冯存金30612s16毕业论文终极版.doc
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1、南京信息职业技术学院毕业设计论文作者 冯存金 学号 30612S16 系部 微电子学院 专业 电子电路设计与工艺/应用英语 题目 酸性电镀铜工艺 指导教师 郭 萍 评阅教师 完成时间: 2010 年 6 月 06 日 毕业设计(论文)中文摘要题目:酸性电镀铜工艺摘要:电镀铜是在原有的铜层基础上用电镀的原理加镀上一层铜,起到增厚铜层或实现层间电气连通的作用;随着印制电路板行业的发展,酸性电镀技术也逐渐成熟,为适应各种质量要求,各种新技术与新的操作方式如雨后春笋般出现,但作为最传统的电镀铜方式之一,酸性电镀铜依然在行业中占据着非常重要的地位。酸铜电镀的好坏直接影响电镀铜层的质量和相关机械性能,并对
2、后续加工产生一定影响,因此如何控制好酸铜电镀的质量是PCB电镀的重要一环。 在镀铜工艺中,控制好各种条件是非常重要的,包括药水(成分、浓度、温度、杂质 等),设备(电源、阴阳极摆放、打气、摇摆 等),保养(碳处理 等),操作(电流的控制 等)等等。制程的安全与不良的防范与以上诸多因素息息相关。关键字:电镀铜 溶液 设备 操作毕业设计(论文)外文摘要Title: Silk-screen printing applications in the production of PCB Abstract: Printed circuit board (PCB) the appearance and th
3、e developmenthas brought the significant transformation for the electronics industry, it already became in each kind of electronic installation and the instrument the essential part, was corresponding has also led the silk-screen printing technology swift and violent development, used in the PCB pro
4、fession new silk-screen printing material, the silk-screen printing craft and the check-out facility more and more consummates, enables the current silk-screen printing craft technology to be able to adapt the high density PCB production. Silk-screen printing has the cost lowly, the operation simple
5、, the production efficiency high, the printing material type are many and so on the characteristic, widely applies to the printed circuit and the latter mold integrated circuit manufacture, concrete table now electric circuit board anti- layer, electric circuit board graph shift, in electric circuit
6、 board surface mark application. Along with the digitized time arrival, the printed circuit board demand quantity increases day by day, the silk-screen printings is even more obvious in PCB production function。Keywords: silk-screen printing Operation Application Study目录1 引言 52 电镀中常见流程 52.1 线路电镀制程 52
7、.2 全板电镀制程 62.3 半加成制程 63 电镀需求分析 73.1 对铜镀层的基本要求 73.2 对镀铜液的基本要求 74 全板电镀工艺流程及参数 74.1 工艺流程 74.2 工艺参数 84.3 电镀液各组分之作用及功效 95 电镀设备 105.1 电镀设备及结构 105.2 水平电镀的优缺点 116 电路板生产过程中易出现问题及解决办法 11 6.1 容易出现的问题 126.2 问题分析与图解 127 一二铜分离试验方案与解决办法 157.1 状况分析与解决办法 167.2 物性试验结果 22结论 22致谢 23参考文献 231 引言电镀技术中,镀铜是近几年内工业界最重要的技术之一,可
8、以应用在许多领域,如电路板基材之电镀铜箔、超大型基体电路里铜金属化制程、电路板穿孔电镀等;铜沉积技术有很多种。其中,电镀法具有低成本、高产率、高品质的铜膜、良好的孔洞填满能力等,优点最多。镀铜在PCB是关键制程,非导通的孔壁在化学铜金属化后,可以立即进行电镀铜,最后形成传输信号的线路,除平面上讯号的传输稳定外,通孔电镀更是提供了层间线路的导通(导通孔)及安装原件的通孔(零件孔)。本文着重介绍电镀技术的参数要求、电镀设备以及电镀过程中出现问题解决办法,特别提出了一二铜分离的改善方法。电镀技术的不断革新,使得线路板的生产朝着更高精密度的方向发展,同时在线路板的生产中对电镀的工艺要求越来越严格,现在
