PCB电镀铜培训教程

阳极膜形成后能抑制的继续产生 阳极膜具有金属导电性 磷铜较纯铜阳极化小(12 P0.04-0.065%磷铜的阳极化 比无氧铜低5080)不会导致阳极钝化。 阳极膜会使微小晶粒从阳极脱落的现象大大减少 阳极膜在一定程度上阻止了铜阳极的过快溶解
电镀铜阳极表面积估算方法
圆形钛篮阳极表面积估算方法:
/2
F =3.14
操作条件对酸性镀铜效果的影响
电流密度 提高电流密度，可以提高镀层沉积速率，
但应注意其镀层厚度分布变差。 搅拌
阴极移动：阴极移动是通过阴极杆的往 复运动来实现工件的移动。移动方向与阳极成一 定角度。阴极移动振幅 50－75，移动频率10－ 15次/分
操作条件对酸性镀铜效果的影响
空气搅拌 无油压缩空气流量0.3-0.8m3 / 2打气管距
钛篮直径 钛篮长度
方形钛篮铜阳极表面积估算方法
— 1.33
钛篮长度 钛篮宽度
系数
f与铜球直径有关:
直径=12
2.2
直径=15 2.0 直径=25 1.7
直径=28 1.6 直径=38 1.2
系数
磷铜阳极材料要求规格
主成份
– : 99.9%
–P : 0.04-0.065%
杂质
– : 0.003
–S : 0.003
电镀铜镀层厚度估算方法
电镀铜镀层厚度估算方法() = 0.0087*电镀阴极电流密度() X 电镀时间(分
钟) 1 = 25.4 µm
电镀铜板面镀层厚度分布评估方法
Coefficient of Variance:
(CoV ) 100 %
平均值
1 n
n i 1
Xi
for i = 1,2, ….., n (n= no. of points)
足够的导电性/厚度及防止导电电路出现热和 机械缺陷. 。
电镀示意图
ne-
+
直流 整流器
ne-
-
阳极
电镀上铜层
离子交换
阴极 (受镀物件)
Cu Cu2+ + 2e- Cu2+ + 2e- Cu
镀槽
- 电镀液组成(H2O+CuSO4.5H2O+H2SO4+Cl +添加剂)
硫酸盐酸性镀铜的机理
电极反应 阴极： 2+ +2 副反应 2+ + ＋
：浓度太低，溶液导电性差，镀
太高，降低 2＋
散能力差。浓度
效率反而降低，并
的迁移率，电流
率不利。
对铜 镀层的延伸
：浓度太低，镀层出现台阶
操作条件对酸性镀铜效果的影响
温度 温度升高，电极反应速度加快，允许电
流密度提高，镀层沉积速度加快，但加速添加剂 分解会增加添加剂消耗，镀层结晶粗糙，亮度降 低。
温度降低，允许电流密度降低。高电流 区容易烧焦。防止镀液升温过高方法：镀液负荷 不大于0.2，选择导电性能优良的挂具，减少电能 损耗。配合冷水机，控制镀液温度。
标准偏差
1 n 1
in i 1
电镀铜培训教材
铜的特性
铜,元素符号,原子量63.5,密度8.94 克/
立方厘米2+的电化当量1.186克/安时。 铜具有良好的导电性和良好的机械性
能. 铜容易活化,能够与其它金属镀层形
成良 好的金属金属间键合,从而获得镀 层间的良好结合力。
电镀铜工艺的功能
电镀铜工艺 通过电解方法沉积金属铜，以提供
+ 阳极： -2e 2+
-e 2 + 1/2O2 + 2 22+ + H2O 副反应
2 + 2 H2O 2 + 2 2O + H2O 2 - 2+ +
酸性镀铜液各成分及特性简介
酸性镀铜液成分 硫酸铜（4.5H2O) 硫酸 (H24) 氯离子（） 电镀添加剂
酸性镀铜液各成分功能
4.5H2O ：主要作用是提供电镀所需2＋
槽底3－8，气孔直径2 孔间距80－130。孔中心线 与垂直方向成45°角。 过滤
滤芯、1－5μm过滤精度、流量2－6次循环/ 小时 阳极
磷铜阳极、含磷0.04-0.065%
磷铜阳极的特色
通电后磷铜表面形成一层黑色(或棕黑)的薄膜黑 色(或棕黑色)薄膜为3P又称磷铜阳极膜 磷铜阳极膜的作用
阳极膜本身对(→2+)反应有催化、加速 作用，从而减少的积累。
b
b
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b
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c c bb
b
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c bb
cc bbc c
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光亮剂/载体/整平剂的混合
光亮l b剂c/c载c体b/c整c平 b l剂l 的混合 lbcccbccbll c
cc
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bb
b
l l cc
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b
b
镀铜添加剂的作用
载体抑制沉积而光亮剂加速沉积 整平剂抑制凸出区域的沉积 整平剂扩展了光亮剂的控制范围
及提高导电能力。
H24 ：
主要作用是提高镀液导电性能，
均性。
提高通孔电镀的
： 解，协助
主要作用是帮助阳极溶
结晶。
改善铜的析出，
添加剂： 性能，
主要作用是改善均镀和深镀
酸性镀铜液中各成分含量对电镀效果的影响
4.5H2O ：浓度太低，高电流区镀层易烧焦；
分散能力会降低。
浓度太高，镀液
H24 液分
– : 0.002
– : 0.002
– : 0.002
– : 0.001
影响阳极溶解的因素
阳极面积(即阳极电流密度控制在0.51.5之间)阳
极袋(聚丙烯) 阳极及阳极袋的清洗方法和频率
添加剂对电镀铜工艺的影响
载体 吸附到所有受镀表面, 增加表面 阻抗,从而改
变分 布不良情况. 抑制沉积速率 整平剂 -
选择性地吸附到受镀表面抑制沉积速率 光亮剂 -
选择性地吸附到受镀表面,降低表面阻抗,从而 恶 化分布不良情况. 提高沉积速率 氯离子 -
增强添加剂的吸附,各添加剂相互制约地起作
电镀层的光亮度 载体 (c) /光亮剂 (b)的机理
cbcbcbcb cccccccbcb
cc cc cccbcbcccbcb
光亮剂和载体
b c c光c 亮c 剂 c b和c 载c 体 c c b c c c c c b c c c cc
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b
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cc
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b
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c
b
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过量光亮剂
b c过b量 c b光c亮b剂 c b c b b c b c b c b c b c bb
bc
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cccccbcbcbcbcbcbcccccbcb
bb
bb bb bb bbbb bb bb
载体(c)快速地吸附到所有受镀表面并均一地抑制电沉积 光亮剂(b)吸附于低电流密度区并提高沉积速率. 载体(c)和光亮剂(b)的交互作用导致产生均匀的表面光亮度
电镀的整平性能 光亮剂(b),载体(c),整平剂(l)的机理