PTH工藝培訓(xùn)課件資料

1、沉銅工序培訓(xùn)資料制作：ME/何自立日期：2009年4月目 錄流程原理介紹主要監(jiān)控項目生產(chǎn)設(shè)備介紹常見問題處理2流程原理介紹鉆孔去毛刺化學(xué)沉銅PTH工序總流程：加厚銅磨板烘干外層干膜3流程原理介紹4 放 板 壓力水洗 刷 磨 高壓水洗 超音波浸洗 加壓水洗 水 洗 烘 乾 收板流程原理介紹去毛刺流程5毛刺流程原理介紹毛刺6去毛刺目的流程原理介紹去毛刺的作用：清潔板面,去除鉆孔后孔口的毛刺、披鋒，防止形成孔口鍍瘤導(dǎo)致的孔小及后工段PTH的鍍層與底層的結(jié)合力差而脫落，提高可靠性。320#500#入板方向7刷磨機之基本構(gòu)造1.背壓滾輪:刷磨時能撐住頂住板子使能承受刷力2.傳動滾輪:輸送板子用3.上壓滾

2、輪:壓住板子保持行進方向4.冷卻水噴嘴:冷卻板子與磨輪所發(fā)生之磨擦熱量，故噴嘴 角度需調(diào)到使水噴在刷磨輪與板子的交接處5.水洗噴嘴:去除刷磨后之殘屑，故方向需與板面垂直或與板子輸送方向偏約5度 流程原理介紹8去毛刺主要控制項目(宇宙線）磨板速度:2.0-3.0m/min水膜測試:10-15S磨刷電流:2.0-3.0A磨痕寬度:板厚0.4,磨痕寬度8-10板厚0.4:磨痕寬度10-12溢流水洗壓力:板厚0.4,15-20 psi板厚0.4,20-30 psi高壓水柱水洗:板厚0.4,關(guān)閉板厚0.4,100 psi放板間距:板厚0.4:10cm板厚0.4:5cm烘干溫度:855磨刷打開后是否有水洗

3、。流程原理介紹91.正確的刷痕須如下圖所示，刷痕須左右均勻等寬2.刷痕兩邊寬中間窄，表示刷磨輪已變形兩邊突起，須進行整刷矯正。若刷痕一端寬一端窄，則表示刷磨輪傳動軸到抵板滾輪的距離左右不一致，須調(diào)整機器壓轆及磨刷,大小極差應(yīng)3mm。磨痕判斷 ：流程原理介紹10磨板前磨板后流程原理介紹磨板前后表觀11去鉆污（Desmear）+沉銅（PTH）流程：Desmear：磨板上板膨松雙水洗除膠渣回收雙水洗預(yù)中和水洗中和雙水洗 PTH：整孔雙水洗微蝕雙水洗酸浸雙水洗預(yù)浸活化雙水洗加速雙水洗沉銅雙水洗下板酸浸板電水洗磨板線路 12膨松孔內(nèi)樹脂、滲入樹脂聚合后的交聯(lián)處，降低樹脂聚合物間的鍵合能，使其形成疏松的結(jié)

4、構(gòu)，以利于KMnO4咬蝕成微觀粗糙的表面。 膨脹 流程原理介紹13Desmear的作用原理去除鉆污，使孔壁形成微觀粗糙面，增強 其與化學(xué)銅層的結(jié)合力，化學(xué)反應(yīng)方程式如下：主反應(yīng)：C（樹脂）+4MnO4-+4OH- CO2 +4MnO42-+2H2O副反應(yīng)1：2MnO4-+2OH- 2MnO42- +O2 + H2O副反應(yīng)2：MnO42-+ H2O MnO2+ 2OH- + O2 流程原理介紹14Desmear的作用原理流程原理介紹為延長KMnO4溶液的使用壽命，我們使用電解再生的方法將MnO42-電解轉(zhuǎn)變成MnO4-。 陽極反應(yīng)： MnO42- -e MnO4 4OH - - 4e2H2O +

