絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑對(duì)化學(xué)鍍銅的影響

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1、絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑對(duì)化學(xué)鍍銅的影響摘要：測試了不同絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑用量對(duì)化學(xué)銅穩(wěn)定性及化學(xué)銅沉積速率的影響，得出了化學(xué)銅工藝條件和控制參數(shù)。關(guān)鍵詞：絡(luò)合劑穩(wěn)定劑化學(xué)鍍銅化學(xué)鍍銅層具有良好的結(jié)合力、耐蝕性、電可靠性及鍍層分布均勻等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于印制電路板的通孔金屬化制程中。究其原理，化學(xué)鍍銅就是借助合適的還原劑使溶液中的銅離子，在具有催化活性的非導(dǎo)體表面被還原成金屬銅，并均勻沉積的過程?；瘜W(xué)鍍銅液的主要成分有：銅鹽、絡(luò)合劑、還原劑、pH值調(diào)整劑、穩(wěn)定劑等。各物質(zhì)的用量及配比直接關(guān)系到化學(xué)鍍銅沉積速率、鍍液穩(wěn)定性及鍍[1-2]層質(zhì)量。最初的化學(xué)銅大多采用單一的絡(luò)合劑

2、，使用氰化物和重金屬鹽作為穩(wěn)定劑，而本文額所推廣使用的化學(xué)銅產(chǎn)品中，采用了合理的雙絡(luò)合劑體系以及無氰、無重金屬穩(wěn)定劑，使得該產(chǎn)品性能穩(wěn)定且對(duì)環(huán)境危害更小。1實(shí)驗(yàn)1.1工藝流程酸洗微蝕預(yù)浸活化速化化學(xué)銅1.2性能檢測1.2.1沉積速率沉積速率（μm/min）=560×(W2-W1)/(S×t)W1-----化學(xué)銅前板重，gW2-----化學(xué)銅后板重，g2S-----板面積，cm1t-----沉積時(shí)間，min1.2.2穩(wěn)定性測試靜置化學(xué)鍍銅工作液，直至有銅析出為止，記錄該過程所需要的時(shí)間即為穩(wěn)定時(shí)間。1.2.3避光等級(jí)十級(jí)制背光分析2.結(jié)果與討論2.1絡(luò)合劑用量對(duì)沉

3、積速率及穩(wěn)定時(shí)間的影響在固定銅離子含量，穩(wěn)定劑不變的溶液中，加入不同劑量的絡(luò)合劑，就能得到不同性能的化學(xué)鍍銅溶液，測試各種不同溶液的沉積速率和鍍液穩(wěn)定性就能得出絡(luò)合劑用量對(duì)性能的影響。如圖1所示：平均鍍速穩(wěn)定時(shí)間0.38380.37330.360.35280.34230.33180.32穩(wěn)定時(shí)間（小時(shí)）130.31平均鍍速（微米/16分鐘）0.3860708090100110120絡(luò)合劑用量（毫升/升）圖1絡(luò)合劑用量對(duì)鍍速和穩(wěn)定性的影響絡(luò)合劑用量（毫升/升）60708090100120平均鍍速（微米/16分0.350.360.370.360.360.352鐘）穩(wěn)

4、定時(shí)間（小時(shí)）81524283640表1不同絡(luò)合劑用量對(duì)應(yīng)的鍍速和穩(wěn)定性數(shù)據(jù)由以上圖表可知，鍍液的穩(wěn)定性隨絡(luò)合劑用量增加而增加，而化學(xué)銅沉積速率表現(xiàn)出先增后降的趨勢，要想獲得理想的鍍速又不影響鍍液穩(wěn)定性，必須合理選擇絡(luò)合劑用量，試驗(yàn)表明，當(dāng)絡(luò)合劑用量為70-100毫升/升時(shí)，能達(dá)到滿意的效果。2.2穩(wěn)定劑用量對(duì)沉積速率及穩(wěn)定時(shí)間的影響穩(wěn)定劑不僅影響這沉積速率還對(duì)鍍層表觀起著關(guān)鍵作用。向化學(xué)鍍銅基礎(chǔ)溶液中添加不同用量的穩(wěn)定劑，分別測定鍍速及鍍液穩(wěn)定性變化，就能確定穩(wěn)定劑的用量范圍。如圖2.平均鍍速穩(wěn)定時(shí)間0.4380.35330.3280.25230.218穩(wěn)定時(shí)

5、間（小時(shí)）0.1513平均鍍速（微米/16分鐘）0.18246810121416穩(wěn)定劑用量（毫升/升）穩(wěn)定劑用量（毫升/升）24681216平均鍍速（微米/16分鐘）0.40.380.370.360.30.15穩(wěn)定時(shí)間（小時(shí)）121524273035圖2不同穩(wěn)定劑用量對(duì)鍍速和穩(wěn)定性的影響3由以上圖表可知，鍍液的穩(wěn)定性隨穩(wěn)定劑用量增加而增加，而化學(xué)銅沉積速率隨穩(wěn)定劑增加而降低，試驗(yàn)表明，當(dāng)穩(wěn)定劑用量為4-12毫升/升時(shí)，能達(dá)到滿意的效果。2.3孔內(nèi)鍍層（背光及形貌）以下表格中的圖片是不同孔徑的板孔，經(jīng)過化學(xué)鍍銅后切片分析結(jié)果，其中背光等級(jí)為一般用戶測試項(xiàng)目，背光等

6、級(jí)以10級(jí)為最高，8級(jí)以上為合格。形貌效果多為研發(fā)和高端客戶分析使用。厚徑比4.3:1（0.35mm孔徑）厚徑比1.9:1（0.8mm孔徑）厚徑比1.5:1（1.0mm孔徑）背光等級(jí)10背光等級(jí)10背光等級(jí)10放大倍率200倍放大倍率200倍放大倍率200倍測試結(jié)果表明，當(dāng)絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑在正常范圍內(nèi)添加時(shí)，所得到的鍍層具有良好的表觀和背光等級(jí)，能滿足目前所有PCB生產(chǎn)廠家的質(zhì)量要求。42.4化學(xué)銅工藝參數(shù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確立化學(xué)銅工藝參數(shù)如下表：原料及操作條用量范圍標(biāo)準(zhǔn)用量件絡(luò)合劑70-100ml/L80ml/L銅溶液50-70ml/L60ml/L穩(wěn)定劑4-12m

7、l/L8ml/L37%甲醛12-18ml/L16ml/L溫度28-32℃30℃處理時(shí)間15-17min16min攪拌方法空氣攪拌沉銅厚度12-22μ"2.5相關(guān)產(chǎn)品配方組成2.5.1化學(xué)薄銅B劑配方（1000Kg）原料名稱含量（KG）EDTA50-55HEDTA1.0-2.3F-8M5-8表面活性劑0.18-0.5099%氫氧化鈉120-130DI水余量2.5.2化學(xué)薄銅A劑配方（1000Kg）5原料名稱含量（KG）硫酸銅120-150表面活性劑3-5DI水余量2.5.3穩(wěn)定劑劑配方（1000Kg）原料名稱含量（KG）有機(jī)溶劑4-10吡啶衍生物0.5-1.0亞鐵

8、鹽1.0-2.2HEDT