镀铜原理及管制基本介绍
一、制程:
线路电镀 (Pattern Plating),有别于全板电镀(Panel Plating)
1.2 制作流程
线路电镀 (Pattern Plating)：铜面前处理→镀铜→镀锡(铅)
目前二次铜作业几乎都是以龙门式自动电镀线为主,是垂直浸镀方式,上下料则采手动或自动.设备的基本介绍后面会提及.另外值得一提的是为迎合build up新式制程,传统垂直电镀线无法达到一些规格如buried hole, throwing power等,因而有水平二次铜电镀线的研发,届时又将是一大革命.本文仍就传统负片二次铜流程加以介绍:
1.2.0 Time table(时序图):
含镀槽在内,二铜自动电镀线所设计的槽数,少者2,30多者4,50,输送挂架 的天车2~3部,因此必须由程序来控制各槽起落,停滞时间,再由天车执行各RACK流程顺序等 一连串复杂的动作,电镀时间甚至可控制为设定安培小时,如此各天车就有一时间路线图称之 Time Table.拜PLC的功能愈来愈进步所赐,利用计算机的人性化接口,在程序的设计上简便又快速.
1.2.1 铜面前处理
二铜制程之镀铜前处理皆为In line process,所以都是化学处理方式.一般的流程为:
脱脂→水洗→微蚀→水洗→酸浸→镀铜→水洗→镀纯锡
此前处理的重点在于如何将前一制程-外层线路制作-所可能流在板面上的氧化,指纹,轻微 scun等板面不洁加以处理,并予以表面的活化使镀铜的附着力良好.
1.2.2 镀铜
1.2.2.1电镀基础
A.
(a) 法拉第定律
第一定律─ 在镀液进行电镀时,阴极上所沉积(deposit)的金属量与所通过的电量成正比。
E
第二定律─ 在不同镀液中以相同的电量进行电镀时，其各自附积出来的重量与其化学当量成正比。
(b) 1. 一级电流分布 (Primary current distribution )
电镀铜时需要供应能量，使得镀液中的铜离子(Cu2+)还原在阴极上，同时也须提供能量，使阳极能解离出铜离子，此系统的能量主要以电能为主。因此镀槽中阴阳极的几何摆设，或两极的相对位置变化，都会在阴极形成高低不同的电镀能量。电镀能量高的地方具有较高的电镀速率，即所谓的高电流密度区。电镀能量低的区域其电镀速率较低，即低电流密度区。这种由于阴极外形成与阳极的相对位置远近所产生的高低电流分布，称为一级电流分布。一级电流分布影响镀铜层最剧、主要控制镀层的表面结构。
影响因子: 着重于槽体设计；
1. 阳极/阴极的大小与形状；
2. 阳极/阴极的几何摆设；
3. 阳极/阴极的方位与镀槽的关系；
4. 阴极或阳极的文件板的大小与形状；
5. 挂架与接点设计
6. 摆动状况；
7. 空气搅拌；
8. 阳极设计等。
通常在阴极的各边缘处，会有较多的电力现分布。如下图所示。
à 镀件边缘：等电位分布密集 à 镀层厚
à 镀件中间：等电位分布疏散 à 镀层薄