9、沪士电子的管控+/-0.2mil,基于这种现状,对电镀设备电镀液的稳定性要求非常高,只有稳定的药水稳定的设备,才有利于做出高品质的线路板,对此线路板的生产中采取水平和垂直综合性电镀技术,来满足客户的要求。2 电镀中常见流程:2.1 线路电镀制程图1 线路电镀制程如图1化学铜或直接电镀后1,因没有足够的孔铜厚度应付后续制程,确保 孔铜电镀不至孔破,以干膜形成电镀阻剂,二次镀铜达1mil或至客户要求铜厚,镀锡或镀锡铅为蚀刻阻剂,去膜,待碱性蚀刻线路后成型,再剥去镀锡层。2.2 全板电镀制程图2 全板电镀制程如图2化学镀或直接电镀后,直接电镀所需厚度利用干膜做蚀刻阻剂保护通孔及线路避免被蚀刻1,待酸
10、性蚀刻后线路成型后再剥去干膜,但是这一方法受限于蚀刻能力,一般对于线宽线距小于40um的较不可行。2.3 半加成制程 图3 半加成制程如图3半加成制程是为了得到细线路,避免蚀铜时间太长及镀锡的厚度影响蚀刻1,采中速铜或厚化铜,不走一次铜直接走外层线路,干膜做电镀阻焊剂,二次镀铜达客户要求厚度,不镀锡,去干膜后,蚀刻化铜使线路成型。优点,对细线路制程能力强。3 电镀需求分析3.1 对铜镀层的基本要求 随着电子产业的不断发展壮大,各种精密器件对线路板的要求也更为苛刻,同时这就要求线路板起先必须要有好的镀层来满足现在的发展需求,我们需要线路板要有好的机械性能,不至于在使用过程中因为震荡拉伸而轻易的损
11、坏,电镀要求均匀我们不可能完全做到其镀层厚度和孔壁铜后度一样,但是在现在脉冲电镀的应用机制条件下已经慢慢的在接近2,镀层比需能够和原有铜箔牢固的结合不能有断层和分层的现象,这就要求不仅要有好的电镀能力同时也要有好的电镀前处理能力,镀层尽可能的没有参杂其它杂质,以保证有更好的导通能力,当然这些都是一些硬性的要求,在现实生产中我们还要要求电镀出来的线路板要有好的外观,整洁细腻。3.2 对镀铜液的基本要求 我们都知道任何一次好的发展都要有一个好的前奏,当然镀铜液不例外,要想有好的镀层必须要有良好的镀液,在电镀中我们要求镀液比需要有良好的分散能力和深镀能力,并且镀液还要有两很的稳定性能不能做不了多少平
12、方就会出问题,或者因为天气湿度等稍微有一点变化就会导致 不良的镀层,并且要想得到好的镀层还必须要求镀液在比较宽的电流密度范围都可得到较均匀、细致、平整的镀层3。4 全板电镀工艺流程及参数 4.1 工艺流程 上板酸洗镀铜二阶水洗下板浸柠檬酸烘干流程说明: 浸酸 :除去板面氧化物,活化板面,防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定。镀铜:利用电镀原理电镀铜,提高孔内及线路铜厚度,增加导电性能.二阶水洗:清洗板面上的镀液浸柠檬酸:彻底清洁板面,防止氧化。4.2 工艺参数(电镀铜前处理以及电镀参数)表1 电镀前处理及电镀参数4槽名温度处理时间药水药水控制控制点控制范围1.8mmin控制点控制范围蓬松槽676
13、4-70120secSweller膨松剂350ml/l320-380 ml/lPh1110-12除胶槽8077-83240sMn7+55g/L46-65g/LMn6+20g/LNaOH40g/L35-45g/L中和槽3532-3842sCP100ml/LH2O215ml/LCu2+12g/L酸洗槽H2SO470g/L10-100g/L除油槽5047-5356s902uls42ml/L35-49ml/L微蚀槽3229-3559sNaPS110g/l95-125g/lH2SO425ml/L15-35ml/LCU2+20g/L预浸槽2721sPredip25ml/L20-30ml/L活化槽5047-
14、5349sActivator HH型号活化剂155ml/L130-180ml/LPH109.5-10.5Cu2+100ppm还原槽3532-3835sReducer H(还原剂)7ml/L4-10ml/LNaOH3g/ml化学铜槽3330-36280sCopper Cu60ml/L55-65ml/Lbasic Cu120ml/L94-145ml/LHCHO20ml/L17-23ml/LNaOH13.5g/L12-15g/L酸洗槽3027-3312sH2SO470g/L40-100g/L镀铜槽3532-38200sCu2+37.58g/L30-45g/LH2SO4200g/L170-230g/L
15、Cl75ppm60-90ppmInpulse H7 leveller整平剂H710ml/L7.5-12.5ml/LInpulse brightener光亮剂19ml/L13-25ml/LFe3+16g/L烘干7550-804.3 电镀液各组分之作用及功效4.3.1 CuSO4.5H2O的作用及影响 作用:提供镀层金属离子影响:含量高:可应用的电流密度大,深镀能力差,有结晶和阳极钝化的风险含量低:深镀能力好,但是可应用的电流密度度小,容易电镀烧焦。4.3.2 H2SO4的作用及影响作用:增加溶液导电性、协助阳极溶解、防止Cu+水解影响:含量高:提高溶液深镀能力,降低应用的电流密度,含量低:降低暸
16、溶液深镀能力,提高应用的电流密度,但溶液导电性差4.3.3 CL-的作用及影响作用:辅助阳极溶解、协助铜离子在阴极析出影响:Cl-高:阳极钝化,Cl-低:阳极非均匀腐蚀,贯孔能力下降,产生阶梯镀,镀液不稳定4.3.4 Fe2+的作用及影响作用:促进镀液稳定、降低光亮剂的消耗影响:Fe2 +高:没有明显影响,可能会促进铜含量升高,Fe2+低:镀液不稳定,光亮剂消耗大4.3.5 添加剂的作用作用:提高电流密度,改善镀层机戒性能(延展率和抗张强度),改善镀层外观,提高匀镀和深镀能力添加剂的组成:光亮剂Brightener、整平剂Leveller、运载剂Carrier、润湿剂Wetter4.3.6 B
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