低应力化学沉铜分析__深南电路
在沉铜层上镀铜的阴极初始过程研究
在沉铜层上镀铜的阴极初始过程研究杨智勤;倪超;陆然;张曦;田瑞杰【摘要】This article mainly introduced the cathode initial process of copper plating on the electroless copper base and the generation mechanism of the phenomena.%针对印制电路板沉铜后进行一次铜电镀时,作为阴极的电路板的电镀初期的过程进行研究并阐明其发生机理。
【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】2页(P20-21)【关键词】电镀;阴极;初始过程;机理【作者】杨智勤;倪超;陆然;张曦;田瑞杰【作者单位】深南电路有限公司,广东深圳518117;深南电路有限公司,广东深圳518117;深南电路有限公司,广东深圳518117;深南电路有限公司,广东深圳518117;深南电路有限公司,广东深圳518117【正文语种】中文【中图分类】TN411 前言随着电子设备的多功能化和小型化的飞速发展，电子设备的主要结构件印制电路板，其设计更趋向高密度、高精度、高可靠和窄间距、细线条、微孔化方向发展[1]。
电镀铜作为其实现孔金属化互联的关键制程之一，其制程控制显得尤为重要。
然而，更为重要的是弄清其失效的产生机理。
2 问题背景笔者负责的全板电镀线，生产工艺成熟，品质稳定。
然而过程监控偶有发现电镀后孔铜偏薄现象，出现概率虽低，但作为制程异常警示，笔者对其深入跟进分析，推断产生此现象的原因为电镀初期的阴极过程影响所致。
以下笔者通过实验来验证推断的正确性。
3 提出并验证产生机理笔者推断原因为：电镀的初期一段时间内，包含两个过程：（1）过程1是修补沉铜层缺陷的过程，此阶段对铜厚增长无明显贡献。
众所周知，沉铜层覆盖的完整性是以背光级数来衡量的。
图1为典型的背光级别图。
图1 典型的背光级别对照图理想的状况是10级，实际生产中做到的难度则很大。
Shipley化学沉铜与电镀简介
Shipley Acc19加速剂是HBF4型加速剂
SnCl2 + 2HBF4 Sn(OH)4 + 4HBF4 Sn(OH)Cl + 2HBF4 反应过程宜适可而止 Sn(BF4)2 + 2HCl Sn(BF4)4 + 4H2O Sn(BF4)2 + HCl + H2O
加速剂后的孔壁表面
化学沉铜
电镀铜的原理
直流 整流器
nene-
+
阳极 离子交换
电镀上铜层 阴极 (受镀物件) 镀槽
Cu
Cu2+ + 2e-
Cu2+ + 2e-
Cu
电镀液组成(H2O+CuSO4.5H2O+H2SO4+Cl +添加剂)
-
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)
电镀液组成(H2O+SnSO4+H2SO4+添加剂)
电镀锡工艺
Ronastan EC 鍍純錫主要成份作用
— SnSO4 主鹽，提供 Sn2+ — H2 SO4 提供導電性，提高极化作用，提供一個較強的酸性 環境，防止錫离子水解。 — Part A 是一种光亮劑，可以鍍出細致、均勻的錫層 — Part B 分散劑、溶劑，是一种表面活性劑，可以增加 Part A 的溶解度
反应式：
CuSO4 + 2HCHO + 4NaOH Cu + Na2SO4 + 2HCOONa + 2H2O + H2
沉积化学铜后的孔壁表面
电镀铜工艺的功能
化学沉铜工艺知识讲解
三、工艺流程简介- Plasma
2.1.2 去钻污（针对特殊板材）
去钻污主要针对的是Desmear难以去除的板材类型，包括含碳氢化合物板材、 H-Tg板材等。
2.1.3 电镀夹膜的处理
