电镀工艺流程资料Word格式.docx

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1.6电流密度：

在电镀生产中，常把工件表面单位面积内通过的电流叫电流密度，通常用安培/分米2作为度量单位

二.镀铜的作用及细步流程介绍：

2.1.1镀铜的基本作用：

2.1.1提供足够之电流负载能力；

2.1.2提供不同层线路间足够之电性导通；

2.1.3对零件提供足够稳定之附著（上锡）面；

2.1.4对SMOBC提供良好之外观。

2.1.2.镀铜的细步流程：

2.1.2.1ⅠCu流程：

上料→酸浸

（1）→酸浸

（2）→镀铜→双水洗→抗氧化→水洗→下料→剥挂架→双水洗→上料

2.1.2.2ⅡCu流程：

上料→清洁剂→双水洗→微蚀→双水洗→酸浸→镀铜→双水洗→（以下是镀锡流程）

2.1.3镀铜相关设备的介绍：

2.1.3.1槽体：

一般都使用工程塑胶槽，或包覆材料槽（Linedtank）,但仍须注意应用之考虑。

a.材质的匹配性（耐温、耐酸碱状况等）。

b.机械结构：

材料强度与补强设计，循环过滤之入/排口吸清理维护设计等等。

c.阴、阳极间之距离空间（一般挂架镀铜最少6英寸以上）。

d.预行Leaching之操作步骤与条件。

2.1.3.2温度控制与加热：

镀槽之控制温度依添加特性/镀槽之性能需求而异。

一般而言操作温度与操作电流密度呈正向关系，但无论高温或低温操作，有机添加剂必定有分解问题。

一般而言，不容许任何局部区域达60℃以上。

在材质上，则须对耐腐蚀性进行了解，避免超出特性极限，对镀铜而言，石英及铁弗龙都是很适合的材料。

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（二）

2.1.3.3搅拌：

搅拌可区分为空气搅拌、循环搅拌、机械搅拌等三项，依槽子之需求特性而重点有异，兹简介一般性考虑如下：

a.空气搅拌：

应用鼓风机为气源，如使用空压机。

则须加装AMRegalator降低压力，并加装oilFilter除油。

风量须依液面表面积计算，须达1.5~2.0cfm，而其静压则依管路损耗，与液面高度相加而得。

空气搅拌之管路架设，离槽底至少应有1英寸距离，离工件底部，应以大于8英寸为宜。

一般多使用3/4英寸或1英寸管，作为主管，亦有人使用多孔管，但较易发生阻塞。

开孔方式多采用各孔相间1/2英寸，对边侧开孔，与主管截面积1/3为原则。

适量之空气搅拌可改善电镀效率，增加电流密度；

但如搅拌过度，亦将形成有机添加剂氧化而造成异常消耗及污染。

b.循环搅拌：

在一般运用上，多与过滤系统合件，较须注意的是确定形成循环性流动（入、排口位置选择），及pump选择流量应达2~3倍槽体积1hr以上。

c.机械搅拌：

其基本功能是为了消除metaliondiffusionrafe不足问题。

在空间足够之状态下，以45°

斜角移动为佳，但一般都采有用垂直向摆动，较佳的位移量约在0.5~1.8m/min，而每stroke长约5~15cm之间。

在设定条件时，应注意不可造成因频率过高，使板子本身摆动，而减小孔内药液穿透量。

2.1.3.4过滤：

一般均与循环搅拌合并，目的是去除槽液中之颗粒状杂质，避免发生颗粒状镀层。

较重要的考量因子有三，分别如下：

a.过滤粒径：

一般采用5u或10u滤蕊。

若非环境控制良好，使用更小滤蕊可能造成滤材更换，损耗过多。

b.材质有多种材质供选择，不同系统光泽剂会有不同之限制，其中PP最具体广用性。

c.Leaching：

即便为适用材质之滤蕊，亦须经过Leaching处理（热酸碱浸洗程序）。

2.1.3.5电源系统：

供电系统之ripple须小于5%，（对部分较敏感产品甚至须小于2%），另须注意：

a.整流器最上限、最下限相对容易10%，系不稳定区域，应避免使用。

b.除整流器外接所有接点务须定期清洁外，每月至少用钳表量校一次。

c.整流器最好利用外接洁净气源送风，使内部形成至正压，让酸气无法侵入腐蚀。

2.1.3.6阴极（rack及busbar）:

a.对铜制busbar而言，约每120Amp至少应设计1cm2之截面积。

同时不论电流/busbar截面积大小，务必两侧设置输入接点，以避免电流分布不均。

b.对rach而言，应利用busbar相接之接点，调整其导通一致，避免“局部阳极”的反生，同时对接点外之部分，亦宜全部予以胶林披覆，并定期检查，以避免因缝隙产生，而增加带入性污染。

2.1.3.7阳极：

a.铜阳极应采用含微量磷，且均匀分布之无氧铜。

其规格可概列如下：

Cu≥99.9%P:

0.04~0.06%O≤0.05%

Fe≤0.003%S≤0.003%Pb≤0.002%

Sb≤0.002%AS≤0.001%N≤0.002%

b.可能状态下尽量不要使用钛篮，因为钛篮将造成Carriey或HighCurrentDewsityBrightener增加约20%的消耗，而不使用钛篮的状态，则须注意使阳极高出液面1~2英寸。

c.对阳极袋的考虑，基本上与滤蕊相同，一般常用Nappedp.p或Dynel，并可考虑双层使用，唯阳极袋须定期清洗，以避免因过量的阳极污泥造成阳极极化。

d.一般均认为阴阳极之比例应在1.5~2︰1,但由于高速镀槽之推出，较佳的考虑是，控制阳极的相对电流密度小于20ASF，来决定阳极的数量，在使用钛篮的状态，其面积的计算，约为其（前+左+右）面积之1.4倍，亦即以钛篮正面积核算其电流密度约应小于40ASF。

过大的阳极面积可能造成铜含量之上升，过小则可能造成铜含量不足，且二者均会造成有机添加剂的异常消耗及阳极块的碎裂。

e.阳极在接近液面侧应加装遮板，而深度则应仅为镀件的75%（较浅4~5英寸），在板子尺寸不固定时，则应考虑浮动式遮板，对其左右侧的考虑亦同，故在槽子设计与生产板实际宽度不同，应考虑使用Rubberstrip，但须注意当核算面积，加开电流时，应至少降低40%计算。

对于此类分布问题，可以“电场”及“流态”的观念考虑。

电镀工艺流程资料（三）

2.2各流程的作用：

2.2.1酸浸：

主要作用是去除板面的氧化层，避免水份带入铜缸而影响硫酸的含量。

2.2.2清洁剂：

这种清洁剂是酸性的，主要作用是去除板面的指纹、油污等其它残余物，保持板面清洁，实际上目前供PCB使用之酸性清洁剂，没有任何一种真正能去除较严重的指纹。

故对油脂、手指印应以防止为重：

而且须注意对镀阻层的相容性与同线中其他药液间的匹配性，及降低表面为张力，排除孔内气泡的能力。

2.2.3微蚀：

由于各种干膜阻剂均有添加剂深入铜层的附著力促进剂，故在此一步骤应去除20~50u〞的铜，才能确保为新鲜铜层，以获得良好的附著力。

2.2.4水洗：

主要作用是将板面及孔内残留的药水洗干净。

2.2.5镀铜：

镀铜的药水中主要有硫酸铜、硫酸、氯离子、污染物、其它添加剂等成份，它们的作用分别如下：

2.2.5.1硫酸铜：

提供发生电镀所须基本导电性铜离子，浓度过高时，虽可使操作电流密度上限稍高，但由于浓度梯度差异较大，而易造成Throwingpower不良，而铜离子过低时，则因沉积速度易大于扩散运动速度，造成氢离子还原而形成烧焦。

