化学沉铜介绍
化学沉铜原理及异常 共42页

调整
• 成份:清洁-调整剂 DI水 • 功能:除去板面轻微氧化物及轻微污渍,
对树脂界面活性调整有极好的效果; 直接影响沉铜的背光效果. • 原理:酸性溶液,与氧化物反应而使之溶 去;有机清洁剂,对有机油污具有 溶解作用.整孔性高分子吸附于孔壁表面 使孔壁表面显正电性.
通孔横截面模型
PTH的方式
• 黑孔(Black Hole)+电镀 • 化学沉铜+电镀
化学沉铜原理介绍
流程简介
膨松→除胶渣→中和 Desmear
调整→清洁→调整剂→微蚀→ 预浸→活化→加速→化铜 PTH
膨松
成分及操作条件:
NaOH 已二醇乙醚 已二醇 水 温度 时间
20g/l 30/l 2g/l 其余 60-80℃ 5min
调整
注意点:
应根据生产板面积累加来及时补充药品,达到一定产量 后,槽液需要更换,重新开缸;
过滤系统:一般建议除油槽加装过滤系统,不仅可以有 效过滤槽液中的粉尘杂质,同时也可有效搅拌槽液,增 强槽液对孔壁的清洗调整效果;滤芯一般使用5~10um 的PP滤芯,每小时过滤4-6次;
板面经除油水洗后,应该没有油污,氧化斑存在,即为 除油效果良好;
微蚀前后的铜面状况
微蚀前
微蚀后
预浸
成分及操作条件:
主要成分: HCL 、SnCL2 aq 比重: 1.120--1.150 温度: 常温 时间: 1--2 min
硫化法沉铜

硫化法沉铜
硫化法沉铜是一种从含铜硫化物矿石中提取铜的方法,通常用于处理含铜硫化矿石,如黄铜矿(黄铜矿的主要成分为黄铜矿、辉铜矿、硫化铜矿等),其基本原理是利用化学反应将铜硫化物转化为含铜的氧化物,然后通过进一步的冶炼或浮选过程提取出铜。
硫化法沉铜的主要步骤如下:
1.矿石破碎:首先将含铜硫化矿石进行破碎,使其达到适合进行后续处理的颗粒度。
2.浮选分离:将破碎后的矿石与适当的药剂混合,通过浮选的方式分离出含铜的硫化物矿石。
浮选通常利用水和气泡将含铜的矿石浮到上层,而废石则沉到底部,从而实现物理分离。
3.硫化反应:将浮选分离得到的含铜硫化物矿石进行硫化反应。
通常采用焙烧或加入适当的硫化剂,使铜硫化物转化为氧化铜。
4.沉淀提取:将经过硫化反应的矿石浸入酸性溶液中,使氧化铜溶解成铜离子。
然后通过加入适当的还原剂,将铜离子还原成金属铜,从而形成沉淀。
5.沉淀处理:将沉淀的金属铜进行过滤和洗涤,去除杂质,得到较纯的铜粉或铜块。
6.进一步提纯:可以将得到的铜粉或铜块进行进一步的冶炼或电解,以提高铜的纯度。
总的来说,硫化法沉铜是一种常用的从含铜硫化物矿石中提取铜的方法,其步骤相对简单,并且能够较有效地提取铜。
1/1。
化学沉铜工艺知识讲解-PPT

三、工艺流程简介- Plasma
2、1、2 去钻污(针对特殊板材)
去钻污主要针对得是Desmear难以去除得板材类型,包括含碳氢化合物板材、HTg板材等。
2、1、3 电镀夹膜得处理
从图可以清晰得看 出,等离子处理后得 板材可以做出三面 包夹得效果,更好得 增强了可靠性。
2、1、4 去除激光钻孔后得碳膜
三、工艺流程简介-Desmear
3、3、2 MLB 除钻污剂 214(主要成分高锰酸钾+液碱)
作用:
高锰酸钾具有强氧化性,在高温及强碱得条件下,与树脂发生化学反应 使其分解溶去。
反应原理:
4MnO4- + 有机树脂 + 4OH-
4 MnO42- + CO2 + 2H2O
附产物得生成:
KMnO4 + OH - K2MnO4 + H2O + O2
After Plating
二、工艺流程
plamsa
等离子处理