5、 O2 陰極反應(yīng)： 4H+ + 4e -2H2 電解再生效果:理論上，每1AH (安培小時)的電量可將3g的MnO4-2 氧化成2.2g 的MnO4- 15高錳酸鉀槽液A: 不銹鋼棒陰極B: 鈦網(wǎng)陽極A:B 1:20結(jié)構(gòu)截面示意圖BA(陰極)B(陽極)H2O2MnO4-MnO4-2流程原理介紹電解再生器16鉆孔后Desmear后流程原理介紹去鉆污前后對比17鉆孔后Desmear后流程原理介紹Desmear前后對比18Desmear后普通Tg板材高Tg板材（無填料）流程原理介紹19Desmear后流程原理介紹高Tg板材（有填料）20流程原理介紹膨脹前膨脹后高錳酸鉀處理前高錳酸鉀處理后21流程原理

6、介紹用硫酸/雙氧水溶液預(yù)先將殘存在板面或孔壁處的大量二氧化錳和高錳酸鹽中和除去 。僅留下少量死角待后繼中和缸處理。優(yōu)點：節(jié)省成本（中和劑較貴），中和反應(yīng)迅速缺點：對銅面有一定的微蝕預(yù)中和22流程原理介紹中和的作用：堿性KMnO4溶液會跟除油劑及活化劑反應(yīng)破壞其有效成分，所以需要對KMnO4溶液進行還原中和處理：MnO4- +R（中和劑）+H+ MnO42- +H2O過于劇烈的還原會使MnO4-轉(zhuǎn)為MnO2沉淀，造成小孔塞孔。中和23PTH（Plating Through Hole）直譯的意思是鍍通孔，俗稱化學(xué)沉銅，其目的是在成份為絕緣基材（包括樹脂及玻璃纖維）的孔壁及表面上鍍上銅層以實現(xiàn)雙面板

7、、多層板層與層之間導(dǎo)通以及可焊接元件的目的?；瘜W(xué)沉銅它是一種自身的催化氧化還原反應(yīng)。在化學(xué)鍍銅過程中Cu2+離子得到電子還原為金屬銅，還原劑放出電子，本身被氧化。其反應(yīng)實質(zhì)和電解過程相同，只是得失電子的過程是在短路狀態(tài)下進行的，在外部看不到電流的流通?；瘜W(xué)鍍銅時可以將印制板以間隔 515mm的距離排放，一次浸入到化學(xué)鍍液中進行鍍銅，而用電鍍法是無法做到的。化學(xué)鍍銅可以在任何非導(dǎo)電的基體上進行沉積，利用這一特點在印制板制造中得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用最多的是進行孔金屬化，來完成雙面或多層印制板層間導(dǎo)線的連通。流程原理介紹24整孔-調(diào)整劑 工作原理固態(tài)板材表面活性劑分子層（偶極性分子）工作液親水端，帶

8、正電疏水端，帶負(fù)電作用1、能有效地去除線路板表面輕微氧化物及輕微污漬（eg.手指?。?、調(diào)整孔壁樹脂殘留的負(fù)電性為正電，因為膠體鈀活化劑表面帶負(fù)電性基團，如果不經(jīng)電荷調(diào)整，膠體活化鈀將難以沉積到孔壁上，導(dǎo)致沉積不上銅層。經(jīng)過除油處理后，孔壁帶上正電性基團，使活化劑在孔壁沉積得以實現(xiàn)流程原理介紹25微蝕微蝕的作用：利用NaPS、H2SO4將底銅微蝕掉30-80uin的銅，除去板子銅面上的氧化物及其它雜質(zhì)。使底銅粗糙、表面積增大，從而增強底銅與化學(xué)銅層結(jié)合力。反應(yīng)式：Cu + S2O82- + H2SO4 CuSO4 + 2HSO4-流程原理介紹26微蝕前后流程原理介紹微蝕前微蝕后27預(yù)浸、活化

9、預(yù)浸的作用： 1、防止板子帶雜質(zhì)污物進入昂貴的鈀缸； 2、防止板面太多的水量帶入鈀槽而導(dǎo)致局部水解而聚沉。 Sn2+ + 2H2O Sn（OH)2+2H+ 3、進一步降低其孔面的Surface Tension活化的作用：使孔壁吸附上膠體鈀膠團SnPd7Cl16，經(jīng)過水洗后使SnCl2發(fā)生水解反應(yīng)，生成Sn（OH）Cl，這樣連同鈀核一起沉積到板面和孔壁上。特別備注：氧氣會破壞SnCl2形成沉淀，所以活化缸禁止打氣，不允許過濾泵漏氣。絕對禁止直接往活化缸中加水這將導(dǎo)致活化缸中鈀膠團水解的后果，以維持亞錫與鈀間的精巧平衡。流程原理介紹28流程原理介紹活化后的孔壁29加速活化處理后在基體表面上吸附的是

