PCB电镀铜培训
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04电镀培训教材
2.主要成分
Cataprep 404 (R&H)
Cataposit 44 Catalyst (R&H)
3.操作条件
温度:43-47℃
处理时间：4-5mins
44强度：80-100% SnCl2 >5g/l Cu2+<2g/l
14.06.2021
深圳崇达多层线路板有限公司
13
ME/R&D
2.2.7.1活化剂
1次/2h
5. 药水监控及维护
采取定期化学分析添加、自动添加和按千尺用量添加
定期对药水缸进行清洗及保养，按照生产板面积或某种成 分含量换缸
6. 可靠性测试
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ME/R&D
2.2.12 机器设备
1. Protek 龙门式自动生产线
采用DMS系统，PLC控制，4台天车，能实现对操作条件、生产状态 ﹑设备状态和生产记录的监控及追溯
14
ME/R&D
2.2.8 加速(Accelerator)
1.作用
胶体钯经水洗后形成Pd和Sn(OH)Cl胶状物，加速处理后将Sn(OH)Cl除去， 使吸附在板面和孔壁的Pd裸露出来，从而提高Pd活性中心的活性，利于 化学沉铜进行。
2.主要成分
Accelerator 19E
3.操作条件
温度：24-32℃
3) NaOH 提供碱性反应条件，主要反应物
4) EDTA 5) 稳定剂
络和物，防止Cu2+在强碱下产生Cu(OH)2沉淀 使化学沉铜液不产生自然分解，另外可以
改善化镀层物理性能，改变化学镀铜速率。
5.反应原理
电镀培训教材
(3)2HCHO + NaOH HCOONa + CH3OH (4)Cu2O + H2O Cu + Cu2+ + 2OH-
(1)为主反应，(2)(3)(4)为副反应
板20有20限/1公0/司9 ME/R&D
2.2.10 化学沉铜工艺条件控制
1.工艺参数
Cu2+ : 1.8-2.2g/l
HCHO: 2.0-5.0g/l
2MnO42- + 1/2O2 + H2O MnO2 + 2OH- + 1/2O2
利用高锰酸钾再生器电解MnO42-、MnO2副产物再生 出MnO4- 重复利用。 再生电流：120-180A/组再生器
再生能力：250L/组再生器
板20有20限/1公0/司9 ME/R&D
2.2.3 中和(Neutralizer)
板20有20限/1公0/司9 ME/R&D
2.2.13 主要缺陷、成因及处理方
法
缺陷
可能原因
处理方法
膨胀缸药水浓度偏低
分析调整并按千尺添加
除胶不净
除胶缸药水浓度偏低 膨胀与除胶处理条件不匹配
分析调整并按千尺添加 调整膨胀与除胶处理条件
树脂收缩
膨胀剂处理效果差 膨胀与除胶渣条件不匹配
更换较强的膨胀剂 调整膨胀及除胶渣的操作条件
Cataposit 44 Catalyst (R&H)
3.操作条件
温度:43-47℃
处理时间：4-5mins
44强度：80-100% SnCl2 >5g/l Cu2+<2g/l
板20有20限/1公0/司9 ME/R&D
(1)为主反应，(2)(3)(4)为副反应
板20有20限/1公0/司9 ME/R&D
2.2.10 化学沉铜工艺条件控制
1.工艺参数
Cu2+ : 1.8-2.2g/l
HCHO: 2.0-5.0g/l
2MnO42- + 1/2O2 + H2O MnO2 + 2OH- + 1/2O2
利用高锰酸钾再生器电解MnO42-、MnO2副产物再生 出MnO4- 重复利用。 再生电流：120-180A/组再生器
再生能力：250L/组再生器
板20有20限/1公0/司9 ME/R&D
2.2.3 中和(Neutralizer)
板20有20限/1公0/司9 ME/R&D
2.2.13 主要缺陷、成因及处理方
法
缺陷
可能原因
处理方法
膨胀缸药水浓度偏低
分析调整并按千尺添加
除胶不净
除胶缸药水浓度偏低 膨胀与除胶处理条件不匹配
