PCB电镀化铜专题培训课件.ppt

1、PCB电镀电镀-化铜化铜 Contents1.线路板的结构及技术要求2.线路板线路形成工艺介绍3.线路板曝光工艺4.线路板显影/蚀刻/去膜工艺5.PCB 化铜工艺介绍6.PCB 电镀工艺介绍 1.Build-up层线宽2.Build-up层线距3.Core层线宽4.Core层线距5.盲孔孔径6.盲孔内层孔环7.盲孔外层孔环8.通孔孔径9.通孔孔环10.Build-up层厚度11.Core层厚度多层PCB的结构 PCB类别类别最小最小线宽线宽/线距线距最小孔最小孔径径孔位精度孔位精度曝光曝光对位精度对位精度Desktop PC100/100m0.25mm125m50mNotebook75/75m

2、0.20mm盲孔120 m75m30mMobile (HDI/FPC)50/50m0.15mm盲孔100 m75m25mBGA25/25m盲孔75m50m15mFlip Chip12/12m盲孔50m20m10m印刷电路板各种产品的技术规格要求 1.Tenting Process （干膜盖孔法）（干膜盖孔法） 适用于适用于PCB、FPC、HDI等等 量产最小线宽量产最小线宽/线距线距 35/35m2.Semi-Addictive Process（半加成法）（半加成法） 适用于适用于WB Substrate、Flip Chip Substrate 量产最小线宽量产最小线宽/线距线距 12/12m

3、3.Modified Semi-Addictive Process （改良型半加成法）（改良型半加成法） 适用于适用于CSP、WB Substrate、Flip Chip Substrate 量产最小线宽量产最小线宽/线距线距 25/25m线路形成工艺的种类及应用范围 vTenting Process （干膜盖孔法）介绍:普通PCB、HDI、FPC及Substrate Core层等产品，使用的基材为FR-4（难燃性环氧树脂覆铜板） 、RCC（涂覆树脂覆铜板）、FCCL（柔性基材覆铜板）等材料。RCC：FCCL： FR-4：线路形成工艺的种类及应用范围 vSAP （半加成法）与MSAP（改良型半

4、加成法）介绍SAP与MSAP工艺采用Build-up工艺制作。其中SAP的主要材料为ABF（Ajinomoto Build-up Film）和液态树脂；MSAP工艺的主要材料为超薄铜覆铜板（基材为BT、FR-5等，铜厚5m）ABF材料BUM液态树脂覆铜板线路形成工艺的种类及应用范围 盖孔法干膜前处理 压膜曝光显影蚀刻去膜化学沉铜 干膜前处理压膜曝光显影镀铜化学清洗去膜闪蚀 减薄铜蚀刻 干膜前处理压膜曝光显影镀铜化学清洗去膜闪蚀 SAPMSAP线路形成工艺的种类及应用范围线路形成工艺的种类及应用范围 vTenting Process （干膜盖孔法）介绍（干膜盖孔法）介绍前处理压膜曝光显影蚀刻去膜

5、目的：清洁铜面，粗化铜面，增加干膜与铜面的结合力目的：将感光干膜贴附在铜面上目的：将设计的影像图形通过UV光 转移到PCB的干膜上目的：将设计的影像图形通过UV光 转移到PCB的干膜上目的：将没有覆盖干膜的铜面去除目的：将铜面残留的干膜去除线路形成工艺的种类及应用范围线路形成工艺的种类及应用范围vSAP （半加成法）与（半加成法）与MSAP（改良型半加成法）介绍（改良型半加成法）介绍SAP 与MSAP工艺的区别是，SAP的基材上面是没有铜层覆盖的，在制作线路前需在线路表面沉积一层化学铜（约1.5m），然后进行显影等工艺； MSAP基材表面有厚度为35m厚度的电解铜，制作线路前需用化学药水将铜层

6、厚度咬蚀到2m。目的:将可感光的干膜贴附于铜面上目的:将设计之影像图形,转移至基板的干膜上目的:将没有曝到光之干膜去除目的:将化铜层蚀刻掉目的:将多余的干膜去除目的:将显影后之线路镀满线路形成工艺的种类及应用范围线路形成工艺的种类及应用范围ABF熟化后的膜厚约在3070m之间，薄板者以3040m较常用一般双面CO2雷射完工的24mil烧孔，其孔形都可呈现良好的倒锥状。无铜面之全板除胶渣(Desmearing)后，其全板面与孔壁均可形成极为粗糙的外观，化学铜之后对细线路干膜的附着力将有帮助。雷射成孔及全板面式除胶渣雷射成孔及全板面式除胶渣 覆晶载板除胶渣的动作与一般PCB并无太大差异，仍然是预先