从图可以清晰的看 出，等离子处理后 的板材可以做出三 面包夹的效果，更 好的增强了可靠性。
2.1.4 去除激光钻孔后的碳膜
反应式：
工艺参数控制:
三、工艺流程简介-沉铜工艺
4.3.7 沉铜（253系列）药水简介 作用： 为了使孔壁的树脂以及玻璃纤维表面沉上一层铜，为后续的电镀加厚铜提 供导电性。
分类（按沉积厚度）： . 薄 铜：10 ~ 20u“ (0.25 ~ 0.5um) （我司采用） 中速铜：40 ~ 60u " (1 ~ 1.5um) 厚化铜：80 ~ 100u "(2 ~ 2.5um)
三、工艺流程简介-沉铜工艺
2）副反应： 加有甲醛的化学镀铜液，不管使用与否，都会产生以下两个副反应： a)产生Cu2O，进而会形成铜颗粒。 1
2
要抑制反应2的产生，避免产生铜颗粒，就需要不断在沉铜溶液中通入氧气 （鼓气）
b）甲醛和NaOH之间的化学反应，称为康尼查罗反应。
化学铜溶液中一旦加入甲醛，上述反应即开始了。不管是属于使用状态还是 静置状态，都会一直在反应。所以化学铜溶液停止后重新启用时，需重新调整PH 值，补加甲醛。
优势：能蚀刻环氧树脂表面使其 产生细小凹凸不平呈蜂窝状的小 坑，提高孔壁铜的结合力。
行业普及
三、工艺流程简介-Desmear
3.3.1 MLB 膨松剂 211 使孔壁上的胶渣得以软化，膨松并渗入树脂聚合后之交联处，从而降低其键结
的能量，使易于进行树脂的溶解。
印制电路板化学沉铜详解4
印制电路板化学沉铜详解（四）假若不经过加速处理，化学铜槽内的沉积反应会减慢，同时也可能冒着这样的风险：一些疏松吸附在板面孔壁的胶体钯活性颗粒会污染沉铜液，造成槽液的稳定性变差甚至分解。
同时氢氧化亚锡会在活化的水洗过程中形成（正如我们在水洗槽中看到的混浊的状况）会覆盖在活性的钯颗粒上，遮蔽钯颗粒并影响它的活性。
氢氧化亚锡在水溶液呈明胶状，覆盖住钯活性颗粒。
加速的目的也是为了溶解这些亚锡的化合污染物，使之从钯活性颗粒上去除。
一些亚锡被去除同时一些附着不良的钯活性颗粒也会被速化在加速液中。
加速后的活性颗粒具有更强的活性，可以快速的诱发化学铜的沉积。
大多数加速也是酸性的，可以溶解在活化和加速之间水洗过程中产生的铜的氧化物。
一般情况下，当加速液中的铜含量达到1克/升则需要及时更换。
加速液通常都是由一些可溶解锡的化学药品组成，正因为如此，所以要注意生产工件不能再此溶液中停留过长时间。
在极端的条件下，加速过度，槽液在溶解锡时，也会从底部将钯颗粒从孔壁板面上速化掉，这样会使这些表面失去活性颗粒。
另外，一般的加速液都是以含氟的化合物为原料的，尽管可能氟的含量很低。
氟离子的存在会攻击孔壁中的玻璃纤维，继而使吸附玻璃纤维上的钯活性颗粒除掉，这样可能会造成电镀铜后玻纤断面处的镀层空洞（又叫截点）。
一些加速液可能会含有还原剂，可以吸附在生产板表面内带入沉铜槽与活化钯颗粒一起快速启动无电铜的沉积反应。
我们花费大量的时间讨论前处理而非化学铜本身，原因是为了保证化学铜的沉积，许多处理步骤都要小心的执行。
化学铜是化学铜制程的最终结果，正是因为如此，一些意想不到的结果的发生，往往是由于许多无法控制的因素造成。
包括附表一也是我们讨论的生产工艺简图。
无电铜槽/化学铜槽/沉铜槽槽液的组成：1．铜盐2．还原剂（甲醛）3．络合剂（EDTA,QUADROL,TART等）4．稳定剂，5．光泽剂等6．润湿剂化学铜：甲醛和氢氧根离子为金属铜的沉积提供了化学还原力。
深南工艺流程
深南工艺流程深南工艺（Shennan Circuits）是一家总部位于中国深圳的PCB制造商，拥有20多年的行业经验。
深南工艺专注于高密度互连技术和封装技术的研发和制造。
在PCB制造过程中，深南工艺通过严格的质量控制和高效的流程管理，为客户提供高质量、高可靠性的产品。