分析调整并按千尺添加 调整膨胀与除胶处理条件
树脂收缩
膨胀剂处理效果差 膨胀与除胶渣条件不匹配
更换较强的膨胀剂 调整膨胀及除胶渣的操作条件
Cataposit 44 Catalyst (R&H)
3.操作条件
温度:43-47℃
处理时间：4-5mins
44强度：80-100% SnCl2 >5g/l Cu2+<2g/l
板20有20限/1公0/司9 ME/R&D
沉铜、电镀工序培训讲义
除胶前后孔壁状态对比
第7页
入职工艺知识培训讲义
RD-CM-WI01S1A
高锰酸钾再生
除胶过程中，高锰酸钾逐渐被还原，氧化能力弱的锰酸钾以及不溶性的二 氧化锰浓度增大，使得溶解树脂的能力逐渐变低，同时生成的二氧化锰沉淀于 槽内，易于附着于印制板上，而造成产品不良。所以，必须进行氧化再生。
4K2MnO4 + O2 + 2H2O → 4KMnO4 + 4KOH
维护频率 每12H 每12H 每12H 每12H 每12H 每12H 每天 每天 每天 每天
工艺控制参数 氧化缸温度75-85℃（设定78℃） 中和缸温度40-50℃（设定45℃） 膨松缸温度73-83℃（设定78℃） 除油缸温度38-45℃（设定40℃） 微蚀缸温度25-32℃（设定30℃） 活化缸温度40-48℃（设定45℃） 加速缸温度22-30℃（设定25℃） 化学沉铜温度30-38℃（设定34℃） 震动频率：运转20S停止20S
化学沉铜（PTH）
第6页
入职工艺知识培训讲义
RD-CM-WI01S1A
各工步工作原理
去毛刺：通过刷磨去除钻孔后的孔口毛刺与孔内钻屑。 溶胀：溶胀环氧树脂，使其软化，保证高锰酸钾去钻污效果。 除胶：利用高锰酸钾的强氧化性，在高温及强碱的条件下，与使溶胀软化 的环氧树脂钻污氧化裂解 中和：去除高锰酸钾去钻污残留的高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰。
流负载的需要。 掩孔电镀：一次性将孔铜和面铜加厚到客户需求的厚度（20-25µm）。 电镀填孔：将盲孔进行电镀铜的填充，实现盲孔的互联。
第12页
入职工艺知识培训讲义
1.2.2 电镀铜的主要工艺流程：
图形电镀工艺： 除油→微蚀→预浸→镀铜→浸酸→镀锡
PCB工艺基础8-电镀基础原理和概念培训
标准氢电极‖待测电极 该电池的电池电动势即为待测电极的电极电势。
一 电镀原理
例如：φ0(Cu2＋/Cu) 称为标准电极电势。按电极电势的规定， 待测电极位于电池的右边，进行还原反应，其电极反应： 氧化态＋Ze → 还原态 其电极电势为
上式称为电极能斯特方程 电极电势代数值越小，电对的还原态物质还原能力越强， 氧化态物质氧化能力越弱；电极电势代数值越大，电对的 还原态物质还原能力越弱，氧化态物质氧化能力越强。代 数值是反映物质得失电子倾向的大小， 如Zn比H2更容易 失去电子，它与物质的数量无关。
一 电镀原理
1.6 电极反应的机理 电极反应发生在电极与溶液的界面处，所以电极反应与多 相反应一样，是一个连续过程，通常包括以下步骤：
（1）离子或其它物质从溶液体相向电极表面迁移（液相传 质）；
（2）离子吸附在电极表面； （3）离子放电（得到或失去电子）生成产物； （4）产物自电极表面解吸； （5）产物自电极表面液层向溶液体相迁移。 （6）反应物或产物在电极表面附近发生化学反应； （7）产物形成新相（气泡、沉淀等）以及金属离子放电后
二 镀液
（3）基体金属的表面状态 基体金属的表面状态对金属在阴极表面的分布有着重大
的影响。金属在不洁净的阴极表面上很难沉积出均匀的镀层 ，甚至不能沉积。由于氢在粗糙表面上的过电位小于光滑表 面，所以在粗糙表面上氢容易析出，镀层就难以沉积。 （4）几何因素
电镀槽的几何形状，阴阳级的形状和尺寸，两个电极在电 镀槽中的排布形式等几何因素直接影响着镀层的分布。 所 有这些与电解液分散能力和覆盖能力有关的因素，彼此不是 孤立的，而是有着内在的联系。在实际操作实践中要根据具 体情况找出主要影响因素。