7、膨松(Swelling)、七价锰(Mn+7)溶胶与中和还原(Reducing)等三步。不同者是一般PCB只处理通孔或盲孔的孔壁区域，但覆晶载板除了盲孔之孔壁外，还要对全板的ABF表面进行整体性的膨松咬蚀，为的是让1m厚的化铜层在外观上更形粗糙，而令干膜光阻与电镀铜在大面积细线作业中取得更好的附着力。ABF表面完成0.3-0.5m化学铜之后即可进行干膜光阻的压贴，随后进行曝光与显像而取得众多线路与大量盲孔的镀铜基地，以便进行线路镀铜与盲孔填铜。咬掉部份化铜后完成线路咬掉部份化铜后完成线路完成填充盲孔与增厚线路的镀铜工序后，即可剥除光阻而直接进行全面性蚀该。此时板面上非线路绝缘区的化学铜很容易蚀除

8、，于是在不分青红皂白全面铳蚀下，线路的镀铜当然也会有所消磨但还不致伤及大雅。所呈现的细线不但肩部更为圆滑连底部多余的残足也都消失无踪，品质反倒更好！此等一视同仁通面全咬的蚀该法特称为Differential Etching。此六图均为SAP 323切片图；左上为1mil细线与内核板之50倍整体画面。中上为200倍明场偏光画面，右上为暗场1000倍的呈现，其黑化层清楚可见。左下为1000倍常规画面，中下为200倍的暗场真像。右下为3000倍ABF的暗场画面，底垫为1/3oz铜箔与厚电镀铜，铜箔底部之黄铜层以及盲孔左右之活化钯层与化铜层均清晰可见。工艺流程工艺流程 功能功能去钻污去钻污 Secur

9、iganth P/P500/MV/BLGn 溶胀溶胀使树脂易被高锰酸盐蚀刻攻击使树脂易被高锰酸盐蚀刻攻击n 高锰酸盐蚀刻高锰酸盐蚀刻去除钻污和树脂去除钻污和树脂n 还原还原除去降解产物和清洁除去降解产物和清洁/处理表面处理表面.(清洁清洁 / 蚀刻玻璃）蚀刻玻璃）只有三个工艺步骤只有三个工艺步骤:溶胀溶胀还原还原高锰酸盐高锰酸盐蚀刻蚀刻工艺流程工艺流程 溶胀溶胀使树脂易受高锰酸盐蚀刻液使树脂易受高锰酸盐蚀刻液的最佳攻击并保障环氧树脂的最佳攻击并保障环氧树脂(Tg 150C)表面的微观粗表面的微观粗糙度糙度溶胀溶胀去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG溶胀溶胀 通孔和微

10、盲孔中溶胀之后的钻污通孔和微盲孔中溶胀之后的钻污溶胀之后溶胀之后溶胀剂去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG溶胀溶胀 溶胀之前溶胀之前 (0 秒秒)去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG溶胀溶胀 溶胀溶胀150 秒之后秒之后去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG溶胀溶胀 溶胀溶胀240秒之后秒之后去钻污去钻污 Securiganth P/P500/MV/BLG工艺流程工艺流程 碱性高锰酸盐蚀刻碱性高锰酸盐蚀刻高锰酸盐蚀刻溶液除去内层高锰酸盐蚀刻溶液除去内层（铜）表面的钻污，清洁孔壁（铜）表面的钻污，清洁孔壁并且粗化并

11、且粗化(Tg 50mN/cm2电镀铜药水电镀铜药水载运剂的作用电镀铜药水电镀铜药水载运剂的作用载运剂的作用载运剂形成的极化层控制光亮剂，整平剂和氯离子载运剂形成的极化层控制光亮剂，整平剂和氯离子 形成最佳的形成最佳的铜还原环境。铜还原环境。 部分载运剂能调整铜表面并改善湿润性。部分载运剂能调整铜表面并改善湿润性。电镀铜表面比只有光亮剂电镀时稍光亮些，并且整平的效果有电镀铜表面比只有光亮剂电镀时稍光亮些，并且整平的效果有改善。改善。安美特电镀添加剂载运剂作为整平剂的一部分，是在阳极和阴安美特电镀添加剂载运剂作为整平剂的一部分，是在阳极和阴极区间形成均匀极化层的必要成分。极区间形成均匀极化层的必要

12、成分。电镀铜药水电镀铜药水整平剂的作用整平剂的作用整平剂和光亮剂协同作用，使电镀铜沉积光亮并象镜子反光一样。整平剂和光亮剂协同作用，使电镀铜沉积光亮并象镜子反光一样。整平剂带正电，在阴极线路板上高电流区阻碍铜沉积。整平剂带正电，在阴极线路板上高电流区阻碍铜沉积。电镀铜药水电镀铜药水光亮剂作用光亮剂作用和载运剂，氯离子共同作用使得电镀铜沉积光亮如镜.光亮剂又称电镀加速剂，催化剂。光亮剂加速转化: Cu2+ Cu+ Cu0光亮剂确保电镀铜层有好的延展性。电镀铜药水电镀铜药水光亮剂的作用光亮剂的作用和载运剂，氯离子共同作用使得电镀铜沉积光亮如镜.光亮剂又称电镀加速剂，催化剂。光亮剂加速转化: Cu2

