沉铜和板电工艺培训讲义
沉铜工艺培训教材
沉铜工艺培训教材欧伟标1.沉铜流程简介通过化学方法对已钻孔的孔壁进行清洁除污（又称凹蚀、前处理）后通过活化催化原理使孔壁非导电材料积沉上厚度约10微英寸的金属铜.它的作用是使孔导通,然后通过后续电镀工序使孔壁铜层增厚.磨板→上板→[溶胀→二级水洗→凹蚀→三级水洗→还原P →二级水洗]→除油I →除油II →三级水洗→微蚀→二级水洗→预浸→活化→二级水洗→还原WA →纯水洗→化学沉铜→三级水洗→卸板→清洗烘干红色方括号内为多层板必须走的去钻污流程。
新沉铜平板一体线没有凹蚀段，在该线生产的多层板需先走水平凹蚀线。
任何板件都不允许走两次凹蚀！若板件在凹蚀缸时设备发生故障，需待板件凹蚀时间够了之后再人工把挂蓝抬出来，返工时就不必再走一次凹蚀。
设备故障时板件也不应在各药缸停留时间过长，按以下时间控制：在正常条件下，水平凹蚀线的凹蚀量和芯吸量都要比垂直凹蚀线小，但凹蚀效果来看，水平凹蚀线的凹蚀效果比较好。
有锣槽孔的板件都指定在水平凹蚀线生产。
2．流程的作用及原理2.1 磨板板件进入沉铜之前要在去毛刺磨板机磨板，磨板的作用：1.磨去钻孔产生的披锋，防止披锋在后续的图形转移过程中划伤贴膜机压辊和刺破干膜造成遮孔蚀不静；2.磨去覆铜板铜箔表面的抗氧化层，并粗化铜箔表面，增加后续铜层与基铜的结合力；3.除去孔内可能存在的铜丝、板粉等杂物。
去毛刺机前两支不织布刷240#，后两支针刷320#。
蚀刻后的板件板件如果出现铜粒、轻微镀层不良、氧化等也会在去毛刺机磨板，但此类板件不能开不织布刷！。
磨板对象磨刷类型 压力 div 速度 m/min 高压水洗 bar 烘箱温度 t 1/2级 3/4级 沉铜前去毛刺240# 320# 0.9 2.8-3.0 ≥25 ≥70 平板后磨板240# 320# 0.4-0.6 3.2-3.5 ≥25 ≥70 蚀刻后磨板 关 320# 0.2-0.4 3.2-3.5 ≥25 ≥70 如果试磨后板件出现披峰, 则可在上述范围内降低速度, 增大压力或横向纵向各磨一遍重新取板试磨。
沉铜工序工程培训
附：流程图
1、工序流程图 2、生产线流程图 a.粗磨机流程图 b.沉铜线流程图
收 板
粗 磨 挂 板
检 查
返做
检查
合格
出 货 沉铜生产线
合格
放 板
磨板段
清洗段
超声波水洗段
高压水洗段
烘 干
接 板
D01上/下板 D27 膨胀 D36-37 除胶 D32 中和 D36 条件 D23 微蚀 D20 预浸 D16 促化 D28 水洗 D35 水洗 D31 水洗 D25 水洗 D34 水洗 D30 水洗 D24 水洗 D29 水洗 D33
沉铜段
效果图
PTH孔开
板材问题引起孔开
沉铜段
效果图
DF膜碎引起孔开
锡薄引起孔开
化学镀铜反应机理
结合反应①和②有如下反应
Cu2++2CH2O+4OH- Pdo/cu CU+2C＝-O-O-+2H2O+2H2---③ 反应式③表明化学镀铜反必须具备以下基本条件 1)化学镀铜液为强碱性，甲醛的还原能力取决于溶液中 的碱性强弱程度，即溶液的PH值。 2)在强碱条件下，要保证Cu2+离子不形成Cu(OH) 2沉淀， 必须加入足够的Cu2+离子络合剂(由于络合剂在化学镀 铜反应中不消耗，所以反应③式中省略了络合剂。
环氧表面 (负电性)
处理前板
条件缸 (阳离子表 面活性剂)
经条件缸后 (正电性)
处理后板
各药水缸作用
B、微蚀
弱腐蚀(粗化处理)，是利用微蚀剂从铜基体表面上蚀 刻掉20-50U”的铜，从而得到一个化学清洁的粗糙表 面，使化学镀铜层和底铜结合良好，保证以后图形电 镀不分层，以往粗化处理是采用过硫酸盐或酸性氯化 铜水溶液进行粗化处理，本公司采用的是NAPS及H2SO4 来处理(微蚀速率：30U “－60“／分)。
沉铜板电培训教材
适宜连续生产，停产状态由于副反应的进行使原料损耗。
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பைடு நூலகம்
关键控制项目与重点注意事项
化学沉铜的维护： 每周转缸清洗、过滤、清除缸底、壁上积铜； 停产时亦要不断打气； 每班需做化学分析，监控各组分； 自动分析添加。
Pd Cu2+2HCHO+40H-→Cu+2HCOO-+2H2O+H2↑（主反应） OH2Cu2++HCHO+5OH-→Cu2O+HCOO-+3H2O H2O Cu+Cu2++2OH（副反应B）
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（副反应A）
2HCHO+NaOH→HCOONa+CH3OH
沉铜
化学铜： 各反应物的作用： Cu2+ HCHO NaOH 化合物（EDTA等） 主要反应物 主要反应物 反应条件（速度控制） 反应条件（稳定反应物的存在形式）