迁移到晶格点阵上成为稳定态等。 上述各步中最慢的一步决定整个反应的速度。了解电极反 应的机理，有利于电极反应的控制。
一 电镀原理
例如：φ0(Cu2＋/Cu) 称为标准电极电势。按电极电势的规定， 待测电极位于电池的右边，进行还原反应，其电极反应： 氧化态＋Ze → 还原态 其电极电势为
上式称为电极能斯特方程 电极电势代数值越小，电对的还原态物质还原能力越强， 氧化态物质氧化能力越弱；电极电势代数值越大，电对的 还原态物质还原能力越弱，氧化态物质氧化能力越强。代 数值是反映物质得失电子倾向的大小， 如Zn比H2更容易 失去电子，它与物质的数量无关。
一 电镀原理
1.6 电极反应的机理 电极反应发生在电极与溶液的界面处，所以电极反应与多 相反应一样，是一个连续过程，通常包括以下步骤：
（1）离子或其它物质从溶液体相向电极表面迁移（液相传 质）；
（2）离子吸附在电极表面； （3）离子放电（得到或失去电子）生成产物； （4）产物自电极表面解吸； （5）产物自电极表面液层向溶液体相迁移。 （6）反应物或产物在电极表面附近发生化学反应； （7）产物形成新相（气泡、沉淀等）以及金属离子放电后
二 镀液
（3）基体金属的表面状态 基体金属的表面状态对金属在阴极表面的分布有着重大
的影响。金属在不洁净的阴极表面上很难沉积出均匀的镀层 ，甚至不能沉积。由于氢在粗糙表面上的过电位小于光滑表 面，所以在粗糙表面上氢容易析出，镀层就难以沉积。 （4）几何因素
电镀槽的几何形状，阴阳级的形状和尺寸，两个电极在电 镀槽中的排布形式等几何因素直接影响着镀层的分布。 所 有这些与电解液分散能力和覆盖能力有关的因素，彼此不是 孤立的，而是有着内在的联系。在实际操作实践中要根据具 体情况找出主要影响因素。
迁移到晶格点阵上成为稳定态等。 上述各步中最慢的一步决定整个反应的速度。了解电极反 应的机理，有利于电极反应的控制。
PCB电镀工艺学习资料
PCB电镀工艺学习资料一．電鍍工藝的分類：酸性光亮銅電鍍電鍍鎳/金電鍍錫二．工藝流程：浸酸→全板電鍍銅→圖形轉移→酸性除油→二級逆流漂洗→微蝕→二級→浸酸→鍍錫→二級逆流漂洗逆流漂洗→浸酸→圖形電鍍銅→二級逆流漂洗→鍍鎳→二級水洗→浸檸檬酸→鍍金→回收→2-3級純水洗→烘乾三．流程說明：（一）浸酸①作用與目的：除去板面氧化物，活化板面，一样濃度在5%，有的保持在10%左右，要紧是防止水分帶入造成槽液硫酸含量不穩定；②酸浸時間不宜太長，防止板面氧化；在使用一段時間後，酸液出現渾濁或銅含量太高時應及時更換，防止污染電鍍銅缸和板件表面；③此處應使用C.P級硫酸；（二）全板電鍍銅：又叫一次銅，板電，Panel-plating①作用與目的：保護剛剛沉積的薄薄的化學銅，防止化學銅氧化後被酸浸蝕掉，通過電鍍將其加後到一定程度②全板電鍍銅相關工藝參數：槽液要紧成分有硫酸銅和硫酸，採用高酸低銅配方，保證電鍍時板面厚度分佈的均勻性和對深孔小孔的深鍍能力；硫酸含量多在180克/升，多者達到240克/升；硫酸銅含量一样在75克/升左右，另槽液中添加有微量的氯離子，作為輔助光澤劑和銅光劑共同發揮光澤成效；銅光劑的添加量或開缸量一样在3-5ml/L，銅光劑的添加一样按照千安小時的方法來補充或者根據實際生產板成效；全板電鍍的電流計算一样按2安/平方分米乘以板上可電鍍面積，對全板電來說，以即板長dm×板寬dm×2×2A/ DM2；銅缸溫度維持在室溫狀態，一样溫度不超過32度，多操纵在22度，因此在夏季因溫度太高，銅缸建議加裝冷卻溫控系統；③工藝維護：每日根據千安小時來及時補充銅光劑，按100-150ml/KAH補充添加；檢查過濾泵是否工作正常，有無漏氣現象；每隔2-3小時應用乾淨的濕抹布將陰極導電杆擦洗乾淨；每週要定期分析銅缸硫酸銅（1次/周），硫酸（1次/周），氯離子（2次/周）含量，並通過霍爾槽試驗來調整光劑含量，並及時補充相關原料；每週要清洗陽極導電杆，槽體兩端電接頭，及時補充鈦籃中的陽極銅球，用低電流0。
PCB电镀铜培训资料
PCB电镀铜培训资料1.PCB电镀铜的定义和作用：PCB电镀铜是将铜层沉积在基板表面，用于增加导电性和保护基板。
