圖形電鍍培訓基礎教材

1、會計學1圖形電鍍培訓基礎教材圖形電鍍培訓基礎教材2 I. 課程目標課程目標 II. 定定 義義 III. 內(nèi)內(nèi) 容容IV. 應應 用用第1頁/共46頁3I.課程目標課程目標1.完成學員對完成學員對 Pattern Plating 工序從最初接觸到加深認識的過程工序從最初接觸到加深認識的過程;2.側重理論方面使學員對側重理論方面使學員對 Pattern Plating 工序有一個理性認識工序有一個理性認識;3.使學員了解使學員了解 Pattern Plating 工序在實際中的發(fā)展和應用工序在實際中的發(fā)展和應用;第2頁/共46頁4II. Pattern Plating（圖形電鍍）的定義：（圖形電

2、鍍）的定義：-在在PCB（Printed Circuit Board）的制作過程中，）的制作過程中，將合格的，已完成干菲林圖形轉移工序的板料，用酸銅將合格的，已完成干菲林圖形轉移工序的板料，用酸銅電鍍的方法使線路銅和孔壁銅加厚到可以滿足客戶要求電鍍的方法使線路銅和孔壁銅加厚到可以滿足客戶要求的程度，并且以鍍錫層來作為下工序蝕刻的保護層的程度，并且以鍍錫層來作為下工序蝕刻的保護層.第3頁/共46頁5第4頁/共46頁6第5頁/共46頁71、藥水部分、藥水部分2、機械部分、機械部分3、WI(Working Instruction)III、內(nèi)容：、內(nèi)容：第6頁/共46頁8水洗水洗水洗水洗水洗第7頁/共

3、46頁9公司運作程序 (COP)3.1.1 除油除油3.1.1.1 酸性藥水酸性藥水: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: 1.去除手指印去除手指印 2.去除氧化物去除氧化物 3.去除干膜去除干膜 4.去除油污去除油污第8頁/共46頁10第9頁/共46頁113.1.2 微蝕（粗化）微蝕（粗化）3.1.2.1 藥水類型藥水類型: 1.過硫酸銨過硫酸銨 2. 過硫酸鈉（常用）過硫酸鈉（常用） 3. 過氧化物過氧化物第10頁/共46頁12第11頁/共46頁133.1.3 硫酸預浸硫酸預浸3.1.3.1 藥水藥水:硫酸硫酸3.1.3.2 目的及作用目的及

4、作用: 1. 去除露銅面上殘存的微量氧化物去除露銅面上殘存的微量氧化物; 2. 避免板上的露銅面氧化避免板上的露銅面氧化; 3. 使制板在硫酸溶液中預先浸潤使制板在硫酸溶液中預先浸潤,為下一步酸銅電鍍作好準為下一步酸銅電鍍作好準備備.第12頁/共46頁143.1.4 酸銅電鍍酸銅電鍍3.1.4.1 電鍍銅機理電鍍銅機理3.1.4.2 目的及作用目的及作用: 加厚導線銅層和孔內(nèi)銅厚加厚導線銅層和孔內(nèi)銅厚,使之使之達到客戶的要求達到客戶的要求第13頁/共46頁15第14頁/共46頁163.1.4.1 電鍍銅機理：電鍍銅機理： 電鍍銅的溶液中主要是硫酸銅電鍍銅的溶液中主要是硫酸銅(CuSO4)和硫酸

5、和硫酸(H2SO4),在直流在直流 電壓的作用下電壓的作用下,在陰極和陽極上分別發(fā)生如下反應在陰極和陽極上分別發(fā)生如下反應: 陰極陰極 : 銅離子被還原銅離子被還原,正常情況下電流效率可達正常情況下電流效率可達98% Cu2+ + 2e = Cu 有時溶液中會有一些有時溶液中會有一些Cu+,于是會有以下反應：于是會有以下反應： Cu+ + e = Cu 有很少情況下會發(fā)生不完全還原反應：有很少情況下會發(fā)生不完全還原反應： Cu2+ + e = Cu+由于由于Cu2+的還原電位比的還原電位比H+的還原電位正的多，故一般不會有的還原電位正的多，故一般不會有H2析出析出.第15頁/共46頁17陽極：

6、陽極反應是溶液中陽極：陽極反應是溶液中 Cu2+ 的來源：的來源： Cu - 2e = Cu2+ 在極少的情況下，陽極也會發(fā)生如下的反應：在極少的情況下，陽極也會發(fā)生如下的反應： Cu - e = Cu+ 溶液中的溶液中的Cu+在足夠量硫酸的情況下，可能會被空氣中的在足夠量硫酸的情況下，可能會被空氣中的 氧氣氧化成氧氣氧化成Cu2+: 4Cu+ + 0.5O2 + 4H+ = 4Cu2+ + 2H2O第16頁/共46頁18當溶液中的酸度不足時，會水解形成，形成所謂的當溶液中的酸度不足時，會水解形成，形成所謂的“銅粉銅粉”： 2Cu+ + 2H2O = 2Cu(OH)2 + 2H+ 2Cu+ +