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关键控制项目与重点注意事项
化学沉铜质量监控： 背光测定（一般要求8.0级）； 沉铜速率测定（一般要求8~11μ″）。
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关键控制项目与重点注意事项
全板电镀： 1、添加剂失调
光亮剂偏高，板面发亮，光亮剂偏低，板面发白
2、碳处理，半年一次
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常见问题及解决方法
孔内无铜 （沉铜） 孔壁整洁不良 加速过度 提高除油剂含量或更换槽液，检 查操作温度。。 分析调整加速剂含量、铜含量， 检查操作温度 调高NaOH与HCHO含量，升高 量度并增加拖缸板量。 分析调整中和缸含量 分析调整活化剂钯浓度 气振动失效
沉铜和板电工艺培训讲义共37页
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
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）
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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
《沉铜和板电工艺培训讲义》
五、沉铜常见问题
产生原因及解决方法
❖ 孔无铜 ❖ 产生原因： ❖ 1、钻孔钻屑塞孔引起的孔无铜. ❖ 2、沉铜拉各缸本身杂质塞孔引起的孔无铜. ❖ 3、摇摆、气震异常等机器故障产生的. ❖ 4、员工操作引起的. ❖ 解决方法： ❖ 1、知会钻孔工序及时作出改善. ❖ 2、按MEI做好保养. ❖ 3、生产时多巡拉发现异常及时知会维修人员处理. ❖ 4、上板时做不叠板,保证板与板之间分开并在存板车 ❖ 内不存气泡,存板时间不能过长〔4小时内板电完.
二、板电药水 缸成份及其作用
❖ 〔3镀铜缸
❖ 药水成份：CuSO4.5H2O：60-80g/L<最佳值70g/L>
❖
H2SO4 ：170-220g/L〔200g/L>
❖
CL-
：40-80ppm〔60ppm>
❖
CB-203B 酸性铜光光泽剂：3ml/L
❖ 温 度：18-30℃<控制值24 ℃>
❖ 处理时间：根据客户实际需要决定.
❖作
用：利用高锰酸钾的强氧化性,使板在此
碱性槽中
❖
将已被软化的胶渣及其局部的树脂
进行氧化反
❖
应,分解溶去 ；电
❖ 反应方程式: 4MnO4-+有机树脂+4OH-→4MnO42+CO2↑+2H2O
❖
2MnO4-+2OH-
2MnO42-+[1/2O2]+H2O
❖ 药 水 成 份： NaOH,开缸量为30-50g/L,最佳值
二、沉铜流程
❖ 上板→膨松→水洗→水洗→除胶→水洗→回 收水洗→预中和→水洗→中和→水洗→水洗 →除油→水洗→水洗→微蚀→水洗→酸洗→ 水洗→水洗→预浸→活化→水洗→水洗→加 速→水洗→沉铜→水洗→水洗→下板
PCB沉铜讲义
沉铜讲义一、沉铜目的：沉铜的目的是利用化学反应原理在孔壁上沉积一层0.3um-0.5um的铜，使原本绝缘的孔壁具有导电性，便于后续板面电镀及图形电镀的顺利进行，从而完成PCB电路网络间的电性互通。
二、沉铜原理：利用甲醛在强碱性环境中所具有的还原性并在Pd作用下而使Cu2+被还原成铜。
Cu2++2HCHO+4OH- Cu+2HCOO-+2H2O+H2↑三、工艺流程：粗磨→膨胀→除胶渣→三级水洗→中和→二级水洗→除油→稀酸洗→二级水洗→微蚀→预浸→活化→二级水洗→加速→一级水洗→沉铜→二级水洗→板面电镀→幼磨→铜检四、工艺简介：1. 粗磨：目的是除去板面氧化、油污等杂质，清除孔口披锋及孔中的树脂粉尘等杂物。
2. 膨胀：因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，通过膨胀处理使其膨松软化，从而便于MnO4-离子的浸入，使长碳链裂解而达到除胶的目的。
3. 除胶：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KMnO4在碱性环境中强氧化性的特性将孔壁表面树脂氧化分解。
①反应机理：4MnO4-+C（树脂）+4OH-→MnO42-+CO2↑+2H2O②副反应：2MnO4-+2OH-→2MnO42-+1/2O2+H2OMnO4-+H2O→MnO2↓+2OH-+1/2O2③高锰钾的再生：要提高高锰钾工作液的使用效率，必须考虑将溶液中的MnO42-再生转变为Pd CuMnO4-，从而避免MnO42-的大量产生，目前我司采用的电解再生法，再生机理为：MnO42-+e→MnO4-。