它能提供稳定的电气性能和连接，并防止氧化和腐蚀。
2.PCB电镀铜的种类：常见的电镀铜包括镀铜、镀不锈钢、镀铬、化学铜、电镀银等。
3.PCB电镀铜的工艺流程：a.脱脂：使用化学溶剂去除基板表面的油污和污垢。
b.除锈：使用酸性溶液去除基板表面的氧化层和金属杂质。
c.洗涤：使用水或有机溶剂彻底清洗基板表面。
d.激活：使用化学溶液去除基板表面的氧化物，并增加表面活性。
e.化学镀铜：将铜沉积在基板表面，使用电解液进行化学反应。
f.涂脂：涂上保护膜，防止电镀过程中的氧化和腐蚀。
g.拉丝：使用刷子或机械工具去除电镀过程中产生的杂质和不均匀沉积。
h.滤镀：过滤电镀液，去除其中的杂质和废旧物质。
i.除锈：再次使用酸性溶液去除表面的氧化层和金属杂质。
j.电解镀铜：使用电流进行电解反应，使得铜均匀地沉积在基板表面。
k.汤洗：使用热水或有机溶剂清除电解液残留。
l.干燥：将基板置于烘干设备中，使其完全干燥。
4.PCB电镀铜的常见问题及解决方法：a.气泡：将温度调高，检查和清洁设备，减少板塞、沉积物和硬件的接触。
b.残渣：增加电镀液的流动速度，使用滤纸或滤网过滤电镀液。
c.颗粒：控制电镀液的溶液和搅拌速度，使用滤网过滤电镀液。
d.氧化：减少空气接触，确保设备密封良好，增加电镀液的活性。
e.不均匀沉积：检查设备，确保均匀的电流分布，进行拉丝处理，使用均匀的电镀液。
5.PCB电镀铜的优势和应用领域：a.优势：提供良好的导电性和连接，具有良好的耐腐蚀性，能防止氧化和腐蚀，使电路板更稳定可靠。
b.应用领域：PCB电镀铜广泛应用于通信设备、工业控制系统、电子产品、医疗器械等领域。
6.PCB电镀铜的环境保护和安全注意事项：a.环境保护：电镀液和废水应遵守环保标准，进行合理利用和处理。
b.安全注意事项：操作时要佩戴防护装备，保持设备干燥和密封良好，注意操作规范，避免产生有害物质。
PCB电镀培训
維護：每周保養時做好清潔工作，每班使用測震議測量震幅大 小，控制在200HZ。
震動過小將會造成一定比率孔內無銅報廢，錫缸將會更為
嚴重。 震動過大將會造成夾子松動而掉板，同時也會造成其它輔 助設備的松動(如V座等)。
17process training
2016/4/30
輔助設備的作用及維護
異常問題的預防及處理
溶锡
表面現象﹕獨立PAD和獨立線路 溶锡 原因﹕局部電流密度過大 對策﹕ 與客戶確認空曠區可否添加抢电 PAD。 降低鍍錫電流密度，加大電鍍時 間加大pad
2016/4/30
21process training
異常問題的預防及處理
鍍錫不良
1、光劑不足： 每班檢查自動添加，確保藥水添加 正常，及時按照化驗室分析結果調 整藥水濃度。
各缸药水及药水的作用
蝕刻原理
首先是線路間的銅與蝕刻液的銅銨鹽反應生成亞銅銨鹽。 亞銅銨鹽是一種污泥狀的沉澱物，若未迅速除掉時會在板面形 成蝕銅的阻障層，因而造成板面及孔壁的污染。 所以必須輔助以氨水、氯離子及空氣中大量的氧使其繼續氧化 成可溶性的銅銨鹽。 可溶性的銅銨鹽又成為第一步中蝕銅的氧化劑，所以此反應是 是一個周而復始循環的過程
流程及原理
流 程 酸 性 清 潔 微 蝕
酸 浸
鍍 銅
鍍 錫
板 子 烘 干
掛 架 剝 錫
掛 架 剝 銅
掛 架 烘 干
功 用
清潔 板面
2016/4/30
保持 良好的 除去 板面氧 潤孔慣 化物及維 孔能 力 持良好的 界面性 能
鍍 二次 銅
鍍上 一層保 護膜防止 蝕刻時線 路銅被 蝕刻掉
PCB电镀铜培训
4
酸性镀铜液各成分及特性简介
酸性镀铜液成分 硫酸铜（CuSO4.5H2O) 硫酸 (H2SO4) 氯离子（Cl-） 电镀添加剂
5
酸性镀铜液各成分功能
CuSO4.5H2O H2SO4 ： Cl-： 添加剂：
：主要作用是提供电镀所需Cu2＋ 及提高导电能力。 主要作用是提高镀液导电性能， 提高通孔电镀的均匀性。 主要作用是帮助阳极溶解，协助 改善铜的析出，结晶。 主要作用是改善均镀和深镀性能， 改善镀层结晶细密性。
6
酸性镀铜液中各成分含量对电镀效果的影响
