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电镀工艺流程资料( 一)
一、 名词定义:
: 利用电解的方法使金属或合金沉积在工件表面, 以形成均匀、 致密、 结合力良好的金属层的过程叫电镀。
镀液的分散能力:
能使镀层金属在工件凸凹不平的表面上均匀沉积的能力, 叫做镀液的分散能力。换名话说, 分散能力是指溶液所具有的使镀件表面镀层厚度均匀分布的能力, 也叫均镀能力。
: 使镀件深凹处镀上镀层的能力叫覆盖能力, 或叫深镀能力, 是用来说明电镀溶液使镀层在工件表面完整分布的一个概念。
: 电镀溶液中正负离子在外电场作用下定向移动的轨道, 叫电力线。
: 在工件或极板的边缘和尖端, 往往聚集着较多的电力线, 这种现象叫尖端效应或边缘效应。
: 在电镀生产中, 常把工件表面单位面积内经过的电流叫电流密度, 一般见安培/分米2作为度量单位
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;
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( 上锡) 面;
。
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ⅠCu流程: 上料→酸浸( 1) →酸浸( 2) →镀铜→双水洗→抗氧化→水洗→下料→剥挂架→双水洗→上料
.ⅡCu流程: 上料→清洁剂→双水洗→微蚀→双水洗→酸浸→镀铜→双水洗→( 以下是镀锡流程)
:
: 一般都使用工程塑胶槽, 或包覆材料槽( Lined tank) ,但仍须注意应用之考虑。
a. 材质的匹配性( 耐温、 耐酸碱状况等) 。
b. 机械结构: 材料强度与补强设计, 循环过滤之入/排口吸清理维护设计等等。
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c. 阴、 阳极间之距离空间( 一般挂架镀铜最少6英寸以上) 。
d. 预行Leaching之操作步骤与条件。
: 镀槽之控制温度依添加特性/镀槽之性能需求而异。一般而言操作温度与操作电流密度呈正向关系, 但无论高温或低温操作, 有机添加剂必定有分解问题。一般而言, 不容许任何局部区域达60℃以上。在材质上, 则须对耐腐蚀性进行了解, 避免超出特性极限, 对镀铜而言, 石英及铁弗龙都是很适合的材料。
电镀工艺流程资料( 二)
作者: zxc520 文章来源: PCBTech 点击数: 更新时间: -4-14
: 搅拌可区分为空气搅拌、 循环搅拌、 机械搅拌等三项, 依槽子之需求特性而重点有异, 兹简介一般性考虑如下:
a. 空气搅拌: 应用鼓风机为气源, 如使用空压机。则须加装AM Regalator降低压力, 并加装oil Filter除油。风量须依液面表面积计算, ~, 而其静压则依管路损耗, 与液面高度相加而得。空气搅拌之管路架设, 离槽底至少应有1英寸距离, 离工件底部, 应以大于8英寸为宜。一般多使用3/4英寸或1英寸管, 作为主管, 亦有人使用多孔管, 但较易发生阻塞。开孔方式多采用各孔相间1/2英寸, 对边侧开孔, 与主管截面积1/3为原则。适量之空气搅拌可改进电镀效率, 增加电流密度; 但如搅拌过度, 亦将形成有机添加剂氧化而造成异常消耗及污染。
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b. 循环搅拌: 在一般运用上, 多与过滤系统合件, 较须注意的是确定形成循环性流动( 入、 排口位置选择) , 及pump选择流量应达2~3倍槽体积1hr以上。
c. 机械搅拌: 其基本功能是为了消除metal ion diffusion rafe不足问题。在空间足够之状态下, 以45°斜角移动为佳, 但一般都采有用垂直向摆动, ~, 而每stroke长约5~15cm之间。在设定条件时, 应注意不可造成因频率过高, 使板子本身摆动, 而减小孔内药液穿透量。