磨板
Desmear 除胶渣
Deburr 去毛刺
MLB 211膨松 Promoter 214除胶渣 Neutralizer 216 中和 Conditioner1175除油
Conditioner233调整
Electroless Copper 化学沉铜
作用:除去板子铜面上得氧化物及其它杂质。粗化铜表面,增强铜面与电解铜得齿结 能力
微蚀前
微蚀后
反应式: Cu+ S2O82- Cu2+ + 2SO42-
微蚀后铜面状况
三、工艺流程简介-沉铜工艺
微蚀中可能出现得问题: 微蚀不足:微蚀不足将导致基铜与铜镀层附着力不良、 微蚀过度:微蚀过度将导致在通孔出现反常形状(见图点A和点B)、这种情况将导致化 学铜得额外沉积并出现角裂(负凹蚀)。 槽液污染 :氯化物和有机物残渣得带入会降低蚀铜量、清洁--调整剂后需保证良好得
化学沉铜原理

化学沉铜原理化学沉铜是一种常用的分离和提纯铜的方法,它基于铜与某些化学试剂在特定条件下发生的化学反应。
化学沉铜的原理是利用铜离子与沉淀剂反应生成难溶的沉淀物,从而使铜离子从溶液中沉淀下来,实现铜的分离和提纯。
化学沉铜的原理可以归纳为两个步骤:反应和沉淀。
反应步骤是指铜离子与沉淀剂之间的化学反应。
在化学沉铜中,常用的沉淀剂有氢氧化钠、氢氧化铵等。
以氢氧化钠为例,当氢氧化钠与铜离子反应时,会生成氢氧化铜沉淀。
这是因为氢氧化钠是一种碱性物质,它能够与铜离子发生中和反应,生成难溶的氢氧化铜。
这个反应可以用化学方程式表示为:Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2↓。
其中,Cu2+代表铜离子,OH-代表氢氧根离子,Cu(OH)2↓代表氢氧化铜沉淀。
沉淀步骤是指产生的沉淀物从溶液中沉淀下来的过程。
在化学沉铜中,沉淀物的生成需要满足一定的条件,如适当的温度、pH值和反应时间等。
一般来说,较低的温度和较高的pH值有利于沉淀物的生成。
此外,反应时间也是影响沉淀效果的重要因素。
通常情况下,反应时间越长,沉淀物生成的机会就越大。
化学沉铜的原理可以通过实验来验证。
实验中,可以取一定量的含铜溶液,加入适量的沉淀剂,如氢氧化钠溶液,搅拌反应一段时间后,观察是否生成了沉淀物。
如果生成了沉淀物,可以通过过滤、洗涤和干燥等步骤,得到纯净的氢氧化铜沉淀。
化学沉铜在实际应用中具有广泛的用途。
首先,化学沉铜可以用于废水处理,特别是含铜废水的处理。
通过将含铜废水与适量的沉淀剂反应,可以将溶液中的铜离子沉淀下来,从而达到去除废水中铜离子的目的。
其次,化学沉铜也可以用于分离和提纯铜的过程中。
在铜的冶炼和提取过程中,化学沉铜可以作为一种重要的分离和提纯方法,可以将含有杂质的铜溶液中的铜离子沉淀下来,得到纯净的铜。
化学沉铜是一种重要的分离和提纯铜的方法,其原理是基于铜离子与沉淀剂之间的化学反应。
化学沉铜通过生成难溶的沉淀物,使铜离子从溶液中沉淀下来,实现铜的分离和提纯。
化学沉铜

一.沉铜的目的与作用:在已钻孔的不导电的孔壁基材上,用化学的方法沉积上一层薄薄的化学铜,以作为后面电镀铜的基底;二.工艺流程:碱性除油→二或三级逆流漂洗→粗化(微蚀)→二级逆流漂洗→预浸→活化→二级逆流漂洗→解胶→二级逆流漂洗→沉铜→二级逆流漂洗→浸酸三.流程说明:(一)碱性除油①作用与目的:除去板面油污,指印,氧化物,孔内粉尘;对孔壁基材进行极性调整(使孔壁由负电荷调整为正电荷)便于后工序中胶体钯的吸附;②多为碱性除油体系,也有酸性体系,但酸性除油体系较碱性除油体系无论除油效果,还是电荷调整效果都差,表现在生产上即沉铜背光效果差,孔壁结合力差,板面除油不净,容易产生脱皮起泡现象。