CuSO4.5H2O H2SO4
Cl添加剂
：浓度太低，高电流区镀层易烧焦； 浓度太高，镀液分散能力会降低。 ：浓度太低，溶液导电性差，镀液分 散能力差。浓度太高，降低 Cu2＋ 的迁移率，电流效率反而降低，并 对铜 镀层的延伸率不利。 ：浓度太低，镀层出现台阶状的粗糙 镀层，易出现针孔和烧焦；浓度太 高，导致阳极钝化，镀层失去光泽 ：（后面专题介绍）
确认板子面积以决定总电流的大小，并确认 电流密度及时间之无误。
2 .板子与挂架或挂架与阴极杆的接触导电不良 检查整流器，板子等所有的电路接点。
38
问题3. 全板面镀铜之厚度分布不均
可能原因 1 ．阳极篮与阴极板面的相对位置不当
⑴ 以非破坏性的厚度量测法详细了解其全面厚度 之差异。
⑵ 根据镀层厚度量测的结果重新安排阳极 的位 置。 2 ．阳极接点导电不良
增强添加剂的吸附,各添加剂相互制约地起作用.
14
电镀层的光亮度 载体 (c) /光亮剂 (b)的机理
cbcbcbcbcccccccbcb
cc cc cc cbcb cc cbcb
cccccbcb
cc cbcbcbcbcc cbcb
酸性镀铜液各成分及特性简介
酸性镀铜液成分 硫酸铜（CuSO4.5H2O) 硫酸 (H2SO4) 氯离子（Cl-） 电镀添加剂
5
酸性镀铜液各成分功能
CuSO4.5H2O H2SO4 ： Cl-： 添加剂：
：主要作用是提供电镀所需Cu2＋ 及提高导电能力。 主要作用是提高镀液导电性能， 提高通孔电镀的均匀性。 主要作用是帮助阳极溶解，协助 改善铜的析出，结晶。 主要作用是改善均镀和深镀性能， 改善镀层结晶细密性。
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酸性镀铜液中各成分含量对电镀效果的影响
CuSO4.5H2O H2SO4
Cl添加剂
：浓度太低，高电流区镀层易烧焦； 浓度太高，镀液分散能力会降低。 ：浓度太低，溶液导电性差，镀液分 散能力差。浓度太高，降低 Cu2＋ 的迁移率，电流效率反而降低，并 对铜 镀层的延伸率不利。 ：浓度太低，镀层出现台阶状的粗糙 镀层，易出现针孔和烧焦；浓度太 高，导致阳极钝化，镀层失去光泽 ：（后面专题介绍）
确认板子面积以决定总电流的大小，并确认 电流密度及时间之无误。
2 .板子与挂架或挂架与阴极杆的接触导电不良 检查整流器，板子等所有的电路接点。
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问题3. 全板面镀铜之厚度分布不均
可能原因 1 ．阳极篮与阴极板面的相对位置不当
⑴ 以非破坏性的厚度量测法详细了解其全面厚度 之差异。
⑵ 根据镀层厚度量测的结果重新安排阳极 的位 置。 2 ．阳极接点导电不良
增强添加剂的吸附,各添加剂相互制约地起作用.
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电镀层的光亮度 载体 (c) /光亮剂 (b)的机理
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cc cc cc cbcb cc cbcb
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积,整个试片光亮度降低. 改正方法:分析氯离子含量,如有需要请作
调 整.
HULL CELL 图样如下页图
32
赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
33
赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
赫尔槽试验(Hull Cell Test) 严重污染 改正方法:添加平整剂对抑制此现象可能
有 帮助.
⑴ 使用钳形表定期检查每一支阳极与阳极杆是否 接触良好。
⑵ 清洁所有接点，并确保阳极杆所有接点的电位 降落(Voltage Drop)都要相同。 3 ．镀液中硫酸浓度不足，导电不良.
