电镀铜技术__2

  系列为例： 以Shidey PPR系列为例： 系列为例 电镀/停机状态下，该光剂均与铜阳极产生分解副反应。 该副反应极度影响镀层可靠性，需通过与空气中的氧气 发生反应后，以活性碳过滤除去。

  镀液组分测试： 镀液组分测试： 硫酸、硫酸铜、氯离子分析方法参见实验室工作指示。 添加剂一般都会采用CVS分析或哈氏槽法（IPC-TM-650.2. 3.21），不同系列添加剂由供应商提供相关应用程序。

  镀层品质测试项目： 镀层品质测试项目： 镀层均匀性； 深镀能力（分散能力）； 镀层延展性（IPC-TM-650、2、4、18.1）； 镀层可靠性； Solder shock（IPC-TM-650.2.6.8D、冷热循环冲击（参 见Lab工作指示）、热油测试（IPC-TM-650.2.4.6）。 抗拉强度。

  镀槽： 镀槽： 阴阳极距离：通常为10~12″，距离较远时对电镀分散能力 较好，但所占空间及药品开缸用量较大。 阳极挡板/阴极浮夹：需设计出合适尺寸，改善电镀均匀性。 搅拌：搅拌方式通常有摇摆、振动、空气搅拌、喷射系统、 Eductor、超声波等，搅拌的最大的目的是提供药水的快 速交换，减小浓差极化，提高分散能力，搅拌的强度 当然是愈强愈好，但其所付出的成本自然是越高。

  其他操作条件： 其他操作条件： 温度 搅拌 S阳:S阴 阴极电流密度 与添加剂相适应 连续过滤，空气搅拌加阴极移动。 2:1或更高 1~3A/dm2 （与缸体设计、介质浓度及添加剂的选择有关）

  温度： 温度： 提高温度，电极反应速度加快，允许电流密度提高。 温度过高，加速添加剂分解，镀层结晶粗糙，亮度降低。 温度太低，允许电流密度降低，高电流区易烧焦。

  传统方法： 传统方法： 垂直板面或斜向15~45°，1″~3″摆幅，总摆幅据孔内铜 离子交换来计算，一般会用1m/min，配合空气搅拌有时会加上 振荡或超声波振荡。

  改进方法： 改进方法： 采用喷射系统（如GZ Phase IV），利用高压泵浦在缸内靠近板 面位置（距离约为2″），以1~2kg/cm2压力喷出镀液，搅动镀液， 同时配合沿板面方向摇摆，使喷射均匀。此法对于电镀厚板及盲 孔很有帮助； 采用Eductor，此法是在缸底加装喇叭形喷咀，利用喷射的镀液带 动缸内镀液，流量约增加3~4倍，可使搅拌强度成倍增加。

  电镀液中的主盐，提供阳极反应时的 电镀液中的主盐，提供阳极反应时的Cu2，并通过阳极溶解获得 Cu2的补充。 的补充。 硫酸铜的浓度过低，易导致高电流区烧焦，电镀时可采用的电 流密度须减小； 硫酸铜的浓度过高，镀液分散能力变弱； 硫酸的浓度过低，溶液导电性差，镀液分散能力差； 硫酸的浓度过高，降低Cu2的迁移率，效率降低，镀层延展性 下降。

  添加剂大体上分为光泽剂与辅助剂。 添加剂大体上分为光泽剂与辅助剂。 辅助剂一般抑制铜沉积速率，增加极化电阻，提高分布均匀性； 光泽剂则加速铜沉积速率，减少极化电阻，提高延展性与导电 性。 * 光泽：当金属晶体均匀致密，规则排列时，所反射出的光线 具有金属的光泽。

  光泽剂过低的影响： 镀层不光亮，易出现烧板现象。 光泽剂过高的影响： 深镀能力变弱，产生Fold缺陷，表面变光亮。 副产物的生产机理： RS-SR′（光剂）→ RSHR′SH（副产物） 副产物具有更强的光剂特性，其在电镀过程中逐渐积累，产生 较大的负面影响。

  电流密度： 电流密度： 电镀液组成，添加剂、温度、搅拌等因素确定电流密度允许范围。 提高电流密度能大大的提升沉积速度，保证镀层质量条件下应尽量 提高电流密度，以提高生产效率。 镀层厚度（25um）≈17.8ASF·h（效率以100%计） 电流密度过高时，会使镀层结晶粗大，甚至烧焦。