③碱性体系除油与酸性除油相比:操作温度较高,清洗较困难;因此在使用碱性除油体系时,对除油后清洗要求较严④除油调整的好坏直接影响到沉铜背光效果;(二)微蚀:①作用与目的:除去板面的氧化物,粗化板面,保证后续沉铜层与基材底铜之间良好的结合力;新生成的铜面具有很强的活性,可以很好吸附胶体钯;②粗化剂:目前市场上用的粗化剂主要用两大类:硫酸双氧水体系和过硫酸体系,硫酸双氧水体系优点:溶铜量大,(可达50g/L),水洗性好,污水处理较容易,成本较低,可回收,缺点:板面粗化不均匀,槽液稳定性差,双氧水易分解,空气污染较重过硫酸盐包括过硫酸钠和过硫酸铵,过硫酸铵较过硫酸钠贵,水洗性稍差,污水处理较难,与硫酸双氧水体系相比,过硫酸盐有如下优点:槽液稳定性较好,板面粗化均匀,缺点:溶铜量较小(25g/L)过硫酸盐体系中硫酸铜易结晶析出,水洗性稍差,成本较高;③另外有杜邦新型微蚀剂单过硫酸氢钾,使用时,槽液稳定性好,板面粗化均匀,粗化速率稳定,不受铜含量的影响,操作简单,适宜于细线条,小间距,高频板等(三)预浸/活化:⑤预浸目的与作用:主要是保护钯槽免受前处理槽液的污染,延长钯槽的使用寿命,主要成分除氯化钯外与钯槽成份一致,可有效润湿孔壁,便于后续活化液及时进入孔内活化使之进行足够有效的活化;⑥预浸液比重一般维持在18波美度左右,这样钯槽就可维持在正常的比重20波美度以上;⑦活化的目的与作用:经前处理碱性除油极性调整后,带正电的孔壁可有效吸附足够带有负电荷的胶体钯颗粒,以保证后续沉铜的均匀性,连续性和致密性;因此除油与活化对后续沉铜的质量起着十分重要的作用,⑧生产中应特别注意活化的效果,主要是保证足够的时间,浓度(或强度)⑨活化液中的氯化钯以胶体形式存在,这种带负电的胶体颗粒决定了钯槽维护的一些要点:保证足够数量的亚锡离子和氯离子以防止胶体钯解胶,(以及维持足够的比重,一般在18 波美度以上)足量的酸度(适量的盐酸)防止亚锡生成沉淀,温度不宜太高,否则胶体钯会发生沉淀,室温或35度以下;(四)解胶:⑩作用与目的:可有效除去胶体钯颗粒外面包围的亚锡离子,使胶体颗粒中的钯核暴露出来,以直接有效催化启动化学沉铜反应,? 原理:因为锡是两性元素,它的盐既溶于酸又溶于碱,因此酸碱都可做解胶剂,但是碱对水质较为敏感,易产生沉淀或悬浮物,极易造成沉铜孔破;盐酸和硫酸是强酸,不仅不利与作多层板,因为强酸会攻击内层黑氧化层,而且容易造成解胶过度,将胶体钯颗粒从孔壁板面上解离下来;一般多使用氟硼酸做主要的解胶剂,因其酸性较弱,一般不造成解胶过度,且实验证明使用氟硼酸做解胶剂时,沉铜层的结合力和背光效果,致密性都有明显提高;(五)沉铜? 作用与目的:通过钯核的活化诱发化学沉铜自催化反应,新生成的化学铜和反应副产物氢气都可以作为反应催化剂催化反应,使沉铜反应持续不断进行。
沉铜

化学镀铜(PTH)Chapter 1 沉铜原理(Shipley)一概述化学镀铜:俗称沉铜,是一种自身催化氧化还原反应,可以在非导电的基体上进行沉积,化学镀铜的作用是实现孔金属化,从而使双面板,多层板实现层与层之间的互连,随着电子工业的飞速发展对线路板制造业的要求越来越高,线路板的层次越来越多,同一块板的孔数越来越多,孔径越来越小,这些孔的金属化质量将直接影响到电气的性能和和可靠性。