4. 中和：经碱性KMnO4处理后的板，在板面及孔内带有大量的MnO4-、MnO42-、MnO2等药水残留物，因MnO4-本身具有极强的氧化性，对后工序的除油剂及活化性是一种毒物，故除胶后的板必须经中和处理将MnO4-进行还原，以消除它的强氧化性。
还原中和常用H2O2-H2SO4还原体等或其它还原剂的酸性溶液：MnO4-+H2O2+H+→MnO42-+O2↑+H2OMnO4-+R+H+→MnO42-+H2O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作为玻璃蚀刻工艺。
PCB沉铜讲义
沉铜讲义一、沉铜目的：沉铜的目的是利用化学反应原理在孔壁上沉积一层0.3um-0.5um的铜，使原本绝缘的孔壁具有导电性，便于后续板面电镀及图形电镀的顺利进行，从而完成PCB电路网络间的电性互通。
二、沉铜原理：利用甲醛在强碱性环境中所具有的还原性并在Pd作用下而使Cu2+被还原成铜。
Cu2++2HCHO+4OH- Cu+2HCOO-+2H2O+H2↑三、工艺流程：粗磨→膨胀→除胶渣→三级水洗→中和→二级水洗→除油→稀酸洗→二级水洗→微蚀→预浸→活化→二级水洗→加速→一级水洗→沉铜→二级水洗→板面电镀→幼磨→铜检四、工艺简介：1. 粗磨：目的是除去板面氧化、油污等杂质，清除孔口披锋及孔中的树脂粉尘等杂物。
2. 膨胀：因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，通过膨胀处理使其膨松软化，从而便于MnO4-离子的浸入，使长碳链裂解而达到除胶的目的。
3. 除胶：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KMnO4在碱性环境中强氧化性的特性将孔壁表Pd Cu面树脂氧化分解。
①反应机理：4MnO4-+C（树脂）+4OH-→MnO42-+CO2↑+2H2O②副反应：2MnO4-+2OH-→2MnO42-+1/2O2+H2OMnO4-+H2O→MnO2↓+2OH-+1/2O2③高锰钾的再生：要提高高锰钾工作液的使用效率，必须考虑将溶液中的MnO42-再生转变为MnO4-，从而避免MnO42-的大量产生，目前我司采用的电解再生法，再生机理为：MnO42-+e→MnO4-。
4. 中和：经碱性KMnO4处理后的板，在板面及孔内带有大量的MnO4-、MnO42-、MnO2等药水残留物，因MnO4-本身具有极强的氧化性，对后工序的除油剂及活化性是一种毒物，故除胶后的板必须经中和处理将MnO4-进行还原，以消除它的强氧化性。
还原中和常用H2O2-H2SO4还原体等或其它还原剂的酸性溶液：MnO4-+H2O2+H+→MnO42-+O2↑+H2OMnO4-+R+H+→MnO42-+H2O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作为玻璃蚀刻工艺。
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工艺基础8-化学沉铜培训
• 胶渣的危害
等离子除胶渣工艺
等离子除胶工艺是区别于化学湿法除胶的另一种除胶工艺 ，其主要应用在高Tg、高频/高速板料孔壁钻污的去除。
等离子体是物质的一种存在状态，通常物质以固态、液态 、气态3种状态存在，但在一些特殊的情况下可以以第四中 状态存在，如太阳表面的物质和地球大气中电离层中的物质 。这类物质所处的状态称为等离子体状态，又称位物质的第 四态。
5）制作完成后，并将测试数据记录为W2g; 6）咬蚀量的计算：
7）咬蚀量的范围：0.3-1.5mg/cm2
• 第二部分 化学沉铜工艺
• 化学沉铜流程
清洁-调整
水洗
微蚀
水洗
预浸
活化
水洗 沉铜
加速 防氧化
水洗 水洗
钻孔后孔壁电荷形态
微蚀剂
常用的微蚀体系
A.过硫酸钠体系 （我司采用）
NAPS:90-130g/L
时取出； 5）重复2）/3）步骤，并将测试数据记录为W2g; 6）咬蚀量的计算：
7）咬蚀量的范围：0.2-0.6mg/cm2
咬蚀量的测定（等离子除胶）
1）-3）同化学除胶； 4）将测试片贴服在上板架上（如下图），随生产板一起制作，
4）将试样用铁丝穿好，与沉铜线的挂篮一并挂入，待其到中和后水洗缸 时取出；
• 活化后孔壁形态
沉铜品质检定方式及标准
1） 背光 测试方法见QA16-07 要求：9级以上
2） 沉铜速率 测试方法见QA16-09 要求：0.010-0.022um/min
四、品质缺陷及原因分析
缺陷名称
可能原因
解决方式
背光不良
1. 更换除油缸或添加适
1. 电荷调整不足
量除油剂
2. 活化不足