化学镀铜(沉铜)技术.ppt

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1、培训教材库之化学镀铜(沉铜)课程教育培训中心制2021/9/181化学镀铜的用途化学镀铜，（Electrolessplatingcopper），俗称沉铜。它是一种自身的催化氧化还原反应。在化学镀铜过程中CU2+离子得到电子还原为金属铜，还原剂放出电子，本身被氧化。其反应实质和电解过程相同，只是得失电子的过程是在短路状态下进行的，在外部看不到电流的流通。因此化学镀是一种非常节能高效的电解过程，因为它没有外接电源，电解时没有电阻压降陨耗。从一个简单的实例可以证明：化学镀铜时可以将印制板以间隔5-10mm的距离排放，一次浸入到化学镀铜液中进行镀铜，而用电镀法是无

2、法做到的。化学镀铜可以在任何非导电的基体上进行沉积，利用这一特点在印制板制造中得到了广泛的应用。应用最多的是进行孔金属化，来完成双面或多层印制板层间导线的联通。另外用一次沉厚铜的加成法制造印制板。2021/9/182化学镀铜前处理工艺2.1板面和孔壁的清洁处理2.1.1除油：双面印制板的孔壁和板面清洁处理工艺比较简单。只要选择适当的除油剂将板面和孔壁的油污指纹或其它污物去除干净即可。2021/9/182.1.2多层板孔壁处理1）孔壁凹蚀处理:（Etchback）印制板钻孔时产生瞬时高温，而环氧玻璃基材为不良热良体，在钻孔时热量高度积累，孔壁表面温度超过环氧

3、树脂玻璃化温度，结果造成环氧树脂沿孔壁表面流动，产生一层溥的环氧树脂油污（EpoxySmear）.如果多层板钻孔之后，只时行常规的除油处理就进行化学镀铜，将会造成多层板内层信号线连接不通，可连接不可靠.2021/9/18去除环氧玷污的方法分湿法和干法两种：第一种湿法处理：IH2SO4-HF处理法：首先用浓硫酸浸渍处理30秒-1分钟。使环氧基和SO4-2反应，产生溶于水的黄褐色环氧磺化物，从而除去孔壁上的环氧玷污层。然后再用HF水溶液蚀刻露出来的玻璃纤维，使之得到光滑的孔壁表面；以利于化学镀铜。II高锰酸钾氧化法：首先将多层板浸在有机溶液中，使环氧树脂溶胀，

4、然后再用加热至500C的高锰酸钾氧化液除去溶胀的环氧权树脂，然而在水洗时高锰酸根会分解形成二氧化锰沉积在板面上，造成二次污染，为此在高锰酸钾处理后还需要还原处理，整体工艺比较复杂。用浓硫酸去除环氧钻污的处理工艺简单可靠。去除玻璃纤维，一种是直接用浓的氢氟酸，进行处理。另一种方法是使用盐酸和氟化氢铵的混合物。2021/9/18第二种干法处理：该法是用等离子蚀刻的方法在真空筒内去除环氧玷污，由于此方法生产效率低，只是在特殊情况下才使用，例如制造聚酰亚胺与环氧玻璃复合的多层板，用等离子去除钻孔孔壁上的树脂玷污。2）孔壁的调整处理：用H2SO4/HF进行凹蚀处理后

5、，使用常规的清洗剂处理，然后进行化学镀铜，在孔壁上会产生大量的黑色斑点，剖孔检查这些黑点是玻璃纤维交叉中间环氧树脂表面部位没有.2021/9/182.2弱腐蚀处理（MicroEtching）弱腐蚀又称粗化处理，其作用是利用弱蚀剂从铜基体表面上蚀刻掉2-5微米的铜，从而得到一个化学清洁的粗糙表面，使化学镀铜层和底铜结合良好，保证以后图形电镀不分层，以往粗化处理是采用过硫酸盐或酸性氯化铜水溶液进行粗化处理，目前已被H2SO4/H202所取代，其原因如下：1，H2SO4/H202溶液可以连续补加调整，槽液成本明显降低；2，被粗化掉的铜可以回收；3，粗化速率比较恒

6、定，粗化效果均匀一致；4，加入稳定剂，H202基本不分解更进一步降低成本。2021/9/18常用的粗化液配方如下：H2SO4150-200g/1H20230-35g/1稳定剂适量操作条件可以室温，也可以加热H2SO4/H202对铜的蚀刻速率快慢，主要取决于所采用的稳定剂类型。铜在H2SO4/H202溶液中反应式如下：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O如果不加稳定剂，溶解的铜离子会使H2O2迅速分解：2H2O2CU+22H2O+O2↑加入稳定剂不但可阻止H2O2分解，而且可以改变蚀刻铜的速率。设不含添加剂的H2O2/H2SO4弱蚀液的蚀刻速率为

7、100％，在同样条件下加入添加剂后蚀刻铜的速率高于100％的称之为正性加速剂，使铜的蚀刻速率低于100％称之为负性减速剂。必须加热使用才能产生铜的微蚀刻效果：对无正性的加速剂不用加热，在室温（250C）条件下就具有较高的蚀刻速率。2021/9/18为了得到良好的粗化效果，需要注意以下事项：1）确定合适的粗化速率为了使化学镀铜层与基箔表面有良好的结合力，粗化铜箔的深度必须在2微米以上，粗化过量会造成铜和药水的浪费，粗化太深会使玻璃基体露出，这是不允许的。最佳粗化深度为2-5微米，可以保证化学镀铜的良好结合力，为了保证粗化效果，要求每班生产之前应测试铜的粗化速

8、率.2）新开缸的粗化液，开始粗化速率较慢，可以加入4g/L硫酸铜或