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电镀工艺步骤资料（一）

一、名词定义：

1.1电镀：利用电解方法使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结协力良好金属层过程叫电镀。

1.2 镀液分散能力：

能使镀层金属在工件凸凹不平表面上均匀沉积能力，叫做镀液分散能力。换名话说，分散能力是指溶液所含有使镀件表面镀层厚度均匀分布能力，也叫均镀能力。

1.3镀液覆盖能力：使镀件深凹处镀上镀层能力叫覆盖能力，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一个概念。

1.4镀液电力线：电镀溶液中正负离子在外电场作用下定向移动轨道，叫电力线。

1.5尖端效应：在工件或极板边缘和尖端，往往聚集着较多电力线，这种现象叫尖端效应或边缘效应。

1.6电流密度：在电镀生产中，常把工件表面单位面积内经过电流叫电流密度，通常见安培/分米2作为度量单位

二.镀铜作用及细步步骤介绍：

2.1.1镀铜基础作用：

2.1.1提供足够之电流负载能力；

2.1.2提供不一样层线路间足够之电性导通；

2.1.3对零件提供足够稳定之附著（上锡）面；

2.1.4对SMOBC提供良好之外观。

2.1.2.镀铜细步步骤：

2.1.2.1ⅠCu步骤：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

.1.2.2ⅡCu步骤：上料→清洁剂→双水洗→微蚀→双水洗→酸浸→镀铜→双水洗→（以下是镀锡步骤）

2.1.3镀铜相关设备介绍：

2.1.3.1槽体：通常全部使用工程塑胶槽，或包覆材料槽（Lined tank）,但仍须注意应用之考虑。

a. 材质匹配性（耐温、耐酸碱情况等）。

b. 机械结构：材料强度和补强设计，循环过滤之入/排口吸清理维护设计等等。

c. 阴、阳极间之距离空间（通常挂架镀铜最少6英寸以上）。

d. 预行Leaching之操作步骤和条件。

2.1.3.2温度控制和加热：镀槽之控制温度依添加特征/镀槽之性能需求而异。通常而言操作温度和操作电流密度呈正向关系，但不管高温或低温操作，有机添加剂肯定有分解问题。通常而言，不许可任何局部区域达60℃以上。在材质上，则须对耐腐蚀性进行了解，避免超出特征极限，对镀铜而言，石英及铁弗龙全部是很适合材料。

电镀工艺步骤资料（二）

作者：zxc520 文章起源：PCBTech 点击数： 更新时间：-4-14

2.1.3.3搅拌：搅拌可区分为空气搅拌、循环搅拌、机械搅拌等三项，依槽子之需求特征而关键有异，兹介绍通常性考虑以下：

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，须达1.5~2.0cfm，而其静压则依管路损耗，和液面高度相加而得。空气搅拌之管路架设，离槽底最少应有1英寸距离，离工件底部，应以大于8英寸为宜。通常多使用3/4英寸或1英寸管，作为主管，亦有些人使用多孔管，但较易发生阻塞。开孔方法多采取各孔相间1/2英寸，对边侧开孔，和主管截面积1/3为标准。适量之空气搅拌可改善电镀效率，增加电流密度；但如搅拌过分，亦将形成有机添加剂氧化而造成异常消耗及污染。

b. 循环搅拌：在通常利用上，多和过滤系统合件，较须注意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：其基础功效是为了消除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，但通常全部采有用垂直向摆动，较佳位移量约在0.5~1.8m/min，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。

2.1.3.4过滤：通常均和循环搅拌合并，目标是去除槽液中之颗粒状杂质，避免发生颗粒状镀层。较关键考量因子有三，分别以下：

a. 过滤粒径：通常采取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. 材质有多个材质供选择，不一样系统光泽剂会有不一样之限制，其中PP最具体广用性。

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）。

2.1.3.5电源系统：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、最下限相对轻易10%，系不稳定区域，应避免使用。

b.除整流器外接全部接点务须定时清洁外，每个月最少用钳表量校一次。

c.整流器最好利用外接洁净气源送风，使内部形成至正压，让酸气无法侵入腐蚀。

2.1.3.6阴极（rack及bus bar）:

a. 对铜制bus bar而言，约每120Amp最少应设计1cm2之截面积。同时不管电流/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”反生，同时对接点外之部分，亦宜全部给予胶林披覆，并定时检验，以避免因缝隙产生，而增加带入性污染。
2.1.3.7阳极：

a. 铜阳极应采取含微量磷，且均匀分布之无氧铜。其规格可概列以下：

Cu≥99.9% P:0.04~0.06% O≤0.05%

Fe≤0.003% S≤0.003% Pb≤0.002%

Sb≤0.002% AS≤0.001% N≤0.002%

b. 可能状态下尽可能不要使用钛篮，因为钛篮将造成 Carriey或High Current Dewsity Brightener增加约20%消耗，而不使用钛篮状态，则须注意使阳极高出液面1~2英寸。

