除胶、整孔、微蚀、酸洗、预浸、活化与加速等一连串前处理步骤之后,再利用无电解铜(ElectrolessCopper)的处理方式,在金属与非金属的表面部分,沉积生成均匀细致的导电镀层。无电解铜是利用氧化还原的方式,不须施加外在电流,即可使金属铜层沉积在被镀物质的表面上。由于其为一种催化(catalyze)反应,一旦开始发生即可继续不断的进行下去,直到反应物质全被耗尽为止。因此整体槽液必须维持纯净,任何外来的杂质与异物,均会导致槽液被毒化(Poisioning)或分解(Decomposing)的可能,而使反应无法顺利操作进行。基本上,一般传统的无电解铜槽液,通常包含以下几种主要的成份与物质:硫酸铜、硝酸铜或氯化铜(铜金属)、甲醛(还原剂)、氢氧化钠(调整槽液的酸碱度)、酒石酸盐或乙二胺醋酸盐(螯合剂)、安定剂(1~20ppm)。以下是化学铜所常产生的问题,就其问题与对策加以整理,以供读者参考与应用。1.镀速偏高Highplatingrate对策:铜盐、氢氧化钠与甲醛的浓度此为所有项目当中的追重要者。一般而言,过高或过低的铜盐浓度,影响情形并不很大,但是如果氢氧化钠或是甲醛的浓度偏高,则会导致黑色的沉积镀层出现。不过只是三种成份的含量浓度均在标准数值的10%以内时,则槽液的操作情形将会很顺利,也可得到品质良好的沉积镀层。槽液的温度槽液必须使用正确的温度才可。如果槽液的温度加得太高,以致超过操作范围之外,将会破坏整个槽液。类似前面负载面积过大的情形,其会出现颗粒粗大,组织较松的沉积镀层。而温度太低,将会导致暗黑色的沉积镀层。最好使用较低的加热器(Heater),因为可减少在加热器上面产生不需要的沉积镀层。而当槽体在进行清理工作时,也要记得顺便清理一下加热器上面的铜渣。螯合剂的浓度螯合剂浓度的高低,通常不会对于槽液操作带来太大问题,但是却必须注意其与氢氧化钠之间的平衡关系。如果螯合剂的浓度过低,将会导致槽液变得较不安定。2.镀数偏低Lowcopperplatingrate对策:铜盐、氢氧化钠与甲醛的浓度此为所有项目当中的追重要者。一般而言,过高或过低的铜盐浓度,影响情形并不很大,但是如果氢氧化钠或是甲醛的浓度偏高,则会导致黑色的沉积镀层出现。不过只是三种成份的含量浓度均在标准数值的10%以内时,则槽液的操作情形将会很顺利,也可得到品质良好的沉积镀层。甲醛的来源必须使用试药级的甲醛,因为许多工业级的甲醛中含有铁离子、安定剂或是胶状(Colloidal)的杂质等,这些杂质都会对槽液与化学铜层造成伤害,所以应尽量避免使用不纯的甲醛。氢氧化钠的来源也必须使用试药级的氢氧化钠。因为许多工业级的氢氧化钠,其中含有铁离子、氯离子及其他种类的杂质,这些都会对于槽液造成影响,应该尽量避免使用。槽液的温度槽液必须使用正确的温度才可。如果槽液的温度加得太高,以致超过操作范围之外,将会破坏整个槽液。类似前面负载面积过大的情形,其会出现颗粒粗大,组织较松的沉积镀层。而温度太低,将会导致暗黑色的沉积镀层。最好使用较低的加热器(Heater),因为可减少在加热器上面产生不需要的沉积镀层。而当槽体在进行清理工作时,也要记得顺便清理一下加热器上面的铜渣。螯合剂的浓度螯合剂浓度的高低,通常不会对于槽液操作带来太大问题,但是却必须注意其与氢氧化钠之间的平衡关系。如果螯合剂的浓度过低,将会导致槽液变得较不安定。催化剂当中的钯浓度如果适时地对於槽液进行添加与补充,将不会产生多大的问题。但是如果催化剂当中的钯与锡浓度的比例发生变化,则必须检查槽液是否受到污染(Contamination),而最严重的污染源是来自清洁剂(Cleaner)与整孔剂(Condintioner)。如果槽液有发泡的情形出现,此即表示其已受到污染,污染的槽液必须立即进行更换,否则催化剂中的胶体将会逐渐聚集而沉降,使得沉积镀层发生覆盖不佳或粗化等不良的现象。槽液成份的补充频率经常以连续及少量的添加方式较佳,因为如果一次大量地进行添加,过量的安定