文档介绍：高厚径PCB化学沉铜
题,国际知名大公司通常会建议沉两次铜(双周期)来降低孔无铜比例。虽然这一方法能比较有效地降低孔无铜比例,但它费时、费力,且要花费更多的药水。有些厂在使用这一方法后因沉铜塞孔比例增加,孔无铜比例反而上升。
本文对我公司所作的探讨作一总结,试图为从业者找到一种更好制作高厚径比板的方法。
1. 高厚径比板孔无铜的成因
化学沉铜时产生氢气,这些氢气以气泡的形式滞留在孔内,气泡长大后会破裂。实际的沉铜过程为:
沉铜―产生氢气泡隔离孔壁与药水―沉铜停止―气泡长大破裂―沉铜―(进入循环过程)
以15分钟沉铜时间为例,对大孔而言,由于药水易流通,孔内气泡易破裂,因此有效的沉铜时间就是15分钟;但对于小孔,因孔内药水难以流通,孔内气泡不易排出,孔中心处气泡排出所需时间最长,因此孔中心处的实际沉铜覆盖时间远少于15分钟。
对于高厚径比板来说,孔内的气泡更不易破裂排出,药水更不易进入交换,孔中心处为最极端的情况。此外,小孔从孔口到孔中心存在着药水浓度的梯度分布,孔中心处药水浓度最低,这种情况加剧降低了小孔中心处沉铜层的厚度。
如果孔壁粗糙度较大,沉铜产生的气泡会滞留在孔壁粗糙凹陷处,造成那里的沉铜层更薄。
典型的气泡滞留造成的孔无铜如图1所示。
实际上,小孔中心处并非一点铜都沉不上,只是那里的厚度太薄。打个比方:稀薄的铜层就象一个新生抵抗力极低的婴儿,经不住半点波折,在沉铜待转电镀的时间段,极薄的沉铜层很易被氧化成氧化铜,随后被硫酸溶掉而成为无铜孔。
2. 震动对高厚径板孔无铜的影响
震动的作用是使孔内气泡提前破裂,增加孔中心处沉铜时间。2009年前某厂2期两条线使用某国际大公司化学沉铜,总产量约每月70万平方尺。
由于该厂小孔板集中在这两条线生产,因此沉铜孔无铜比例高达2‰,每月报废约1400平方尺。
按供应商建议,厂家使用了双周期沉铜。此方法虽然减小了气泡型孔无铜比例,但因塞孔无铜比例增加,结果是报废率并没有改善。
铜渣塞孔无铜的孔图形如图2所示。
2009年3月,2期线改为利尔公司沉铜工艺,‰左右。
针对以上问题,我们对沉铜水的比重进行控制,同时加多了湿润剂,升高了钯缸钯的含量以期能改善这一状况,但结果是收效甚微。
随后我们升高了沉铜缸的工作温度,增加了沉铜的厚度,结果见表1。根据结果,我们选取控制沉铜厚度为18~25微英?。
为进一步降低孔无铜比例,我们将沉铜缸的震动马达进行了更换,更换后测得的震幅从30MM/S上升到45MM/S,随后对结果进行跟踪,结果见表2。
从表中可以看出,震动的加强对孔无铜的改善作用很大,特别是对高厚径比板。震动可以是电震或气震。
3. 插架方式的影响
深圳某厂多年来一直使用某国际大公司沉铜药水,‰。在生产高厚径比板时,一直将沉积速率控制在中上限,由此造成部分板塞孔比例很高,导致单料号无铜比例很高,如料号83265板(8层板,,,1pnl/pcs) 无铜比例最高时为5~8%。
2012年底改为使用利尔公司沉铜药水,利尔工程师协同其设备部门对沉铜线的电震动与气顶震动进行了改进,按利尔公司经验所有板采用单周期一次沉铜,对拼板大的多层