c. 对阳极袋考虑，基础上和滤蕊相同，通常常见Napped p.p或Dynel，并可考虑双层使用，唯阳极袋须定时清洗，以避免因过量阳极污泥造成阳极极化。

d. 通常均认为阴阳极之百分比应在1.5~2︰1,但因为高速镀槽之推出，较佳考虑是，控制阳极相对电流密度小于20ASF，来决定阳极数量，在使用钛篮状态，其面积计算，约为其（前+左+右）面积之1.4倍，亦即以钛篮正面积核实其电流密度约应小于40ASF。过大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异常消耗及阳极块碎裂。

e.阳极在靠近液面侧应加装遮板，而深度则应仅为镀件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，对其左右侧考虑亦同，故在槽子设计和生产板实际宽度不一样，应考虑使用Rubber strip，但须注意当核实面积，加开电流时，应最少降低40%计算。对于这类分布问题，能够“电场”及“流 态”观念考虑。

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电镀工艺步骤资料（三）

作者：zxc520 文章起源：PCBTech 点击数： 更新时间：-4-14

2.2各步骤作用：

2.2.1酸浸：关键作用是去除板面氧化层，避免水份带入铜缸而影响硫酸含量。

2.2.2清洁剂：这种清洁剂是酸性，关键作用是去除板面指纹、油污等其它残余物，保持板面清洁，实际上现在供PCB使用之酸性清洁剂，没有任何一个真正能去除较严重指纹。故对油脂、手指印应以预防为重：而且须注意对镀阻层相容性和同线中其它药液间匹配性，及降低表面为张力，排除孔内气泡能力。

2.2.3微蚀：因为多种干膜阻剂全部有添加剂深入铜层附著力促进剂，故在此一步骤应去除20~50u〞铜，才能确保为新鲜铜层，以取得良好附著力。

2.2.4水洗：关键作用是将板面及孔内残留药水洗洁净。

2.2.5镀铜：镀铜药水中关键有硫酸铜、硫酸、氯离子、污染物、其它添加剂等成份，它们作用分别以下：

2.2.5.1硫酸铜：提供发生电镀所须基础导电性铜离子，浓度过高时，虽可使操作电流密度上限稍高，但因为浓度梯度差异较大，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。

2.2.5.2硫酸：为提供使槽液发生导电性酸离子。通常针对硫酸和铜百分比考量，“铜金属18g/l+硫酸180g/l”酸铜百分比维持在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。

2.2.5.3氯离子：其功效有二，分别为合适帮助阳极溶解，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极化。而氯离子不足则会造成其它添加剂异常消耗，及槽液不平衡（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）。

2.2.5.4其它添加剂：其它全部有机添加剂合并之功效，可达成规则结晶排列之光泽效果，改善镀层之物性强度，相对过量之添加剂，则易因有机物之分解氧化，对槽液污染，造成活性碳处理频率增加，或因有机物共析镀比率提升，造成镀层内应力增加，延展性降低等问题。

2.2.5.5污染物：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。其中有机污染之起源约为：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物质和环境污染物等。无机污染之起源则约为：环境带入污染、水质污染及基础物料污染等项。

2.2.6电镀反应机构：可区分为巨观，亦即电场和流态；微观，亦即光泽剂效应：两大部分，分别简单讨论以下：

2.2.6.1巨观：镀槽内阴阳极间之关系，实际上和磁场或电场现象类似，显著不一样，是发生在液体环境中，而游动，是有质量离子。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，和离子所带电荷产生之电位能，离子经由循环搅拌、空气搅拌、机械搅拌取得之动能，及离子间之交互作用力等因子影响，实际上电流密度（区域性、分布上、而非平均），可被定义为单位面积，单位时间内接收离子数量。因为各项搅拌，除了针对孔内阴极机械搅拌外；全部是全槽均一性（理想状态）；所以对于板面上状态，几何分布便成为影响最大因子。

对全板电镀（pannel plating）而言，亦即阳极、阴极和遮板之形状、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，对孔内情况，则关键在于离子扩散速率、阴极摆动及电流密度间关系。相关一部分我们可透过浓度梯度和场图例加以了解。

a.高低电流区：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，在端角地域，显著较高很多，故阳极之尺寸最好仅阴极之75%。

b.遮板之作用为阻碍离子之流动，使得局部之电力线密度降低，rudder strip则吸收此过量之电流，二种方法均可处理生产板尺寸不固定位置。

c.线路电镀时线路分布影响亦为相同关系，可视为原“属于”被镀阻膜覆盖区电力线转移于周围造成，所以独立线路相对之电流密度变为很高。

d.对于孔内和板面或大孔和小孔间关系，能够讨论以下：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，各区镀层厚度，自然均一；但通常操作电流较高，肯定造成[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）各有不一样，则反应速率（电流发生）亦自然不一样，所以有“孔铜”、“面铜”乃至区域镀厚比问题），故须依靠搅拌增加离子之Mobility以求改善孔内厚度。对高纵横比而言，首先搅拌之相对影响被降低，另方面，假如槽液之表面张力过高，产生类似“毛细现象”，则搅拌失效，而产生问题。