检查硫酸浓度并调整至最佳值 40
问题4. 镀铜层烧焦
1． 电流密度过高或电镀面积不均匀，导致板面上局部电流密度超过局限电 流 ⑴ 降低所用之电流 ⑶ 在高电流密度区增加辅助阴极板，以吸收多余的电流
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
cb b
l l
b lc l
bb
b bb
ll cc
c
lc b
l
cc
b
b b
c
b
b
17
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
18
电镀铜镀层厚度估算方法
导电性/厚度及防止导电电路出现热和机械缺 陷. 。
3
电镀示意图
ne-
+
直流 整流器
ne-
-
电镀上铜层
阳极
离子交换
阴极
(受 镀 物 件 )
Cu Cu2+ + 2e- Cu2+ + 2e- Cu
镀槽
- 电 镀 液 组 成 (H 2O +C uS O 4.5H 2O +H 2S O 4+C l +添 加 剂 )
27
电镀铜溶液的控制
赫尔槽试验(Hull Cell Test) 高电流密度区烧焦,中高电流密度区无光泽
酸铜光泽剂含量非常低
改正方法:添加0.2---0.3ml/l 的酸铜光泽剂
HULL CELL 图样如下页图
28
赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
29
赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
7
酸性镀铜液中各成分含量对电镀效果的影响
CuSO4.5H2O H2SO4
Cl添加剂
：浓度太低，高电流区镀层易烧焦； 浓度太高，镀液分散能力会降低。 ：浓度太低，溶液导电性差，镀液分 散能力差。浓度太高，降低 Cu2＋ 的迁移率，电流效率反而降低，并 对铜 镀层的延伸率不利。 ：浓度太低，镀层出现台阶状的粗糙 镀层，易出现针孔和烧焦；浓度太 高，导致阳极钝化，镀层失去光泽 ：（后面专题介绍）
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
16
电镀的整平性能 光亮剂(b),载体(c),整平剂(l)的机理
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
12
2x/5
x/2
4x/5 x-12
21
电镀铜板面镀层厚度分布评估方法
电镀铜板面镀层厚度分布评价标准: 整缸板 CoV ≤12% 为合格.
22
电镀铜溶液的分散能力(Throwing Power)
电镀铜溶液 电镀铜溶液的电导率 硫酸的浓度 温度 硫酸铜浓度 添加剂 板厚度(L),孔径(d) 纵横比 ：（板厚 inch） /（孔径 inch）
电镀铜培训教材
1
铜的特性
铜,元素符号Cu,原子量63.5,密度8.94克/ 立方厘米,Cu2+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。
2
电镀铜工艺的功能
电镀铜工艺 通过电解方法沉积金属铜，以提供足够的
12
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: Fdlf /2 F =3.14 d=钛篮直径 l=钛篮长度 f=系数 方形钛篮铜阳极表面积估算方法 — 1.33lwf l=钛篮长度 w=钛篮宽度 f=系数 f与铜球直径有关: 直径=12mm f=2.2 直径=15mm f=2.0 直径=25mm f=1.7 直径=28mm f=1.6 直径=38mm f=1.2
8
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 0.2A/L，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。
仅高电流密度区烧焦,试片的其它区域仍然 正常,仅酸铜光泽剂低
改正方法:添加 0.1—0.2 ml/l酸铜光泽剂 HULL CELL 图样如下页图
30
赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
31
赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
赫尔槽试验(Hull Cell Test) 高电流密度区呈不适当氯离子含量条纹沉
cc
bc c
bc
b cc c
b
b
b
b b
c
cc c
c
cbc
c
cc
c b
b
c
c
b
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
cb c
bb
b cb c
b
b
b
b b
c c bb
c
c bb
b
cc bbc c
b
c
光 亮 剂 /载 体 /整 平 剂 的 混 合
搅拌: 提高电流密度表面分布也受分散能力影响.