10、以金屬鈀為核心的膠團,在鈀核的周圍包圍著堿式錫酸鹽化合物.在化學(xué)鍍銅之前應(yīng)除去一部分,以使鈀核完全露出來,增強膠體鈀的活性,稱這一處理為速化處理。30化學(xué)沉銅的作用原理化學(xué)沉銅的作用：Cu2+在HCHO、NaOH的存在下反應(yīng)生成銅層，在底銅及含有鈀的地方沉積出來，此處銅和鈀是催化劑，為防止產(chǎn)生Cu(OH)2沉淀，需絡(luò)合劑EDTA配合; CuSO4 + 2HCHO + 4NaOH Cu + Na2SO4 + 2HCOONa + 2H2O + H2 流程原理介紹31化學(xué)沉銅液的成份及其作用 銅鹽：主要用CuSO4 . 5H2O 絡(luò)合劑：最常用的有酒石酸鉀鈉，EDTA . 2Na 等 還原劑：雖有很

11、多還原劑，但真正能用于生產(chǎn)實際的只有 甲醛最理想。這主要是甲醛具有優(yōu)良的還原性能 可以有選擇的在活化過的基體表面自催化沉積銅。 PH值調(diào)節(jié)劑：甲醛在強堿條件下才具有還原性，為此必須 在溶液中加入適量的堿，最常用的是NaOH。 添加劑：添加劑的作用是穩(wěn)定化學(xué)沉銅液不產(chǎn)生自然分解， 另外可以改善化學(xué)鍍銅層物理性能，改變化學(xué)鍍 銅物理屬性，改變化學(xué)沉銅速率。流程原理介紹32流程原理介紹化學(xué)沉銅缸參數(shù)控制甲醛5-7g/l化學(xué)分析4次/日NaOH9 11 g/l化學(xué)分析4次/日Cu2+1.5-1.9 g/l化學(xué)分析4次/日儀器自動測試1次/周校正沉銅速率 15U”-25U”化學(xué)分析4次/日溫度20 30

12、 儀器自動監(jiān)測連續(xù)測量溫度顯示每2小時時間16- 25工程評估設(shè)置程序空氣攪動目視開工前設(shè)置33化學(xué)沉銅缸的管理1.維持持續(xù)的空氣攪拌;2.連續(xù)過濾;3.定期倒缸清洗銅缸（1次/周，每1年開新缸）4.維持槽液含量的穩(wěn)定，通常使用自動加藥裝置，并進行定期的化驗分析調(diào)整（4次/天）。5、每周保養(yǎng)時要檢查自動補料桶并將桶內(nèi)的沉淀和雜物倒出，防止堵塞加料管。 流程原理介紹341) 沉銅缸一般靠光感應(yīng)器自動添加，當(dāng)光感應(yīng)器故障時，采用手動添加。 每班需要對銅缸自動添加泵的流量進行一次測試和調(diào)整（流量允許正負(fù)5%的誤差）。2) 一般采用自動加藥，當(dāng)采用手動加藥時，除沉銅缸外全部采用每一千尺加一次藥，沉銅缸

13、每500 FT2添加一次。3)沉銅生產(chǎn)前必須先進行拖缸后方可才能進板生產(chǎn)。沉銅缸用拖缸板要求：拖缸板尺寸：1618，數(shù)量：40塊/缸，拖缸板為蝕掉銅的基材板，生產(chǎn)前最少拖缸三缸。沉銅缸槽液負(fù)載為：0.150.25FT2/L，控制點為0.2FT2/L。為保證沉銅缸的有效活性，每掛藍上板數(shù)要保證至少不低于5平米，首缸板檢查沉銅背光，確認(rèn)合格后方可批量生產(chǎn)。4)沉銅線生產(chǎn)結(jié)束時，停產(chǎn)前最后的一缸板少添加一次藥水，在停產(chǎn)2小時以上再次開拉時，需要先分析調(diào)整沉銅缸藥水，并要拖缸后方可正常生產(chǎn)。 5)長時間停產(chǎn)或放假，沉銅缸須用純水配制AR級硫酸中和沉銅缸的NaOH，用量約為7ML/L 98% H2SO4

