PTH制程原理講解匯總課件

1、PTH及厚銅制程講解 講授人:彭運洋第1頁，共17頁。DESMEAR/PTH的定義及作用1.DESMEAR的意思指的是除膠渣;PTH的意思指的是化學(xué)沉銅。2.DESMEAR/PTH在線路板制造過程中的主要作用是讓PCB板孔內(nèi)金屬化,使得PCB板內(nèi)外層得以導(dǎo)通。第2頁，共17頁。D/P線流程膨鬆槽 雙水洗KMNO4槽回收水洗 雙水洗 酸中和雙水洗 中和雙水洗整孔槽熱水洗雙水洗微蝕雙水洗預(yù)活化槽活化槽雙水洗速化槽雙水洗化銅槽雙水洗第3頁，共17頁。各槽的作用及其化學(xué)反應(yīng)機理1、膨鬆槽的作用: 鑽孔過程中因鑽頭高速運轉(zhuǎn)與孔壁磨擦產(chǎn)生高溫,而將孔壁上的環(huán)氧樹脂溶化成膠狀,俗稱膠渣;因其只是粘附在孔壁上

2、易脫落,而造成后站沉銅的銅層剝離,故必須把它清除,而膨鬆的作用正是濕潤軟化膠渣,為后面KMNO4徹底清除膠渣作前處理。第4頁，共17頁。Kmno4槽的作用及反應(yīng)機理透過KMNO4的強氧化性,將孔內(nèi)已經(jīng)過前膨鬆處理的膠渣徹底清除,並將孔壁咬蝕成蜂窩狀粗糙表面,增強沉銅結(jié)合力。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下: 4MnO4- + C + 4OH- MnO4= + CO2 + 2H2O (此為主反應(yīng)式) 2MnO4- + 2OH- 2MnO4= + 1/2 O2 + H2O (此為高PH值時自發(fā)性分解反應(yīng)) MnO4- + H2O MnO2 + 2OH- + 1/2 O2 (此為自然反應(yīng)會造成Mn+4沉澱) 第

3、5頁，共17頁。中和槽的功能清除殘留在PCB孔內(nèi)或板面的KMNO4,即透過還原反應(yīng),將Mn+7ORMn+6ORMn+4還原成可溶性的Mn+4。第6頁，共17頁。整孔槽的功能1、清潔板面。2、調(diào)整PCB板孔內(nèi)電荷;經(jīng)過除膠渣后的板孔內(nèi)呈負電荷,整孔的目的就是為了將孔內(nèi)的電荷調(diào)整成正電荷,以利於后面帶負電荷的活化鈀的吸附。第7頁，共17頁。微蝕槽的功能及反應(yīng)機理咬蝕板面的銅層,使銅面粗糙,增加沉銅的結(jié)合力;去除PCB板面活性離子,減少貴金屬鈀的浪費。微蝕槽的反應(yīng)機理:Cu+2H+H2O2=Cu2+2H2O第8頁，共17頁?；罨鄣墓δ芗胺磻?yīng)機理使PCB孔內(nèi)沉積上錫鈀膠體,為后面的PCB板孔內(nèi)最終沉

4、銅做橋樑或說是媒介。其反應(yīng)機理如下: 1. 一般Pd膠體皆以以下結(jié)構(gòu)存在： 見圖1 2. Pd2+：Sn2+：Cl- = 1：6：12較安定。 3. 一般膠體的架構(gòu)方式是以以下方式結(jié)合：見圖2當吸附時由於Cl會產(chǎn)生架橋作用，且其半徑較大使其吸附不易良好，尤其如果孔內(nèi)的Roughness不適當更可能造成問題。 4. 孔壁吸附了負離子團，即中和形成中和電性。 第9頁，共17頁。第10頁，共17頁。第11頁，共17頁。速化槽的作用速化槽的作用: Pd膠體吸附後必須去除Sn，使Pd2+曝露，如此才能在未來無電解銅中產(chǎn)生催化作用形成化學(xué)銅 ,而速化槽的功能正是如此。第12頁，共17頁。速化槽的反應(yīng)機理

5、1. 基本化學(xué)反應(yīng)為： Pd+2/Sn+2 (HF)Pd+2(ad) + Sn+2 (aq) Pd+2(ad) (HCHO)Pd(s) 2. 一般而言Sn與Pd特性不同，Pd為貴金屬而Sn則不然，因此其主反應(yīng)可如下： Sn+2a Sn+4 + 6F- SnF6-2 or Sn+2 + 4F- SnF4-2 而Pd則有兩種情形： PH=4 Pd+2 + 2(OH)- Pd(OH)2 PH4 Pd+2 + 6F- PdF6-4 3. Pd吸附在本系統(tǒng)中本身就不易均勻，故速化所能發(fā)揮的效果就極 受 限制。除去不足時會產(chǎn)生P.I.，而過長時則可能因為過份去除產(chǎn)生破洞，這也是何以Back_light觀察

6、時會有缺點的原因 4. 活化後水洗不足或浸泡太久會形成Sn+2 a Sn(OH)2 或 Sn(OH)4， 此易形成膠體膜. 而Sn+4過高也會形成Sn(OH)4，尤其在Pd吸太多時易呈PTH粗糙 5. 液中懸浮粒子多，易形成PTH粗糙 第13頁，共17頁?；瘜W(xué)銅槽的作用化學(xué)銅槽的作用: 在PCB板面及孔內(nèi)沉積一層細緻,均勻且附著力強的銅層;此銅層的厚度為1525微英吋。 第14頁，共17頁?；瘜W(xué)銅槽的反應(yīng)機理1.4OH-+2HCHO+Cu2+=Cu+2HCOO-+2H2O+H2 (主反應(yīng))2.HCHO+OH-=CH3OH+HCOO-(副反應(yīng))3.2HCHO+NaOH=CH3ONa+HCOOH(副反應(yīng))4.CH3Na+HCOOH+OH-=CH3OH+HCOO-+H2O(副反應(yīng))5.Co2+NaOH=Na2CO3+H2O(副反應(yīng))第15頁，共17頁。人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋?！蓖ㄟ^閱讀科技書籍，我們能豐富知識，培養(yǎng)邏輯思維能力；通過閱讀