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一文读懂沉铜工艺

发布时间:2022-08-16点击:5538

沉铜是一种自身催化氧化还原反应,可以在非导电的基体上进行沉积。沉铜的作用在于实现孔金属化,从而使双面板、多层板实现层与层之间的互连。沉铜适用于印刷线路板孔金属化学沉铜,也适用于铁、钢、不锈钢、锌合及铜合金表面化学沉铜,也适用于陶瓷镀铜、玻璃镀铜、树脂镀铜、塑胶镀铜、金刚石镀铜、树叶镀铜等等 

沉铜工艺设备:除胶渣(desmear)、沉铜(PTH)及板电(PP)三合一自动生产线。 

沉铜工艺之操作安全事项: 

1.添加药水操作时必须佩戴耐强酸强碱的胶手套,防毒面具,防护眼罩、防护口罩、耐强酸强碱的工作鞋、工作围裙等相应安全劳保用品。 

2.药水排放应做相应的处理,该回收再利用的要回收,充分利用再生资源同时达到国标排放标准。 

3.沉铜拉空气中含有NONO2HCHO等刺激性有毒气体,车间工作人员须戴好相应劳保用品,车间抽气应全天开启。 

4.经常注意检查药水液位是否正常(符合槽内液位指示)。 

5.经常注意控制面板上温度指示及过滤循环泵是否正常。 

6.每次开动沉铜线前,***缸先做板起动,若长时期来做板,在恢复生产时需先做假板拖缸。 

7.沉铜缸必须经常打气,所有药液缸必须保持清洁,避免灰尘等污染。 

8.生产中特别注意背光测试,发现背光不正常时即刻分析调整。 

9.经常检查摇摆、自动加药、再生装置、火牛等是否运行良好。 

沉铜工艺的步骤:包括下面几个步骤

1.沉铜前的处理;

2.活化处理;

3.化学沉铜。 

沉铜工艺之沉铜前的处理: 

1.去毛刺:沉铜前基板经过钻孔工序,此工序虽容易产生毛刺,它是造成劣质孔金属化的***重要的隐患。必须采用去毛刺工艺方法加以解决。通常采用机械方式,使孔边和内孔壁无倒刺或堵孔的现象产生. 

2.除油污:

1)油污的来源:钻头由于手接触造成油污、取基板时的手印及其它。

2)油污的种类:动植物油脂、矿物等。前者属于皂化油类;后者属于非皂化油类。

3)油脂的特性:动植物油类属于皂化油类主要成分***脂肪酸,它与碱起作用反应生成能溶于水的脂肪酸盐和甘油;矿物油脂化学结构主要是石腊烃类,烯属烃及环烷属烃类和氯化物的混合物,不溶于水也不与碱起反应。

4)除油处理方法的选择依据:根据油的性质、根据油沾污的程度。

5)方法:采用有机溶剂和化学及电化学碱性除油。

6)作用与原理:□可皂化性油类与碱液发生化学反应生成易溶于水的脂肪酸盐和甘油。反应式如下:

(C17H35COO)33NAOH3C17H35COONa+C2H5(OH)2 

□非皂化油类:主要靠表面活性剂如OP乳化剂、十二烷基磺酸钠、硅酸钠等。这些物质结构中有两种基团,一种是憎水性的;一种是亲水性。首先乳化剂吸附在油与水的分界面上,以憎水基团与基体表面上的油污产生亲和作用,而亲水基团指向去油液,水是非常强的极性分子,致使油污与基体表面引力减少,借者去油液的对流、搅拌,油污离开基体表面,实现了去油的***终目的。 

3.粗化处理:

1)粗化的目的:主要保证金属镀层与基体之间良好的结合强度。

2)粗化的原理:使基体的表面产生微凹型坑,以增大其表面接触面积,与沉铜层形成机械钮扣结合,获得较高的结合强度。

3)粗化的方法和选择:基本有以下几种方法,主要起到酸蚀和强氧化作用。

一过硫酸铵一过硫酸钠一氯化铜溶液一双氧水/硫酸。 

沉铜工艺之活化处理:

1.活化的目的:主要形成“引发中心”,使铜沉积均匀一致。

2.活化的基本原理:在被镀的非金属表面沉积一层均匀的活化中心核心质点

3.活化的方法和选择: 

分步活化方法:从生产实践证明,胶体钯(一步活化法)活化性能优良,使所获得的沉积层结合强度好,使用的时间长,但配制条件严格.活化液呈浅咖啡色。 

A.胶体钯类型有三种:酸性胶体钯、盐基钯、碱性胶体钯。 

B.胶体钯的配制:将1克二氯化钯溶于100毫升盐酸和200毫升的水溶液中,待全部溶解后,再将烧杯放在恒温水浴中保持30℃±1℃,在搅拌的条件下,加入2.54克二氯化锡(SnCl2·2H2O)反应12分钟,然后将两溶液(AB)相混合(B溶液成份为二氯化锡75/升,银酸钠NaSnO447H2O7/升、盐酸200毫升/)并在40~50℃的恒温水浴条件下继续保温3小时(加盖)。采用此种工艺方法的原理是钯微粒的催化性能与老化温度有关。从实践得知***佳的条件为60℃±5℃,保温46小时不但能提高钯粒的催化活性,还可以延长其使用寿命。 

C.活化机理:“胶态钯”的胶团结构是双电层,[Pd0]m为胶核。活化时,在孔内首先吸附Sn2+,被吸附二价锡离子再吸附C1-1,形成〖nSn2+·2(nx)Cl—〗吸附层,成为胶体集团。这样的胶团具有负电性,在水溶液的碰撞,而不会聚沉,吸附层外的2xCl-1为扩散层。 

D.活化液的维护:因为活化液配制比较复杂,成本高,使用时要注意以下几点 

为避免将水带入活化液,活化前在下列溶液处理理2~3分钟:SnCl2·2H2O40/HCl100毫升/升此种工艺方法称之预浸,然后进行活化处理,目的是把水滤干。 

摄化后的基板应尽量少带溶液,同时在回收槽反复清洗,用此水来补充活化液的消耗或用于新配溶液。 

活化液使用一段时间后,当发现分层现象时,可按活化液实际容量每升加10~20克氯化亚锡,分层现象就可以消失。 

当温度低于15℃时,活化效果差,应采用加温。要求采用水浴套槽加温。

E.解胶处理:除去多余的残留的活化液,以防带入沉铜槽内,导致溶液分解。NaOH50/升处理时间1.5分钟。

文章来源:铜微媒


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