14、，并將所有的藥水缸用膠布蓋好。 6)沉銅缸及活化缸需配置專用的加藥杯，避免交叉污染，并作標(biāo)識區(qū)分。手動添加藥液時宜采取少量多次方式，沉銅缸添加藥水時先加A液，然后再加B液，所有藥水添加時不能將藥水倒在板上。 流程原理介紹35主要監(jiān)控項目震蕩頻率各藥水槽震蕩頻率由生產(chǎn)部每周測試一次，震蕩頻率30mm/s ，如測試偏小則需通知維修。通過震動器帶動生產(chǎn)板，使小孔內(nèi)的氣泡逸出并令藥水滲入小孔內(nèi)，與孔壁能充分接觸反應(yīng),減少孔內(nèi)無銅問題的產(chǎn)生。震蕩頻率測試儀36去鉆污缸再生器火牛主要監(jiān)控項目要求：正常生產(chǎn)時，控制方式：穩(wěn)流，火牛電流打700-1000A（溫度60以上）；停產(chǎn)時電流300-600A（溫度60

15、以上）再生器火牛每班測量一次，檢查電流是否偏差超過5%，同時檢查每根火牛線的電流相互之間偏差是否超過10%，否則開單給維修處理。 37主要監(jiān)控項目沉銅副槽過濾網(wǎng)目的：過濾掉銅缸的銅渣，掛架掉落的銅皮，減少塞孔缺陷。保養(yǎng)頻率：與銅缸倒槽同時進行。38手套上板戴帆布手套，下板戴橡膠手套；上/下板手套每班更換一次；下板所用橡膠手套必須專用，不得用于補料或保養(yǎng)；員工每次下板前須先清洗手套；上板時要輕輕將板子推入槽內(nèi)并放到底，嚴(yán)禁中途放手任其掉落 ，避免銅粒產(chǎn)生。主要監(jiān)控項目39掛架噴砂打磨主要監(jiān)控項目目的：增大掛架表面粗糙度，避免沉銅后銅皮掉落形成塞孔。 頻率：依實際生產(chǎn)情況，約6個月一次401.取一

16、塊FR-4板料（TG=130）敷銅板將銅蝕掉，切成10cm10cm大小的基材板。 2.先將試樣放入烘箱在120條件下烘30分鐘，試樣從烘箱取出后自然冷 卻至室溫。 3.用電子天平對試樣進行稱量，并記錄。 4.將試樣用銅絲穿好，掛在PTH掛籃上進Desmear生產(chǎn)線，過膨脹水洗凹蝕水洗中和水洗后取出。5.試樣處理后放入烘箱，在120條件下烘30分鐘，試樣取出后自然冷卻至室溫。6. 用電子天平對試樣進行稱重，并記錄。7. 計算凹蝕量： V = V ： 凹蝕量 W1 ：Desmear前重量（g） W2 ：Desmear后重量（g） 主要監(jiān)控項目除膠量測試（要求0.2-0.5mg/cm2，1次/天）4

17、1主要監(jiān)控項目微蝕量測試（要求30-80uin，1次/天）1.取一塊10cm10cm雙面敷銅板，打磨光滑并清潔。2.將試樣放入120的烘箱中烘30分鐘后，放入干燥皿中，冷卻至室溫。3.用電子天平稱重，并記錄（W1）。4.用細(xì)銅絲拴住試樣，按正常生產(chǎn)狀態(tài)過各工序的微蝕缸、水洗缸。5.取出后將試樣在120的烘箱中烘30分鐘，冷卻至室溫并稱重（W2）。6.計算微蝕量： 微蝕量 = 42主要監(jiān)控項目沉銅厚度測試（要求10-30uin，1次/天）1.選用10cm10cm敷銅板，蝕去銅箔，并使四周打磨光滑。2.先將試樣放入烘箱在100條件下烘30分鐘，試樣從烘箱取出后自然冷 卻至室溫。3.用電子天平對試樣