二去钻污原理:1 去钻污的必要性:由于钻孔过程钻嘴的转速很高,可达16~~18万rpm,而环氧玻璃基材为不良导体,钻孔时会在短时间内产生高温,高温会在孔壁上留下许多树脂残渣,从而形成一层薄的环氧树脂钻污,由于此树脂钻污与孔壁的结合力不牢,当直接沉铜时,就会影响化学铜与孔壁的结合力,特别是多层板,会影响化学铜层与内层铜的导通,去钻污就是清除这些残渣,改善孔壁结构。
2 去钻污方法的选择:利用碱性KMnO4溶液作强氧化剂,在高温下将孔壁树脂氧化,这种处理不仅可以除掉这些钻污,而且还可以改善孔壁树脂表面结构,经过碱性KMnO4处理后的树脂表面被微蚀形成许多孔隙,呈蜂窝状,这样大大促进了化学铜与孔壁树脂的结合力,此法是目前去钻污流程使用最广泛的方法,具有高稳定性,既经济又高效,管理操作简便。
3 去钻污原理:①溶胀:Swelling利用有机溶剂渗入到孔壁的树脂中,使其溶胀,形成结构疏松的环氧树脂,从而有利于碱性KMnO4的氧化除去,一般的溶胀剂都是有机物,反应条件要求高温及碱性环境。
需采用不锈钢工作液槽。
MLB211膨胀剂是淡黄色,不混浊,不易燃的水溶液,含有有机物(10%左右的已烯基丁二醇—丁乙酸),对树脂有一定的溶解作用,但主要作用是使环氧树脂溶胀,溶胀剂不与树脂起直接反应,但随着长时间的高温处理,溶胀剂易老化而需更换,换缸视生产量而定,一般为6000m2/次。
②去钻污Desmearing:反应原理:在碱性及高温条件下,KMnO4对溶胀的树脂起氧化作用。
沉铜讲义

沉铜讲义一、 沉铜目的沉铜的目的是使孔壁上通过化学反应而沉积一层0.3um-0.5um 的铜,使孔壁具有导电性,通常也称作化学镀铜、孔化。
二、 沉铜原理络合铜离子(Cu 2+-L )得到电子而被还原为金属铜;通常是利用甲醛在强碱性环境中所具有的还原性并在PdCu2+Cu 2++2HCHO +40H Cu +O - 三、 工艺流程去毛刺→膨胀→去钻污→三级水洗→中和→二级水洗→除油调整→三级水洗→微蚀→二级水洗→预浸→活化→二级水洗→加速→二级水洗→沉铜→二级水洗→板面电镀→幼磨→铜检四、 工艺简介1. 去毛刺由于钻孔时的板面会因钻头上升和下降时产生的毛刺(披锋),若不将其除去会影响金属化孔的质量和成品的外观,所用的方法为:用含碳化硅磨料的尼龙棍刷洗,再用高压水冲洗孔壁,冲洗附在孔壁上大部分的微粒和刷下的铜屑。
2. 膨胀因履铜板基材树脂为高分子化合物,分子间结合力很强,为了使钻污树脂被有效地除去,通过膨胀处理使其分解为小分子单体。
3. 除胶(去钻污)使孔壁环氧树脂表面产生微观上的粗糙,以提高孔壁与化学铜之间的接合力,并可提高孔壁对活化液的吸附量,其原理是利用KMnO 4在碱性环境听强氧化性将孔壁表面树脂氧化:C(树脂)+2KMnO4→2MnO2+CO2↑+2KOH (副)1. 4KMnO4+4KOH→4K2MnO4+2H2O+O2↑(再生)2. 3K2MnO4+2 H22KMnO4+MnO2+4KOH若K2MnO4含量过高,会影响KMnO4去钻污效果,固此在槽中用电极使生成的K2MnO4再生为KMnO4。
4.中和经碱性KMnO4处理后的板经三级水洗后能洗去附在板面和孔内大部分的KMnO4,但对于后工序的影响也很大(KMnO4有很强的氧化性,和处理液本身为强碱性),必须用具酸性和还原的中和剂处理,在生产中通常用草酸作中和还原处理(H2C2O4)反应:2MnO4-+H2C2O4+16H+→Mn2++10CO2↑+8H2OMnO2++C2O4-+4H+→Mn2++CO2↑+2H2O有时为了对孔壁上的玻璃纤维进行蚀刻和粗化作用,在中和槽中加入NH4HF+H2SO4作为玻璃蚀刻剂。
化学沉铜工艺知识讲解

三、工艺流程简介-Desmear
再生电极:
结构截面示意图