2.2.5.2硫酸：

为提供使槽液发生导电性酸离子。

通常针对硫酸与铜比例考量，“铜金属18g/l+硫酸180g/l”酸铜比例维持在10/1以上，12︰1更佳，绝对不能低于6︰1，高酸低铜量易发生烧焦，而低酸高铜则不利于ThrowingPower。

2.2.5.3氯离子：

其功能有二，分别为适当帮助阳极溶解，及帮助其它添加剂形成光泽效果，但过量之氯离子易造成阳极的极化。

而氯离子不足则会导致其它添加剂的异常消耗，及槽液的不平衡（极高时甚至雾状沉积或阶梯镀；

过低时易出现整平不良等现象）。

2.2.5.4其它添加剂：

其它的所有有机添加剂合并之功能，可达成规则结晶排列之光泽效果，改善镀层之物性强度，相对过量之添加剂，则易因有机物之分解氧化，对槽液的污染，造成活性碳处理频率的增加，或因有机物的共析镀比率提高，造成镀层内应力增加，延展性降低等问题。

2.2.5.5污染物：

可区分有机污染物和无机污染，因破坏等轴结晶结构；

造成之物性劣化及因共析镀造成之外观劣化。

其中有机污染之来源约为：

光泽剂之氧化分解、油墨、干膜、槽体、滤蕊、阳极袋、挂架包覆膜等被过滤出的物质和环境污染物等。

无机污染之来源则约为：

环境带入污染、水质污染及基本物料污染等项。

2.2.6电镀反应机构：

可区分为巨观，亦即电场与流态；

微观，亦即光泽剂的效应：

两大部分，分别简单讨论如下：

2.2.6.1巨观：

镀槽内阴阳极间之关系，实际上与磁场或电场的现象类似的，明显不同的，是发生在液体环境中，而游动的，是有质量的离子。

因为如此，故离子之运动；

电流氧化还原反应之发生；

受到正负极间电场，与离子所带电荷产生之电位能，离子经由循环搅拌、空气搅拌、机械搅拌获得之动能，及离子间之交互作用力等因子的影响，实际上电流密度（区域性的、分布上的、而非平均的），可被定义为单位面积，单位时间内接收的离子数量。

由于各项搅拌，除了针对孔内的阴极机械搅拌外；

都是全槽均一性的（理想状态）；

因而对于板面上的状态，几何分布便成为影响的最大的因子。

对全板电镀（pannelplating）而言，亦即阳极、阴极以及遮板之形状、位置。

而对线路电镀（pattevnplating）而言，则再增加一项电镀面积分布须做考量，对孔内的状况，则主要在于离子的扩散速率、阴极摆动及电流密度间关系。

关于一部分我们可透过浓度梯度与场的图例加以了解。

a.高低电流区：

亦即电力线分布之密度；

而电力线（电场）之分布正如同磁力线分布，在端角地区，明显的较高许多，故阳极之尺寸最好仅阴极之75%。

b.遮板之作用为阻碍离子之流动，使得局部之电力线密度降低，rudderstrip则吸收此过量之电流，二种方式均可解决生产板尺寸不固定位置。

c.线路电镀时的线路分布影响亦为相同关系，可视为原“属于”被镀阻膜覆盖区的电力线转移于周边造成，因而独立线路相对之电流密度变为非常高。

d.对于孔内与板面或大孔与小孔间关系，可以讨论如下：

当操作电流密度甚低时，铜离子之析出速度远低于自然游动/交换速度，各区的镀层厚度，自然均一；

但一般操作电流较高，必然造成[C]b（整体巨观浓度），[C]D1（大孔孔内浓度）及[C]D2（小孔孔内浓度）各有不同，则反应速率（电流发生）亦自然不同，因而有“孔铜”、“面铜”乃至区域镀厚比问题），故须依赖搅拌增加离子之Mobility以求改善孔内厚度。

对高纵横比而言，一方面搅拌之相对影响被降低，另方面，如果槽液之表面张力过高，产生类似“毛细现象”，则搅拌失效，而产生问题。

（学习的目的是增长知识，提高能力，相信一分耕耘一分收获，努力就一定可以获得应有的回报）