化學沉銅原理及異常第一頁，共四十一頁，2022年，8月28日培訓大綱1.PTH介紹

2.化學沉銅原理介紹

3.化學沉銅異常及處理

第二頁，共四十一頁，2022年，8月28日PTH簡要介紹雙面板或多層復合板各層銅箔之間原本是絕緣層,有時為了實現某些要求功能,需要各層間的連接與導通,此時就需在銅箔上鍍導通孔即PTH(PlatingThroughtHole)通孔橫截面模型第三頁，共四十一頁，2022年，8月28日PTH的方式黑孔(BlackHole)+電鍍化學沉銅+電鍍第四頁，共四十一頁，2022年，8月28日化學沉銅原理介紹第五頁，共四十一頁，2022年，8月28日

流程簡介膨松→除膠渣→中和

Desmear

調整→清潔→調整劑→微蝕→預浸→活化→加速→化銅

PTH第六頁，共四十一頁，2022年，8月28日膨松NaOH

20g/l已二醇乙醚

30/l已二醇

2g/l水

其余溫度

60-80℃時間

5min成分及操作條件:第七頁，共四十一頁，2022年，8月28日膨松功能：利用溶劑膨松軟化樹脂膠渣原理：環氧樹脂是高聚形化合物，具有優良的耐蝕性。其腐蝕形式主要有溶解、溶脹和化學裂解（如：濃硫酸對環氧樹脂主要是溶解作用，其凹蝕作用是十分明顯的）。根據“相似相溶”的經驗規律，醚類有機物一般極性較弱，且有與環氧樹脂有相似的分子結構（R-O-R‘），所以對環氧樹脂有一定的溶解性。因為醚能與水發生氫鍵締合，所以在水中有一定的溶解性。因此，常用水溶性的醚類有機物作為去鉆污的溶脹劑。注意點:溶脹液中的氫氧化鈉含量不能太高，否則，會破壞氫鍵締合，使有機鏈相分離。第八頁，共四十一頁，2022年，8月28日NaOH

35g/lKMnO4

55g/lNaCIO

0.5g/l溫度

75℃時間

10min成分及操作條件:除膠渣第九頁，共四十一頁，2022年，8月28日除膠渣功能：利用KMnO4的強氧化性,在高溫及強堿條件下與樹脂發生化學反應,使其分解溶去。原理：在高溫堿性條件下，高錳酸鉀使環氧樹脂碳鏈氧化裂解：

4MnO4-＋C環氧樹脂＋4OH-→4MnO42-＋CO2↑＋2H2O同時，高錳酸鉀發生以下副反應：

4MnO4-+40H-=4MnO42-+O2(g)+2H2O

MnO42-在堿性介質中也發生以下副反應：MnO42-+2H2O+2e-=MnO2(s)+40H-

NACIO作為高錳酸鉀的再生劑，主要是利用其強氧化性使MnO42-氧化為MnO4-第十頁，共四十一頁，2022年，8月28日H2SO4

100mL/lNaC2O4

30g/l溫度

40--50℃時間

5--7min成分及操作條件:中和第十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日中和功能：除去殘存在板面及孔壁死角處的MnO2和高錳酸鹽。原理：錳離子是重金屬離子，它的存在會引起“鈀中毒”，使鈀離子或原子失去活化活性，從而導致孔金屬化的失敗。因此，化學沉銅前必須去除錳的存在。在酸性介質中：

3MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2(s)+2H2O

2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2(g)+8H2O5

C2O42-+MnO2+4H+=Mn2++2CO2+2H2O

第十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日調整成份：清潔-調整劑DI水功能：除去板面輕微氧化物及輕微污漬,對樹脂界面活性調整有極好的效果;直接影響沉銅的背光效果.原理：酸性溶液,與氧化物反應而使之溶去;有機清潔劑，對有機油污具有溶解作用.整孔性高分子吸附于孔壁表面使孔壁表面顯正電性.第十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日調整