18、進行稱量，并記錄重量。4.稱量后將試樣隨沉銅之生產(chǎn)板一起進行化學(xué)沉銅。5.沉銅后將試樣放入烘箱，在100條件下烘30分鐘。試樣從烘箱取出后自然冷卻至室溫。6.用電子天平對試樣進行稱量，并記錄重量。7.計算沉銅速率： G2 G1公式： V = 40 104 uin 板的總表面積8.9 G2 ：沉銅后重量（g） G1 ：沉銅前重量（g）注意事項：沉銅試樣用三次后應(yīng)更換。43主要監(jiān)控項目背光測試（要求8級，1次/2H）背光級數(shù)對照圖背光10級切片圖光源 100X放大鏡背光觀察示意圖44PPTH（Panel Plating Through Hole），直譯的意思是整板電鍍通孔，俗稱加厚銅，其目的是加固

19、化學(xué)銅層（化學(xué)銅層很薄且穩(wěn)定性差），加厚孔壁銅層至客戶要求的厚度。PPTH的流程：（PTH） 除油雙水洗浸酸電鍍銅 水洗水洗下板烘板線路圖形轉(zhuǎn)移 流程原理介紹PPTH的作用及流程45除油、浸酸的作用除油的作用：除去板面的油脂清潔板面，使電鍍銅層與化學(xué)銅層結(jié)合牢固，防止手指印等板面凹痕。浸酸（H2SO4）的作用：防止過多水分帶入鍍銅缸（與PTH的預(yù)浸作用類似），去除板面氧化層，增強電鍍銅層與化學(xué)銅層的結(jié)合力。流程原理介紹46電鍍液組成(H2O+CuSO4.5H2O+H2SO4+Cl-+光亮劑)+-離子交換直流整流器ne-ne-電鍍上銅層陰極(板)鍍槽陽極（鈦籃+銅球）Cu Cu2+ + 2e-

20、Cu2+ + 2e- Cu 電鍍銅的原理流程原理介紹47 IR drop =J L22kd在高縱橫比之下影響Throwing Power之主因 IR drop = 孔內(nèi)外之電位差(能量損失) J = 電流密度 k = 溶液導(dǎo)電度 d = 孔徑 L = 板厚 L2d代表著電鍍困難度IR drop當(dāng)電鍍條件相同時，若縱橫比(L/d)相同時，板厚較厚者，電鍍困難度較高(見上式)，T/P會較差。BoardCu+ Cuo Cu+ Cuo 48酸性鍍銅液各組分的作用CuSO4.5H2O：主要作用是提供電鍍所需Cu2及提高導(dǎo)電能力。H2SO4：主要作用是提高鍍液導(dǎo)電性能，提高通孔電鍍的均勻性。Cl-：主要作

21、用是幫助陽極溶解，協(xié)助改善銅的析出，結(jié)晶。光亮劑：主要作用是改善均鍍和深鍍性能，改善鍍層結(jié)晶細(xì)密性。流程原理介紹49酸性鍍銅液中各組分含量對電鍍效果的影響CuSO4.5H2O：濃度太低，高電流區(qū)鍍層易燒焦； 濃度太高，鍍液分散能力會降低。H2SO4：濃度太低，溶液導(dǎo)電性差，鍍液分散能力差； 濃度太高，降低Cu2+的遷移率，電流效率反 而降低，并對銅鍍層的延展性不利。 Cl-：濃度太低，鍍層出現(xiàn)階梯狀的粗糙鍍層，易出現(xiàn) 針孔和燒焦； 濃度太高，導(dǎo)致陽極鈍化（表觀可看到銅球有白色膜），鍍層失去光澤。光亮劑：濃度過高，鍍層含過多的有機雜質(zhì)，延展性 等物理性能變差； 濃度過低，鍍層粗糙。 流程原理介紹