7、 2H2O = Cu2O + 2H注意：氧化亞銅的出現(xiàn)會使鍍層粗糙或成海綿狀，注意：氧化亞銅的出現(xiàn)會使鍍層粗糙或成海綿狀，因而在電鍍過程中要盡量避免一價銅的出現(xiàn)因而在電鍍過程中要盡量避免一價銅的出現(xiàn).第17頁/共46頁193.1.4.3.1硫酸銅（硫酸銅（CuSO4） 硫酸銅是鍍液中的主鹽，它在水溶液中電離出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成銅鍍層，硫酸離子，銅離子在陰極上獲得電子沉積成銅鍍層，硫酸銅的濃度一般控制在銅的濃度一般控制在60100克克/升，提高硫酸銅的濃升，提高硫酸銅的濃度可以提高允許的電流密度，避免高電流區(qū)度可以提高允許的電流密度，避

8、免高電流區(qū) 燒焦；但燒焦；但是，硫酸銅（是，硫酸銅（CuSO4)濃度過高，會降低鍍液的分散濃度過高，會降低鍍液的分散能力。能力。第18頁/共46頁203.1.4.3.2硫酸（硫酸（H2SO4）硫酸的主要作用是增加溶液的導電性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的濃度對鍍液的分散能力和鍍層的機械性能均有影響: 1. 若硫酸的濃度太低，鍍液的分散能力下降；若硫酸的濃度太低，鍍液的分散能力下降； 2. 若硫酸的濃度過高，雖然鍍液的分散能力較好，若硫酸的濃度過高，雖然鍍液的分散能力較好， 但是，鍍層的延展性會降低但是，鍍層的延展性會降低.第19頁/共

9、46頁213.1.4.3.3 銅球（角）陽極銅球（角）陽極 - 磷銅陽極磷銅陽極 為什么要使用磷銅陽極？因為使用磷銅陽極時，可在為什么要使用磷銅陽極？因為使用磷銅陽極時，可在表面形成一層磷膜（主要成分是表面形成一層磷膜（主要成分是Cu3P) 1.陽極在鍍液中溶解速度較慢（形成黑色的陽極膜）陽極在鍍液中溶解速度較慢（形成黑色的陽極膜），使其陽極電流效率接近陰極電流效率；，使其陽極電流效率接近陰極電流效率； 2.可以避免大量的可以避免大量的Cu+進入溶液，形成銅粉或進入溶液，形成銅粉或Cu2O，而導致鍍層粗糙，產(chǎn)生銅瘤；而導致鍍層粗糙，產(chǎn)生銅瘤； 3.避免生成大量的陽極泥。避免生成大量的陽極泥。第

10、20頁/共46頁22第21頁/共46頁23第22頁/共46頁24 3.1.4.3.3 銅球（角）陽極銅球（角）陽極 - 磷銅陽極磷銅陽極 所以，使用的銅球陽極必須為磷銅陽極。所以，使用的銅球陽極必須為磷銅陽極。但是，磷銅中的含磷量要有一定值，若含磷量過但是，磷銅中的含磷量要有一定值，若含磷量過高，會導致陽極膜過厚，陽極屏蔽性鈍化，使溶高，會導致陽極膜過厚，陽極屏蔽性鈍化，使溶液中的銅離子減少。液中的銅離子減少。第23頁/共46頁253.1.4.3.4 銅光亮劑銅光亮劑 1.任何硫酸鹽鍍銅液，如果沒有添加劑，都不能鍍出滿意的鍍層；任何硫酸鹽鍍銅液，如果沒有添加劑，都不能鍍出滿意的鍍層； 2.添加

11、劑所包含的整平劑能強烈地吸附在微觀的凸起部位，從而對添加劑所包含的整平劑能強烈地吸附在微觀的凸起部位，從而對 電沉積有抑制作用，達到電鍍整平性；電沉積有抑制作用，達到電鍍整平性； 3.添加劑中的光澤劑添加劑中的光澤劑光澤劑則加速銅沉積速率，減少極化電阻，提高延展性與導電性光澤劑則加速銅沉積速率，減少極化電阻，提高延展性與導電性 注意：只有在注意：只有在Cl-與添加劑的協(xié)同作用下，才能達到添加劑預期的與添加劑的協(xié)同作用下，才能達到添加劑預期的 作用效果，也才能夠使鍍層的內(nèi)部應力減至最小。作用效果，也才能夠使鍍層的內(nèi)部應力減至最小。第24頁/共46頁26第25頁/共46頁27第26頁/共46頁28

12、3.1.4.3.5氯離子的作用（氯離子的作用（Cl-） 1.作為陽極活化劑，幫助陽極正常溶解； 2.協(xié)同添加劑使鍍層光亮、平整； 3.若氯離子小于20克/升，會在鍍層上產(chǎn)生條紋狀 粗糙現(xiàn)象； 4.若氯離子錯量過度升高，則在陽極上生成白色陽極膜，使 陽極鈍化，導致溶液中銅離子降低。第27頁/共46頁293.1.4.3.6另外，在銅缸中，對其它另外，在銅缸中，對其它重金屬離子重金屬離子也要嚴格控制：也要嚴格控制：若：若：1.Fe1000ppm，將導致縱橫比下降；，將導致縱橫比下降； 2.Zn500ppm，將導致高電流密度燒板區(qū)合金化；，將導致高電流密度燒板區(qū)合金化； 3.Pb，可以被沉淀出并且被過