注意點：應根據生產板面積累加來及時補充藥品，達到一定產量后，槽液需要更換，重新開缸；過濾系統：一般建議除油槽加裝過濾系統，不僅可以有效過濾槽液中的粉塵雜質，同時也可有效攪拌槽液，增強槽液對孔壁的清洗調整效果；濾芯一般使用5~10um的PP濾芯，每小時過濾4-6次；板面經除油水洗后，應該沒有油污，氧化斑存在，即為除油效果良好；板件從除油槽取出時，應注意滴液，盡量減少槽液帶出損失，已造成不必要的浪費和增加后清洗的困難度；除油后水洗要充分，建議采用熱水洗后，加1-2道自來水洗；

第十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日清潔-調整劑對界面活性的調節機理除膠渣后的孔壁表面清潔后的孔壁表面第十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日H2SO4

100mL/lH2O2

80ML/lNH2CH2NH2

10g/l溫度20℃~30℃時間1~2min成分及操作條件:微蝕第十六頁，共四十一頁，2022年，8月28日微蝕功能:ａ．除去銅表面的有機薄膜；ｂ．微觀粗化銅表面。原理:Cu+Cu2+→2Cu+

Cu++H2O2→Cu2+＋2OH-

第十七頁，共四十一頁，2022年，8月28日微蝕注意點：微蝕槽生產主要是注意時間控制，一般時間在1-2分鐘左右，時間過短，粗化效果不良，板面發花或粗化深度不夠，沉銅電鍍后，銅層結合力不足，易產生起泡脫皮現象；粗化過度，孔口銅基材很容易被蝕掉，形成孔口露基材，造成不必要的報廢；另外槽液的溫度特別是夏天，一定要注意，溫度太高，粗化太快或溫度太低，粗化太慢或不足都會產生上述質量缺陷；微蝕槽如使用過硫酸鹽體系時，銅含量一般控制在25克/升以下，銅含量太高，會影響粗化效果和微蝕速率；另外過硫酸鹽的含量應控制在80—120克/升；微蝕槽在開缸時，應留約1/4的舊槽液，以保證槽液中有適量的銅離子，避免新開缸槽液粗化速率太快，過硫酸鹽補充應按50平米/3—6公斤來及時補充；另外微蝕槽負載不宜過大，亦即開缸時應盡量開大些，防止槽液因負載過大而造成槽液溫度升高過快，影響板面粗化效果；板面經微蝕處理后，顏色應為均勻粉紅色；否則說明除油不足或除油后水洗不良或粗化不良（可能是時間不足，微蝕劑濃度太低，槽液銅含量太高等原因造成），應及時檢查反饋并處理；板件從水洗槽進入微蝕槽應注意滴水，盡量減少滴水帶入，造成槽液稀釋和溫度變化過大，同時板件從微蝕槽取出時，也應注意滴液時間充分；

第十八頁，共四十一頁，2022年，8月28日微蝕前后的銅面狀況微蝕前微蝕后第十九頁，共四十一頁，2022年，8月28日成分及操作條件:預浸主要成分：HCL、SnCL2aq比重：溫度：常溫時間：1--2min

第二十頁，共四十一頁，2022年，8月28日預浸功能:防止板子帶雜質污物進入昂貴的鈀槽;防止板面太多的水帶入鈀槽而導致局部水解；預浸槽與活化槽除無鈀之外,其它成份完全一致；第二十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日預浸注意點：預浸液維護主要是槽液的比重和鹽酸含量；槽液的比重主要取決于亞錫離子和氯離子的含量，鹽酸主要是防止亞錫離子的水解和清洗板面氧化物；預浸槽槽液一般按生產板平米數來添加更換，有時也用銅含量作為參考控制項目，一般銅含量控制在1克/升以下；開缸時多采用預浸液原液開缸，補充時采用預浸鹽；板件從水洗槽取出進入預浸槽前，應注意減少滴水帶入，以免稀釋預浸液，降低槽液酸度，造成亞錫水解，槽液變混濁，同時也會污染活化槽；板件經預浸槽后直接進入活化槽；