深南工艺的生产流程分为以下几个步骤：1. 设计与工程验证：在接收到客户的设计文件后，深南工艺的工程师团队将进行设计验证，确保设计符合要求并可以进行下一步的制造流程。
2. 电路板制造：在电路板制造阶段，深南工艺使用先进的设备和技术，将客户设计的原理图转化为实际的电路板。
这个阶段包括打板、压敏、镀铜、蚀刻、钻孔、压焊、化学镀铜等工艺步骤。
每一步都需要严格控制工艺参数，以确保电路板的质量和性能。
3. 表面处理：为了提高电路板的可靠性和耐用性，深南工艺会对电路板进行表面处理。
这包括沉金、无铅喷锡、防氧化等处理方式。
表面处理可以提供电路板更好的防腐蚀性能，同时也方便焊接和组装。
4. 电路板测试：在制造完成后，深南工艺会进行严格的电路板测试，以确保电路板的功能和性能符合要求。
这些测试包括电器测试、机械测试、可靠性测试等。
只有通过测试的电路板才能被交付给客户。
5. 成品组装：根据客户的需求，深南工艺还可以提供将电路板和元器件进行组装和焊接的服务。
在成品组装过程中，深南工艺使用自动化设备和精细的工艺来确保组装的精度和质量。
6. 目视检查和包装：在组装完成后，深南工艺会对成品进行目视检查，以确保产品的外观和质量。
然后，深南工艺会进行包装，以保护产品在运输和储存过程中不受损坏。
7. 出货和售后服务：最后，深南工艺将成品交付给客户，并提供售后服务和技术支持。
深南工艺为客户提供快速的响应和解决方案，以满足客户的需求。
总结起来，深南工艺的流程是一个以质量为导向的全面控制的流程，通过严格管理和先进技术来确保产品的质量和性能。
正是这种严谨和高效的流程，使得深南工艺能够成为可靠的PCB制造商，并与全球各地的客户建立长期的合作伙伴关系。
低应力化学沉铜浅析
低应力化学沉铜浅析张亚平;杨之诚;孔令文;杨智勤【摘要】文章简述了低应力化学沉铜的工艺特点,通过简单的对比实验分析了其与传统化学沉铜的不同,以期加深读者对低应力化学沉铜工艺的理解.【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2010(000)008【总页数】5页(P35-39)【关键词】低应力化学沉铜;ABF;抗剥强度【作者】张亚平;杨之诚;孔令文;杨智勤【作者单位】深南电路有限公司,广东,深圳,518117;深南电路有限公司,广东,深圳,518117;深南电路有限公司,广东,深圳,518117;深南电路有限公司,广东,深圳,518117【正文语种】中文【中图分类】TN41随着电子技术的飞速发展以及电子产品朝着微型化、多功能化、高集成、高可靠方向发展，半导体部件封装也向多引脚细间距化飞速发展，相应的搭载半导体部件的PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）也朝着小型化和高密度化的发展，其中，PCB线条微细化技术成为关键技术之一[1]。
由于受到曝光过程中的光散射和蚀刻时的侧蚀等影响，传统的减成法线宽加工极限为20 µm左右。
为了适应更细线条发展的要求，产业界引入了一种新的工艺方法——半加成法（Semi AdditiveProcess，简称SAP）[2][3]。
SAP简单的说就是在极薄的底铜层（一般＜3 µm）上先制作线路，然后再进行图形电镀，以减少侧蚀，从而实现超密细线条（＜20 µm）制作的工艺。
这层极薄的底铜层一般采用化学沉铜（Electroless Plating Copper）的方式获得，其实现关键有两点：（1）为使配线细微化，要求基材表面低粗化；（2）低粗化条件下依然要保证基材与金属镀膜间良好的结合力。
普通化学沉铜方法形成的铜层与基材结合力较差，再加上沉铜过程中产生的副产物H2在沉铜层内吸附，容易造成沉铜层与基材之间分层、翘曲及起泡等，因此我们需要一种低应力化学沉铜方式。
深南电路层压叠板个人总结