23
电镀铜溶液的分散能力(Throwing Power)
1
1’
2 2’
3 3’
4 4’
5
5’
24
电镀铜溶液的分散能力(Throwing Power)
Throwing Power
Throwing power =
(point2+ point3+ point4+ point2’+ point3’+ point4’)/6 X100% (point1+ point5+ point1’+ point5’)/4
4
硫酸盐酸性镀铜的机理
电极反应 阴极： Cu2+ +2e----Cu 副反应 Cu2+ + e-----Cu＋
Cu+ + e------Cu 阳极： Cu -2e ----- Cu2+
Cu - e ----- Cu+ 2Cu+ + 1/2O2 + 2H+ ------2Cu2+ + H2O 副反应 2Cu+ + 2 H2O -----2CuOH + 2H+
25
电镀铜溶液的控制
分析项目 –硫酸铜浓度 –硫酸浓度 –氯离子浓度 –槽液温度 –用CVS分析添加剂浓度 –镀层的物理特性(延展性/抗张强度)上述项目须定期分析,并持在最佳范围内生产26
电镀铜溶液的控制
赫尔槽试验(Hull Cell Test)参数 电流: 2A 时间: 10分钟 搅拌: 空气搅拌 温度: 室温
Cu2O + H2O 2Cu+--- - Cu2+ + Cu
5
酸性镀铜液各成分及特性简介
酸性镀铜液成分 硫酸铜（CuSO4.5H2O) 硫酸 (H2SO4) 氯离子（Cl-） 电镀添加剂
6
酸性镀铜液各成分功能
CuSO4.5H2O H2SO4 ： Cl-： 添加剂：
：主要作用是提供电镀所需Cu2＋ 及提高导电能力。 主要作用是提高镀液导电性能， 提高通孔电镀的均匀性。 主要作用是帮助阳极溶解，协助 改善铜的析出，结晶。 主要作用是改善均镀和深镀性能， 改善镀层结晶细密性。
确认板子面积以决定总电流的大小，并确认 电流密度及时间之无误。
2 .板子与挂架或挂架与阴极杆的接触导电不良 检查整流器，板子等所有的电路接点。
39
问题3. 全板面镀铜之厚度分布不均
可能原因 1 ．阳极篮与阴极板面的相对位置不当
⑴ 以非破坏性的厚度量测法详细了解其全面厚度 之差异。
⑵ 根据镀层厚度量测的结果重新安排阳极 的位 置。 2 ．阳极接点导电不良
增强添加剂的吸附,各添加剂相互制约地起作用.
15
电镀层的光亮度 载体 (c) /光亮剂 (b)的机理
c
bc
b
c
bc
c bc
c c
c
c c
bc
b
bb
bb
cc cc c c c bc b c c c bc b bb bb bb
c
cc
c c
bc
b
cc c bc bc bc b c c c bc b
bb
bb bb
溶液必须安排作活性炭处理
HULL CELL 图样如下页图
34
赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
35
电镀液维护
电镀液维护 电镀液会发生成分变化(变质)的。为了调整、恢复原状，
调 整.
HULL CELL 图样如下页图
32
赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
33
赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
赫尔槽试验(Hull Cell Test) 严重污染 改正方法:添加平整剂对抑制此现象可能
有 帮助.
⑴ 使用钳形表定期检查每一支阳极与阳极杆是否 接触良好。
⑵ 清洁所有接点，并确保阳极杆所有接点的电位 降落(Voltage Drop)都要相同。 3 ．镀液中硫酸浓度不足，导电不良.
检查硫酸浓度并调整至最佳值 40
问题4. 镀铜层烧焦
1． 电流密度过高或电镀面积不均匀，导致板面上局部电流密度超过局限电 流 ⑴ 降低所用之电流 ⑶ 在高电流密度区增加辅助阴极板，以吸收多余的电流
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
cb b
l l
b lc l
bb
b bb
ll cc
c
lc b
l
cc
b
b b
c
b
b
17
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
18
电镀铜镀层厚度估算方法
导电性/厚度及防止导电电路出现热和机械缺 陷. 。
3
电镀示意图
ne-
+
直流 整流器
ne-
-
电镀上铜层
阳极
离子交换
阴极
(受 镀 物 件 )
Cu Cu2+ + 2e- Cu2+ + 2e- Cu
镀槽
- 电 镀 液 组 成 (H 2O +C uS O 4.5H 2O +H 2S O 4+C l +添 加 剂 )
27
电镀铜溶液的控制
赫尔槽试验(Hull Cell Test) 高电流密度区烧焦,中高电流密度区无光泽
酸铜光泽剂含量非常低
改正方法:添加0.2---0.3ml/l 的酸铜光泽剂
HULL CELL 图样如下页图
28
赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
29
赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
7
酸性镀铜液中各成分含量对电镀效果的影响
CuSO4.5H2O H2SO4
Cl添加剂
：浓度太低，高电流区镀层易烧焦； 浓度太高，镀液分散能力会降低。 ：浓度太低，溶液导电性差，镀液分 散能力差。浓度太高，降低 Cu2＋ 的迁移率，电流效率反而降低，并 对铜 镀层的延伸率不利。 ：浓度太低，镀层出现台阶状的粗糙 镀层，易出现针孔和烧焦；浓度太 高，导致阳极钝化，镀层失去光泽 ：（后面专题介绍）
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
16
电镀的整平性能 光亮剂(b),载体(c),整平剂(l)的机理
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
12
2x/5
x/2
4x/5 x-12
21
电镀铜板面镀层厚度分布评估方法
电镀铜板面镀层厚度分布评价标准: 整缸板 CoV ≤12% 为合格.