  提供电镀的电源 一般有两种整流机： 传统的直流整流机； 周期反向脉冲整流机。 此种整流机配合专用添加剂可大大改善电镀的分散能力。

  搅拌： 搅拌： 消除浓差极化，提高允许电流密度，提高生产效率。 一般会用空气搅拌加摇摆（阴极移动）来实现。 目前尚有采用Eductor或液下喷射等方法。

  电镀铜的主要设备为：（以龙门式垂直挂镀线为例） 电镀铜的主要设备为：（以龙门式垂直挂镀线为例） ：（以龙门式垂直挂镀线为例 镀槽：包含阳极杆、阳极钛篮、阴极铜座、摇摆、阳极挡板、 阴极浮夹、空气搅拌管道、循环管道。 整流机：包含整流机到镀槽导线，控制电路。 辅助设备：循环过滤系统，包含循环泵浦、过滤桶、连接管道、 自动添加系统、冷却系统、温度控制系统。

  光泽剂副产物过高的影响： 产生Folds缺陷，深镀能力变弱，出现狗骨现象。 镀层表面变光亮，硬度增加，镀层变脆，可靠性下降。 副产物的除去方法： 通过碳处理，先用H2O2将副产物氧化，再用活性碳将其吸附 后过滤除去。

  内层制作 → 钻孔 → 除胶渣 → 沉铜 → → 图形转移 → 绿油→ 绿油 表面处理

  2 为电镀铜工程师提供一份基础教材； 为电镀铜工程师提供一份基础教材； 集中电镀铜工艺难点，使之得到更多成员经验， 2 集中电镀铜工艺难点，使之得到更多成员经验， 以便处理问题； 以便处理问题； 2 提高电镀铜工程师的整体技术水平。 提高电镀铜工程师的整体技术水平。

  磷铜阳极： 磷铜阳极：镀液中Cu2的来源。 硫酸铜： 硫酸铜：镀液主盐。 硫酸：增加镀液导电性。 硫酸： 氯离子： 氯离子：活化阳极并协同添加剂改良镀层品质。 添加剂： 添加剂：改良镀层品质。

  铜阳极中为何需要含磷？ 铜阳极中为何需要含磷？ 阳极反应机理： 阳极反应： Cu-e →Cu（快反应） Cu-e→Cu2（慢反应） 上述反应原因表明：阳极溶解过程中伴随有Cu生成， 且Cu存在下述反应： 2Cu→Cu2Cu

  在电镀铜中研究的主要课题是： 在电镀铜中研究的主要课题是： 镀层均匀性： 深镀能力（Throwing Power）： 镀层可靠性： 以下介绍镀层均匀性及深镀能力。

  影响镀层均匀性主要有如下因素： 影响镀层均匀性主要有如下因素： 阳极板去度应比阴极短约2~3″，防止电镀窗底部镀层过厚； 阳极上部应增加适当高度阳极挡板，防止电镀窗顶部镀层过厚； 阳极排布要均匀分布，镀槽两边比阴极应略缩进，防止边缘过厚； 阴极底部应装有合适尺寸之浮夹，当生产不一样尺寸之板时遮挡底 部电流，防止局部过厚； 阴极夹应均匀排布，接触良好。

  Cu的防止与处理方法： 采用磷铜阳极。 磷铜阳极拖缸后，1A h/L可在表面产生一层磷膜(主要成份为Cu3P)。 Cu3P的作用： 1）催化下述反应Cu-e→Cu2，减少Cu的含量； 2）阻止Cu进入溶液，促使它进一步形成Cu2； 3）减少微小铜晶体从阳极表面脱落。

  阳极活化剂，帮助阳极正常溶解。 阳极活化剂，帮助阳极正常溶解。 协同添加剂使镀层光亮、平整； 降低镀层的应力； 氯离子浓度太低，镀层出现台阶状粗糙，易出现针孔和烧焦； 氯离子浓度太高，阳极钝化，镀层失去光泽。

  铜阳极中含量应该是多少呢？ 铜阳极中含量应该是多少呢？ 含磷量高的影响： 黑色磷膜过厚，铜的溶解性差，添加剂消耗多，磷膜易脱落； 电阻增加，电压升高，有利H放电，容易形成针孔。

  含磷量适中（0.035%~0.070%）： 黑色磷膜较适中，且结构紧密，结合牢，不易脱落； 阳极泥较少。 含磷量太低（0.005%）时，虽有黑膜生成，但太薄，效果 不理想。

  更快溶解而低电流密度区域不受影响，从而使孔内镀层分布均匀， 深镀能力提高。

  脉冲电镀应用时应注意的问题： 脉冲电镀应用时应注意的问题： 脉冲整流机比较娇贵，需注意日常保养，各接触点清洁， 整流机内部温度控制，从而方便获得良好、稳定波形； 脉冲电镀需配合以特种添加剂，对不同系列添加剂有不 同需要注意的几点； 不同的脉冲波形对通孔、盲孔电镀深镀能力不同； 有时深镀能力过高时会产生孔角铜薄等缺陷。

  影响深镀能力的因素： 影响深镀能力的因素： 质量传递； 电势差； 浓度超电势； 镀液极化。

  质量传递： 质量传递： 镀液粘度，粘度越大，流动性越小，孔内质量交换能力越差； 不同硫酸铜含量的镀液粘度：