13、濾掉；，可以被沉淀出并且被過濾掉； 4.Sn400ppm，將導致反濕潤作用；，將導致反濕潤作用； 5.Ni1000ppm，將導致縱橫比下降；，將導致縱橫比下降； 6.Cd，其作用與，其作用與Zn一樣；一樣； 7.Te10ppm，將導致極化和產(chǎn)生節(jié)瘤；，將導致極化和產(chǎn)生節(jié)瘤； 8.Se，其作用與，其作用與Te一樣一樣.第28頁/共46頁303.1.4.4輔助設施（機械部分）輔助設施（機械部分） 1.循環(huán)過濾；循環(huán)過濾； 2.打氣；打氣； 3.搖擺；搖擺； 4.陽極袋陽極袋 .第29頁/共46頁31第30頁/共46頁323.1.5 磺酸預浸磺酸預浸3.1.5.1 藥水：磺酸藥水：磺酸3.1.5.2

14、 目的及作用：目的及作用： 使制板在磺酸溶液中預先浸潤，為下一步電鍍使制板在磺酸溶液中預先浸潤，為下一步電鍍錫做好準備，同時避免帶入水進去鍍錫缸將其稀釋。錫做好準備，同時避免帶入水進去鍍錫缸將其稀釋。第31頁/共46頁333.1.6 電鍍錫電鍍錫3.1.6.1 電鍍錫機理電鍍錫機理;3.1.6.2 目的及作用：目的及作用： 在鍍銅層上加鍍一薄層錫（約在鍍銅層上加鍍一薄層錫（約 0.20.4mil），），來作為下工序蝕刻時銅線路的保護層。來作為下工序蝕刻時銅線路的保護層。第32頁/共46頁343.1.6.3直接物料：直接物料：1.磺酸錫；磺酸錫； 2.磺酸；磺酸； 3.錫球陽極（鈦籃）；錫球陽極

15、（鈦籃）； 4.錫光亮劑錫光亮劑 .注意：若用注意：若用硫酸錫硫酸錫作為主鹽，硫酸作為加強溶液作為主鹽，硫酸作為加強溶液的導電物質(zhì)，則需要用鋯籃作為陽極籃。的導電物質(zhì)，則需要用鋯籃作為陽極籃。第33頁/共46頁353.1.7 褪蝕褪蝕3.1.7.1 藥水：硝酸藥水：硝酸3.1.7.2 目的及作用：目的及作用： 將電鍍夾具上在鍍銅和鍍錫時鍍上的銅粉和將電鍍夾具上在鍍銅和鍍錫時鍍上的銅粉和錫粉咬蝕掉，使夾具潔凈，以便在下一輪電鍍循環(huán)錫粉咬蝕掉，使夾具潔凈，以便在下一輪電鍍循環(huán)時和制板接觸良好。時和制板接觸良好。第34頁/共46頁363.2 機械部分機械部分 1. 天天 車；車； 2. 電電 腦；腦

16、； 3. 冷冷 水水 機；機； 4. 自動加藥泵；自動加藥泵； 5. 打打 氣；氣； 6. 搖搖 擺；擺； 7. 循循 環(huán)環(huán) 過過 濾；濾； 8. 振振 蕩蕩 .第35頁/共46頁37第36頁/共46頁38第37頁/共46頁39第38頁/共46頁403.2.1天車（龍門式垂直電鍍線）天車（龍門式垂直電鍍線）1# 天車（天車（0# 10#）2# 天車（天車（5# 16#） 3# 天車（天車（11# 29#）第39頁/共46頁413.2.2 電腦電腦 1. 程序運行程序運行 ; 2. 電流打入電流打入 ; 3. 板號儲存板號儲存 ; 4. 狀態(tài)監(jiān)控狀態(tài)監(jiān)控 ; 5. 故障顯示故障顯示 ;第40頁/共46頁423.2.3 冷水機冷水機 : 制制 冷冷3.2.4 自動加藥泵自動加藥泵 : 按按 “ 安時數(shù)安時數(shù) ” 自動加藥自動加藥3.2.5 打氣打氣 ( 一般為一般為 0.3 0.8 米米 3 / 分鐘分鐘 / 分米分米 2 ) 1. 攪拌攪拌 2. 吹走氣泡吹走氣泡 3. 提供足夠的氧氣提供足夠的氧氣 ( O2 ), 使使Cu+轉化成轉化成Cu2+ , 可消除可消除Cu+的干擾的干擾 .第41頁/共46頁433.2.6 搖擺搖擺 1. 攪拌攪拌 2. 提高溶液的提高溶液的深鍍能力深鍍能力（Throwing Power） 3. 趕走氣泡趕走氣