PCB电镀铜培训

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
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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) 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
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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
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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 )
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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
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赫尔槽试验 (Hull Cell Test)
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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
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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
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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.
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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
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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
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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
c
cc c
c
cbc
c
cc
c b
b
c
c
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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
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.
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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
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。
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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
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
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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，