: 一般均与循环搅拌合并, 目的是去除槽液中之颗粒状杂质, 避免发生颗粒状镀层。较重要的考量因子有三, 分别如下:
a. 过滤粒径: 一般采用5u或10u滤蕊。若非环境控制良好, 使用更小滤蕊可能造成滤材更换, 损耗过多。
b. 材质有多种材质供选择, 不同系统光泽剂会有不同之限制, 其中PP最具体广用性。
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c. Leaching: 即便为适用材质之滤蕊, 亦须经过Leaching处理( 热酸碱浸洗程序) 。
: 供电系统之ripple须小于5%, ( 对部分较敏感产品甚至须小于2%) , 另须注意:
a. 整流器最上限、 最下限相对容易10%, 系不稳定区域, 应避免使用。
, 每月至少用钳表量校一次。
, 使内部形成至正压, 让酸气无法侵入腐蚀。
( rack及bus bar) :
a. 对铜制bus bar而言, 约每120Amp至少应设计1cm2之截面积。同时不论电流/bus bar截面积大小, 务必两侧设置输入接点, 以避免电流分布不均。
b. 对rach而言, 应利用bus bar相接之接点, 调整其导通一致, 避免”局部阳极”的反生, 同时对接点外之部分, 亦宜全部予以胶林披覆, 并定期检查, 以避免因缝隙产生, 而增加带入性污染。
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a. 铜阳极应采用含微量磷, 且均匀分布之无氧铜。其规格可概列如下:
Cu≥% P:~% O≤%
Fe≤% S≤% Pb≤%
Sb≤% AS≤% N≤%
b. 可能状态下尽量不要使用钛篮, 因为钛篮将造成 Carriey或High Current Dewsity Brightener增加约20%的消耗, 而不使用钛篮的状态, 则须注意使阳极高出液面1~2英寸。
c. 对阳极袋的考虑, 基本上与滤蕊相同, 一般常见Napped , 并可考虑双层使用, 唯阳极袋须定期清洗, 以避免因过量的阳极污泥造成阳极极化。
d. ~2︰1,但由于高速镀槽之推出, 较佳的考虑是, 控制阳极的相对电流密度小于20ASF, 来决定阳极的数量, 在使用钛篮的状态, 其面积的计算, 约为其( 前+左+右) , 亦即以钛篮正面积核算其电流密度约应小于40ASF。过大的阳极面积可能造成铜含量之上升, 过小则可能造成铜含量不足, 且二者均会造成有机添加剂的异常消耗及阳极块的碎裂。
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, 而深度则应仅为镀件的75%( 较浅4~5英寸) , 在板子尺寸不固定时, 则应考虑浮动式遮板, 对其左右侧的考虑亦同, 故在槽子设计与生产板实际宽度不同, 应考虑使用Rubber strip, 但须注意当核算面积, 加开电流时, 应至少降低40%计算。对于此类分布问题, 能够”电场”及”流 态”的观念考虑。
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电镀工艺流程资料( 三)
作者: zxc520 文章来源: PCBTech 点击数: 更新时间: -4-14
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: 主要作用是去除板面的氧化层, 避免水份带入铜缸而影响硫酸的含量。
: 这种清洁剂是酸性的, 主要作用是去除板面的指纹、 油污等其它残余物, 保持板面清洁, 实际上当前供PCB使用之酸性清洁剂, 没有任何一种真正能去除较严重的指纹。故对油脂、 手指印应以防止为重: 而且须注意对镀阻层的相容性与同线中其它药液间的匹配性, 及降低表面为张力, 排除孔内气泡的能力。