第二十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日成分及操作條件:活化成分：SnCL2.2H2O、PdCL2、HCL、H2OSnCL2:3--12g/lPd含量:100-160ppm比重:1.135--1.195Cu2+≤1500PPM溫度:40--48℃時間:5--7min第二十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日活化成份:SnCl2

PdCl2

DI水功能/原理:表面顯負電性的鈀膠團由于整孔性高分子的作用附著在孔壁,經后續加速，最終使Pd沉于孔壁。Pd2++2Sn2+(PdSn2)6+(PdSn2)6+Pd+Sn4++Sn2+Pd+nSn2++3nCl-Pd(SnCl3)nn-第二十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日活化注意點：鈀槽使用壽命較長，維護良好時，可使用3-5年，槽液100升一般按50平米補加約200-300毫升膠體鈀;鈀缸應加裝過濾系統，注意過濾系統預槽液接觸處均應無金屬存在，否則槽液會腐蝕金屬，繼而污染鈀缸，造成鈀缸報廢和生產板的質量問題；活化后水洗要充分，減少板面污染；板面水洗后，顏色應均勻，無明顯孔口流液痕跡；

第二十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日活化后的孔壁表面第二十六頁，共四十一頁，2022年，8月28日成分及操作條件:加速HBF4

5g/lCH3BH4

0.5g/l溫度

20-30℃時間

4--5min

第二十七頁，共四十一頁，2022年，8月28日加速功能:剝去Pd外層的Sn4+外殼,露出Pd金屬,清除松散不實的鈀團或鈀離子﹑原子等。原理:鈀膠團粘附的板子,在經水洗,在鼓氣的作用下,Pd粒外會形成Sn(OH)4外殼.通過HBF4型加速劑使SnCl2、Sn(OH)4、Sn(OH)Cl2等除去。

SnCl2+2HBF4→

Sn(BF4)2+2HCl

Sn(OH)4+4HBF4→

Sn(BF4)4+4H2O

Sn(OH)Cl+2HBF4→

Sn(BF4)2+HCl+H2O

第二十八頁，共四十一頁，2022年，8月28日加速反應注意點：解膠液主要是控制槽液濃度，時間控制在5分鐘左右，冬天應注意溫度控制；解膠液的更換一般也按生產板的平米數添加更換，除此之外，解膠液的銅含量也作為一個參考監測項目，銅含量一般控制在0.7克/升以下；板件從水洗進入解膠槽或從解膠槽取出時應注意滴水充分，保證槽液和生產的穩定性；板面水洗后，顏色應均勻，無明顯孔口流液痕跡；

第二十九頁，共四十一頁，2022年，8月28日加速劑后的孔壁表面第三十頁，共四十一頁，2022年，8月28日成分及操作條件:化學沉銅NaOH9--13g/lHCHO2.5--5g/lEDTA30—40g/l穩定劑少量

沉銅速率12--20u”(薄銅)背光級數>8溫度30--38℃時間20min

第三十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日化學沉銅功能:在鈀的催化作用下被甲醛還原而沉于鈀上.原理:

CuSO4+2HCHO+4NaOH→Cu+NaSO4+2HCOONa+2H2O+H2↑

1.電子的形成:

HCHO+OH-→H3COO-

H3COO-+OH-→

HCOO-+H2O+H-

H-→H0+e-(在Pd的導電作用下)

2.鈀表面起始反應:Pd+2e-+Cu2+→

Pd-Cu

Pd-Cu+2e-+Cu2+→Pd-Cu+Cu3.自我催化反應:Cu0+2e-+Cu2+→

Cu0+Cu0第三十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日化學沉銅

注意點:沉銅槽主要是添加補充銅、甲醛、氫氧化鈉，各組分應該均衡添加，以防槽液比例失調沉銅槽藥水一般是溢流或定期舀出部分廢液，按生產平米數及時補充新液即可；沉銅槽應保持連續的空氣攪拌，要加裝過濾系統，使用1