22
电镀铜溶液的分散能力(Throwing Power)
电镀铜溶液 电镀铜溶液的电导率 硫酸的浓度 温度 硫酸铜浓度 添加剂 板厚度(L),孔径(d) 纵横比 ：（板厚 inch） /（孔径 inch）
电镀铜培训教材
1
铜的特性
铜,元素符号Cu,原子量63.5,密度8.94克/ 立方厘米,Cu2+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。
2
电镀铜工艺的功能
电镀铜工艺 通过电解方法沉积金属铜，以提供足够的
12
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: Fdlf /2 F =3.14 d=钛篮直径 l=钛篮长度 f=系数 方形钛篮铜阳极表面积估算方法 — 1.33lwf l=钛篮长度 w=钛篮宽度 f=系数 f与铜球直径有关: 直径=12mm f=2.2 直径=15mm f=2.0 直径=25mm f=1.7 直径=28mm f=1.6 直径=38mm f=1.2
8
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 0.2A/L，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。
仅高电流密度区烧焦,试片的其它区域仍然 正常,仅酸铜光泽剂低
改正方法:添加 0.1—0.2 ml/l酸铜光泽剂 HULL CELL 图样如下页图
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赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
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赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
赫尔槽试验(Hull Cell Test) 高电流密度区呈不适当氯离子含量条纹沉
cc
bc c
bc
b cc c
b
b
b
b b
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过量光亮剂
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cb c
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b
b
b
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c
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b
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光 亮 剂 /载 体 /整 平 剂 的 混 合
搅拌: 提高电流密度表面分布也受分散能力影响.
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电镀铜溶液的分散能力(Throwing Power)
1
1’
2 2’
3 3’
4 4’
5
5’
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电镀铜溶液的分散能力(Throwing Power)
Throwing Power
Throwing power =
(point2+ point3+ point4+ point2’+ point3’+ point4’)/6 X100% (point1+ point5+ point1’+ point5’)/4
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硫酸盐酸性镀铜的机理
电极反应 阴极： Cu2+ +2e----Cu 副反应 Cu2+ + e-----Cu＋
Cu+ + e------Cu 阳极： Cu -2e ----- Cu2+
Cu - e ----- Cu+ 2Cu+ + 1/2O2 + 2H+ ------2Cu2+ + H2O 副反应 2Cu+ + 2 H2O -----2CuOH + 2H+
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电镀铜溶液的控制
分析项目 –硫酸铜浓度 –硫酸浓度 –氯离子浓度 –槽液温度 –用CVS分析添加剂浓度 –镀层的物理特性(延展性/抗张强度)上述项目须定期分析,并持在最佳范围内生产26
电镀铜溶液的控制
赫尔槽试验(Hull Cell Test)参数 电流: 2A 时间: 10分钟 搅拌: 空气搅拌 温度: 室温
Cu2O + H2O 2Cu+--- - Cu2+ + Cu
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酸性镀铜液各成分及特性简介
酸性镀铜液成分 硫酸铜（CuSO4.5H2O) 硫酸 (H2SO4) 氯离子（Cl-） 电镀添加剂
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酸性镀铜液各成分功能
CuSO4.5H2O H2SO4 ： Cl-： 添加剂：
：主要作用是提供电镀所需Cu2＋ 及提高导电能力。 主要作用是提高镀液导电性能， 提高通孔电镀的均匀性。 主要作用是帮助阳极溶解，协助 改善铜的析出，结晶。 主要作用是改善均镀和深镀性能， 改善镀层结晶细密性。
确认板子面积以决定总电流的大小，并确认 电流密度及时间之无误。
2 .板子与挂架或挂架与阴极杆的接触导电不良 检查整流器，板子等所有的电路接点。
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问题3. 全板面镀铜之厚度分布不均
可能原因 1 ．阳极篮与阴极板面的相对位置不当
⑴ 以非破坏性的厚度量测法详细了解其全面厚度 之差异。
⑵ 根据镀层厚度量测的结果重新安排阳极 的位 置。 2 ．阳极接点导电不良
增强添加剂的吸附,各添加剂相互制约地起作用.
15
电镀层的光亮度 载体 (c) /光亮剂 (b)的机理
c
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b
c
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cc cc c c c bc b c c c bc b bb bb bb
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溶液必须安排作活性炭处理
HULL CELL 图样如下页图
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赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
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电镀液维护
电镀液维护 电镀液会发生成分变化(变质)的。为了调整、恢复原状，