电解再生器外观图
再生原理
第 13 页
三、工艺流程简介-Desmear
3.3.3 MLB 中和剂216(酸性强还原剂)
作用: 能将残存在板面或孔壁死角处的二氧化锰或高锰酸盐中和除去;
第 14 页
三、工艺流程简介-沉铜工艺
4. 沉铜工艺 4.2 设备要求 4.1 流程
Before PTH
After PTH
After Plating
第 3 页
二、工艺流程
plamsa 磨板
等离子处理 Deburr 去毛刺
特殊板材的除胶渣、表面活化. 去除孔口披风、清洗孔内粉尘 使孔壁上的胶渣软化、膨松. 溶解孔壁少量树脂及粘附孔壁内的胶渣。 将除胶渣后残留的高锰酸钾盐除去. 除掉铜表面轻微的手印、油渍、氧化等 使孔壁呈正电荷后,提高孔壁对钯的吸附 粗化铜箔表面,增强铜面与孔化之间的结合 防止板子带杂质、水分进入昂贵的活化槽 使胶体钯微粒均匀吸附到板面和孔壁上 剥去胶体钯微粒外层的Sn+4外壳,露出 钯核, 形成孔化时的反应中心 。
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。
第 11 页
三、工艺流程简介-Desmear
3.3.2 MLB 除钻污剂 214(主要成分高锰酸钾+液碱)
作用:
高锰酸钾具有强氧化性,在高温及强碱的条件下,与树脂发生化学反 应使其分解溶去。
放大镜
光 源
第 28 页
第 24 页
(我司采用)
三、工艺流程简介-沉铜工艺
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• 反应特点:1.自身催化反应2.一定时间
•
内沉积一定厚度的铜层
• 工艺控制:温度30-35°C
•
时间14-16 min
化学沉铜介绍
化学沉铜(Electroless Copper)
• 主要副反应:
• Cu2++HCHO+OH-Cu2O+ HCOO-+H20 • Cu2O+ H20 Cu+ Cu2++ OH• HCHO+ OH- HCOO-+CH3OH • 解决方法:1.维持鼓气2.加强过滤3.周
化学沉铜介绍
直接电镀
• 特点:1.不含EDTA、HCHO等
•
2.反应为物理吸附过程,易控制。
•
3.工艺流程简化
•
4.适用于水平或垂直
• 分类:1.Pd导电金属薄层
•
2.导电高分子材料
•
3.炭或石墨导电层
化学沉铜介绍
钯系列
• 常见工艺流程: • (去钻污处理) 整孔 预浸 催化
加速 硫化 后处理 微蚀 • 供应商:Shipley、Atotech、Blasberg等 • 适用设备:水平线及垂直线
•
MnO2还原
• 工艺控制:温度40-50°C
•
时间4-8 min
化学沉铜介绍
化学沉铜
• 工艺流程: • 调整 微蚀 预浸 催化 加速
沉铜
化学沉铜介绍
调整(Conditioner)
• 目的:调整孔壁电性,利于对胶体钯的
•
吸附
• 工艺控制:温度45-55°C
•
时间4-8 min
化学沉铜介绍
• 目的:将钯Pd周围的Sn沉积物除去
• 工艺控制:温度20-30°C
•
时间3-5 min
• 反应原理:
• Sn(OH)2+ Sn(OH)4+H- Sn2++ Sn4++H2O
化学沉铜介绍
化学沉铜(Electroless Copper)
• 反应原理:Cu2++2HCHO+4OH- Pd Cu+
•
2HCOO-+2H20+H2
碳黑系列
• 常见工艺流程: • (去钻污处理) 清洁 整孔 黑孔
化 干燥 微蚀准备 微蚀 水洗 • 供应商:MacDermid、Electro-chemical等 • 适用设备:水平线及垂直线