13、+ Cu+ Cu0光亮剂确保电镀铜层有好的延展性。镀铜流程镀铜流程阳极和阴极有效电镀面积计算阳极和阴极有效电镀面积计算阳极和阴极有效电镀面积计算阳极和阴极有效电镀面积计算 阳极的电流密度在阳极的电流密度在 0.32.0ASD之间之间镀铜流程镀铜流程- CVS 分析添加剂浓度分析添加剂浓度 CVS分析电镀添加剂浓度分析电镀添加剂浓度光亮剂浓度采用光亮剂浓度采用MLAT 分析方法分析方法整平剂浓度采用整平剂浓度采用DT分析方法分析方法深镀能力深镀能力延展性和抗拉强度延展性和抗拉强度 电镀铜分布电镀铜分布热冲击热冲击酸铜电镀常规测试镀铜流程镀铜流程-通孔电镀深镀能力测量方法通孔电镀深镀能力测量方法介

14、绍介绍 通孔电镀，最小深镀能力和通孔电镀，最小深镀能力和IPC平均电镀灌孔能力测量计算方法平均电镀灌孔能力测量计算方法如下：如下： 方法方法1 方法方法2 最小深镀能力最小深镀能力MinTP% 平均电镀灌孔能力平均电镀灌孔能力AveTP%镀铜流程镀铜流程-盲孔电镀深镀能力测量方法盲孔电镀深镀能力测量方法介绍介绍 盲孔电镀，深镀能力计算如下：盲孔电镀，深镀能力计算如下：镀铜流程镀铜流程-通孔深镀能力的影响因素通孔深镀能力的影响因素 介绍介绍 通孔深镀能力的影响因素如下通孔深镀能力的影响因素如下:深镀能力参数示例标准配槽深镀能力参数示例标准配槽镀铜流程镀铜流程-介绍介绍 线路板类型:板厚2.4 m

15、m 孔径0.30 mm 板厚/孔径： 8 / 1电镀参数:15 ASF100 min深镀能力MinTP%: 90.9 %镀铜流程镀铜流程-深深镀能力厚板电镀药水镀能力厚板电镀药水 Cupracid TPCupracid TP线路板类型:板厚4.5 mm 孔径0.30 mm 板厚/孔径: 15/ 1电镀参数:15 ASF100 min深镀能力MinTP%: 70 %镀铜流程镀铜流程-深深镀能力厚板电镀药水镀能力厚板电镀药水 Cupracid TP Cupracid TP镀铜流程镀铜流程-深镀能力厚板电镀药水深镀能力厚板电镀药水 Cupracid TP 高深镀能力药水的优点高深镀能力药水的优点药水

16、和普通电镀药水对比深镀能力 板厚2.4mm ，孔径0.3mm对比发现：电镀效率提高，铜球耗量减少，成本降低很多。镀铜流程镀铜流程-延展性和抗拉强度测试延展性和抗拉强度测试 电镀铜需要具有足够的延展性和抗拉强度。电镀铜需要具有足够的延展性和抗拉强度。测试条件测试条件: 通常我们制作延展性和抗拉强度的流程如下通常我们制作延展性和抗拉强度的流程如下: 药水浓度在控制范围药水浓度在控制范围 选择抛光过的表面没有刮痕的不锈钢板槽液充分活化，以槽液充分活化，以 1.5ASD电镀电镀 铜厚度铜厚度50-60um（一次性）（一次性） 取下所需铜皮，烘烤取下所需铜皮，烘烤 120-130 度度 4-6 小时小时

17、, 测试延展性和抗拉强测试延展性和抗拉强度度。镀铜流程镀铜流程晶体结构和物理性能晶体结构和物理性能标准浓度的标准浓度的光亮剂和整平剂光亮剂和整平剂 少量 twins 晶体结构尺寸: 2-5m 延展性: 18% 抗拉强度: 28KN/cm2镀铜流程镀铜流程 晶体结构和物理性能晶体结构和物理性能高电流密度区高电流密度区太多的有机污染太多的有机污染: 晶体结构（晶界）有异常晶体结构（晶界）有异常 晶体尺寸晶体尺寸: 1-3m 延展性延展性: 3% 抗拉强度抗拉强度: 30KN/cm2镀铜流程镀铜流程- 电镀铜均匀性测试电镀铜均匀性测试 电镀铜均匀性主要由设备的设计决定。 有机添加剂和其他药水浓度对分布仅仅起次要的作用。因此，在新线开始时将电镀均匀性调整和优化好是非常重要的。因此，在新线开始时将电镀均匀性调整和优化好是非常重要的。通常电镀均匀性以 COV% 计算, 此外在有些厂也以R值来计算。 谢 谢 ！