22、50PPTH主要參數(shù)控制流程原理介紹缸名CuSO4.5H2O含量H2SO4含量Cl-含量溫度光劑名稱供應(yīng)商銅缸60-90g/l 9%-11% 40-90ppm 21-279241 Starter 麥德美51銅缸過濾泵生產(chǎn)監(jiān)控控制要求：排氣閥打開1/5，過濾壓力：0.2-1.0kg/cm2,避免過濾泵吸入空氣未能及時排出導(dǎo)致微小氣泡產(chǎn)生的針孔缺陷。52光劑添加系統(tǒng)生產(chǎn)監(jiān)控1、光劑每1000AH添加一次，添加一次50秒，流量：250ML2、頻率：1次/天，流量允許5%的誤差并將其調(diào)整至控制范圍 流量調(diào)整此位置53鈦籃排列要求要求：1、L=15-16cm，W=24cm； 2、生產(chǎn)時需要將每一個鈦籃的

23、應(yīng)該放置位置在生產(chǎn)線上進行 標(biāo)記，排布鈦籃時根據(jù)標(biāo)記進行排布，以防止鈦籃分布偏 差造成電鍍不均。每周保養(yǎng)時，對鈦籃位置進行一次校正 LW生產(chǎn)監(jiān)控54銅缸液位要求：電鍍液位以完全淹沒板面，但不超過夾具包膠長度為準(zhǔn)。 生產(chǎn)監(jiān)控55打氣要求：電鍍線在開線前及正常生產(chǎn)每2小時必須檢查一次銅缸打氣的均勻性，要求整條飛巴氣泡均勻冒出，無局部冒氣泡不均勻或劇烈翻滾的現(xiàn)象，否則調(diào)整打氣閥，如調(diào)整無效則該飛巴不允許做板并開單給維修。 生產(chǎn)監(jiān)控56火牛電流輸出要求：每班用鉗表測量一次各火牛電流輸出是否正常,偏差不超過5% 生產(chǎn)監(jiān)控57V座用200-400目砂紙沾清水打磨所有銅V座至表面光亮無氧化層，后用水擦洗再用

24、干布擦干，周期：1次/周（部分氧化缺陷V座）&1次/月（所有V座） 生產(chǎn)監(jiān)控58拖缸（波浪板或平板）拖缸目的：形成陽極膜，除去溶液中的雜質(zhì)，減少銅粉導(dǎo)致的銅粒。保養(yǎng)時間：停線大于8H，添加銅球后，碳芯過濾時，銅缸倒槽、碳處理后，其它異常。生產(chǎn)監(jiān)控59上下板1、上/下板應(yīng)用雙手拿板，下板戴帆布手套，上板戴橡膠手套；上板所用橡膠手套必須專用，不得用于補料或保養(yǎng)。2、電鍍線員工每次上板前須先將手套用DI水清洗干凈。生產(chǎn)監(jiān)控60棉芯更換生產(chǎn)監(jiān)控要求：過濾泵之濾芯每12周更換一次，新濾芯使用之前，應(yīng)用5%-10% H2SO4浸泡4-8小時，并用DI水沖洗干凈。如不清洗干凈，將產(chǎn)生大量氣泡影響鍍銅效果。6

25、1掛板要求1、 電鍍上板時，生產(chǎn)板與板條之間及生產(chǎn)板與生產(chǎn)板之間，間距必須控制在0-1.5cm，板條與板條的間距不作要求。2、疊板不允許超過0.5 CM。3、電鍍時如尾數(shù)板不足半巴可用相同板長的廢板補足，但廢板應(yīng)緊貼著生產(chǎn)板分別夾在一巴板的兩端，生產(chǎn)后需全檢銅厚。4、電鍍時生產(chǎn)板邊不得超出最邊上的夾具的夾點，邊條不得超出最邊上的夾具的夾點1英寸。生產(chǎn)監(jiān)控62常見問題處理63常見問題處理64常見問題處理65常見問題處理66常見問題處理PTH前塞孔造成無銅 掛架凋落銅渣塞孔 PTH/PPTH氣泡造成無銅 銅粉導(dǎo)致的銅粒 DF穿封孔造成無銅 缺陷圖銅粒的切片圖67缺陷圖DR鉆污造成無銅常見問題處理銅缸過濾泵漏氣導(dǎo)致針孔681. 鍍層燒焦 可能原因 處理方法(1) 銅含量過低 -補充硫酸銅到規(guī)定量(2) 陰極電流過大-適當(dāng)降低電流密度(3) 光亮劑失調(diào)-用