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: 由于各种干膜阻剂均有添加剂深入铜层的附著力促进剂, 故在此一步骤应去除20~50u〞的铜, 才能确保为新鲜铜层, 以获得良好的附著力。
: 主要作用是将板面及孔内残留的药水洗干净。
: 镀铜的药水中主要有硫酸铜、 硫酸、 氯离子、 污染物、 其它添加剂等成份, 它们的作用分别如下:
: 提供发生电镀所须基本导电性铜离子, 浓度过高时, 虽可使操作电流密度上限稍高, 但由于浓度梯度差异较大, 而易造成Throwing power不良, 而铜离子过低时, 则因沉积速度易大于扩散运动速度, 造成氢离子还原而形成烧焦。
: 为提供使槽液发生导电性酸离子。一般针对硫酸与铜比例考量, ”铜金属18g/l+硫酸180g/l”酸铜比例维持在10/1以上, 12︰1更佳, 绝对不能低于6︰1, 高酸低铜量易发生烧焦, 而低酸高铜则不利于Throwing Power。
: 其功能有二, 分别为适当帮助阳极溶解, 及帮助其它添加剂形成光泽效果, 但过量之氯离子易造成阳极的极化。而氯离子不足则会导致其它添加剂的异常消耗, 及槽液的不平衡( 极高时甚至雾状沉积或阶梯镀; 过低时易出现整平不良等现象) 。
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: 其它的所有有机添加剂合并之功能, 可达成规则结晶排列之光泽效果, 改进镀层之物性强度, 相对过量之添加剂, 则易因有机物之分解氧化, 对槽液的污染, 造成活性碳处理频率的增加, 或因有机物的共析镀比率提高, 造成镀层内应力增加, 延展性降低等问题。
: 可区分有机污染物和无机污染, 因破坏等轴结晶结构; 造成之物性劣化及因共析镀造成之外观劣化。其中有机污染之来源约为: 光泽剂之氧化分解、 油墨、 干膜、 槽体、 滤蕊、 阳极袋、 挂架包覆膜等被过滤出的物质和环境污染物等。无机污染之来源则约为: 环境带入污染、 水质污染及基本物料污染等项。
: 可区分为巨观, 亦即电场与流态; 微观, 亦即光泽剂的效应: 两大部分, 分别简单讨论如下:
: 镀槽内阴阳极间之关系, 实际上与磁场或电场的现象类似的, 明显不同的, 是发生在液体环境中, 而游动的, 是有质量的离子。因为如此, 故离子之运动; 电流氧化还原反应之发生; 受到正负极间电场, 与离子所带电荷产生之电位能, 离子经由循环搅拌、 空气搅拌、 机械搅拌获得之动能, 及离子间之交互作用力等因子的影响, 实际上电流密度( 区域性的、 分布上的、 而非平均的) , 可被定义为单位面积, 单位时间内接收的离子数量。由于各项搅拌, 除了针对孔内的阴极机械搅拌外; 都是全槽均一性的( 理想状态) ; 因而对于板面上的状态, 几何分布便成为影响的最大的因子。
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对全板电镀( pannel plating) 而言, 亦即阳极、 阴极以及遮板之形状、 位置。而对线路电镀( pattevn plating) 而言, 则再增加一项电镀面积分布须做考量, 对孔内的状况, 则主要在于离子的扩散速率、 阴极摆动及电流密度间关系。关于一部分我们可透过浓度梯度与场的图例加以了解。
: 亦即电力线分布之密度; 而电力线( 电场) 之分布正如同磁力线分布, 在端角地区, 明显的较高许多, 故阳极之尺寸最好仅阴极之75%。
, 使得局部之电力线密度降低, rudder strip则吸收此过量之电流, 二种方式均可解决生产板尺寸不固定位置。
, 可视为原”属于”被镀阻膜覆盖区的电力线转移于周边造成, 因而独立线路相对之电流密度变为非常高。
, 能够讨论如下: 当操作电流密度甚低时, 铜离子之析出速度远低于自然游动/交换速度, 各区的镀层厚度, 自然均一; 但一般操作电流较高, 必然造成[C]b( 整体巨观浓度) , [C]D1( 大孔孔内浓度) 及[C]D2( 小孔孔内浓度) 各有不同, 则反应速率( 电流发生) 亦自然不同, 因而有