深南电路层压叠板个人总结深南电路层压叠板是一种常用于电子产品制造的重要材料，经过学习和实践，我对此有了一些个人的总结。
首先，深南电路层压叠板的制作过程需要严谨细致。
在设计和制造过程中，每一步都需要仔细考虑和执行。
首先是设计阶段，需要根据产品的需求和功能，确定层压板的材料和层数。
然后，根据设计要求进行电路布局和线路连接，确保电路的可靠性和稳定性。
在制造过程中，需要精确控制温度、压力和时间等参数，以确保层压板的质量和性能。
其次，深南电路层压叠板的质量对产品的性能起着至关重要的作用。
层压板的质量直接影响到产品的可靠性和稳定性。
因此，在制造过程中需要严格把控每个环节，确保每一块层压板都符合质量要求。
例如，要注意材料的选择，选择高质量的层压板材料，以确保产品的使用寿命和稳定性。
同时，还需要进行严格的品质检测，确保每一块层压板都没有缺陷和故障。
另外，深南电路层压叠板的应用范围广泛。
层压板在电子产品制造中具有广泛的应用，如手机、电脑、汽车等。
不同的产品对层压板的要求也不同，有些需要高速传输，有些需要高密度连接。
因此，对于不同的产品需求，需要选择适合的层压板材料和设计方案，以满足产品的需求。
最后，深南电路层压叠板的发展潜力巨大。
随着科技的不断发展和电子产品的不断更新换代，对层压板的需求也在不断增加。
新材料、新技术的应用将进一步提升层压板的性能和质量。
同时，层压板制造工艺的改进也将降低生产成本，提高生产效率。
因此，深南电路层压叠板有着广阔的市场前景和发展空间。
总之，深南电路层压叠板是一种重要的电子产品材料，其制作过程需要严谨细致，质量对产品性能至关重要。
层压板的应用范围广泛，发展潜力巨大。
通过对深南电路层压叠板的学习和实践，我对其有了更深入的了解，也对未来的发展充满期待。
印制电路板化学沉铜详解3
印制电路板化学沉铜详解（三）3. 为后续活化剂的吸附提供一个良好的锚点，使后续的活化胶体耙可以很好的吸附在基材铜的表面：4. 后续的无电铜层可以通过粗化良好的表面与基材铜紧密地结合在一起；5. 其实此处的微蚀还有一个作用：除去板面铜箔上和内层铜箔面上的吸附的作为调整剂的表面活性剂分子，因为在基材铜和化学铜之间存在有机分子层会影响二者之间的结合力）为了达到理想的效果，微蚀要达到一定的深度。
通常情况至少要微蚀到1微米以上，一般在1-2o 5微米左右，微蚀厚度不足即使在后续条件理想条件下，也不一定会有一个满意的结果。
单纯的从基材铜箔上蚀去铜不是我们的真正目的，微蚀剂微蚀后产生的鲜艳粉红色的活性铜面才是我们的真正的所要求的，由此可以得到一个微粗化的活性表面。
微蚀剂作用的好坏会受到槽液里铜含量的高低的影响。
温度也是微蚀液的一个重要参数。
温度太低，微蚀不足甚至铜面依然光亮；温度太高，槽液失控分解报废，板件孔I I露基材，多层板内层铜箔的反回蚀等；多层板的内层铜箔会因为微蚀过度造成回缩，这种现象称为反回蚀，这样会降低无电铜和内层铜箔之间的结合面枳及结合力（因为反回蚀后的部分树脂表面没有经过除油调整而会造成此处的沉铜的连续和沉积性问题，影响板子的连接可靠性信赖度等问题）这是我们不希望看到的。
无电铜和基材铜箔之间的结合力不良一般都是由于微蚀不足和表面清洁度问题造成的。
沉铜后的结合力的拉力试验可以每天一到两次作为沉铜质量控制的手段之一，可以帮助我们及时地发现问题，但是很多工厂只是在问题发生后才去做此检验，这样拉力试验只是作为人们对担心的问题的验证方法而已！拉力试验一般使用约6英寸长宽约0» 5-1英寸的胶带紧紧压贴在铜面上，用力快速的拉起, 胶带应贴在有部分孔的地方，用拇指或硬币按压结实，撕后观察胶带板面有无铜箔被拉起撕掉。
孔I I铜皮翻起的口J能原仄I ：板子孔内残留的清洗剂流出而清洗未净；过活化；无电铜沉积不良：孔I I铜皮翻起町能会因为过微蚀和上述的原因：微蚀前的水洗很重要，水洗充分可以确保残留除油剂不带入微蚀槽内或污染铜面。