化学沉铜介绍
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•
时间1-2 min
化学沉铜介绍
催化(Catalyst)
• 目的:孔壁吸附沉铜反应所需的催化剂
•
钯胶体(Pd[SnCL3]n -)
• 工艺控制:温度 40-45°C
•
时间 4-6 min
• 钯胶体的水解:Pd(SnCL3)-+H2 OPd+Sn(OH)2+ Sn(OH)4+CL-
化学沉铜介绍
加速(Accelerator)
•
期性维护沉铜槽
化学沉铜介绍
品质控制
• 1.背光检查:要求8级 • 2.沉铜厚度:0.3-0.5um • 3.去钻污厚度:0.2-0.25mg/cm2 • 4.层间结合:热冲击实验、金相切片
化学沉铜介绍
问题及设备加工能力
• 问题:1.孔内无金属
•
2.孔壁粗糙
•
3.层间分离
• 加工能力:1.加工尺寸:24“*40”、 板厚0.8-3.2mm、板厚孔径比10:12. 最大加工产能35000m2/月
• MnO4+C+OH MnO42-+CO2+2H2O
• 副反应: MnO4-+OH-MnO42-+O2+2H2O
•
MnO42-+H20 MnO2+O2+2OH-
工艺控制: 温度75-85°C
•
时间10-20 min
化学沉铜介绍
中和(Reducing)
• 目的:将残留于孔壁的MnO4-、MnO42-、
化学沉铜介绍
化学沉铜工艺分类
• 催化剂分类:1.胶体钯Pd(SnCL3)-
•
2.离子钯Pd2+
• 沉铜厚度分类:1.沉薄铜(0.3-0.5um)
•
2.沉厚铜(1.2-2.5um)
化学沉铜介绍
化学沉铜存在的缺点
• 1.溶液中含有EDTA,废水处理难. • 2.使用甲醛作还原剂,甲醛是致癌物 • 质不利于健康. • 3.氧化还原反应,过程控制难.
•
合良好.
•
2. 改善孔壁结构,加强结合力.
• 工艺流程: 溶胀 去钻污 中和
化学沉铜介绍
溶胀(Swelling)
• 目的: 使树脂表面膨胀,降低分子键能,利
•
于去钻污反应的进行.
• 工艺控制: 温度60-80°C
•
时间5-10 min
化学沉铜介绍
去钻污(Desmearing)
• 目的:利用KMnO4的强氧化性,将钻污除去 • 反应原理:
化学沉铜介绍
导电性高分子系列
• 常见工艺流程: • (去钻污处理) 整孔 KMnO4氧化
处理 有机单体催化处理 浸酸 • 原理:C+KMnO4 CO2+MnO2 • MnO2+ 吡咯 导电性聚吡咯 + Mn2+ • 供应商:Atotech、Blasberg等 • 适用设备:水平线及垂直线
化学沉铜介绍
微蚀(Micro Etch)
• 目的:1. 清洁板面
•
2. 板面形成粗糙结构,保证沉铜层
•
与基材铜的结合力.
• 反应原理:Cu+Na2S2O8 CuSO4+Na2SO4 • 工艺控制:温度25-35°C
•
时间1-3 min
化学沉铜介绍
预浸(Predip)
• 目的: 防止前工位处理对催化槽的污染
• 工艺控制:温度 常温
• 目的:在基材表面沉积导电层,实现层 间电气连接
• 化学沉铜(Electroless Copper) • PTH:Plating Through Holes
化学沉铜介绍
生产流程
• 刷板 去钻污处理 化学沉铜
化学沉铜介绍
刷板
••Leabharlann 目的:1. 去孔口毛刺•
2. 板面清洁
化学沉铜介绍
去钻污处理
• 目的: 1. 去除内层铜箔残留的钻污,保证结