氢氧化钠铜铈密度计(PCB板，化学镀铜（PTH）)

Posted 2023-05-30

篇首语：第一个青春是上帝给的;第二个的青春是靠自己努力的。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了氢氧化钠铜铈密度计(PCB板，化学镀铜（PTH）)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

氢氧化钠铜铈密度计(PCB板，化学镀铜（PTH）)

作者简介：

长期从事PCB工艺维护、改进及技术研发工作，现任职于一家上市公司研发总监；对高端PCB制造颇有研究。

Chapter 1 沉铜原理(Shipley)

一概述

化学镀铜：俗称沉铜，是一种自身催化氧化还原反应，可以在非导电的基体上进行沉积，化学镀铜的作用是实现孔金属化，从而使双面板，多层板实现层与层之间的互连，随着电子工业的飞速发展对线路板制造业的要求越来越高，线路板的层次越来越多，同一块板的孔数越来越多，孔径越来越小，这些孔的金属化质量将直接影响到电气的性能和和可靠性。

二去钻污原理：

1 去钻污的必要性：

由于钻孔过程钻嘴的转速很高，可达16~~18万rpm，而环氧玻璃基材为不良导体，钻孔时会在短时间内产生高温，高温会在孔壁上留下许多树脂残渣，从而形成一层薄的环氧树脂钻污，由于此树脂钻污与孔壁的结合力不牢，当直接沉铜时，就会影响化学铜与孔壁的结合力，特别是多层板，会影响化学铜层与内层铜的导通，去钻污就是清除这些残渣，改善孔壁结构。

2 去钻污方法的选择：

利用碱性KMnO4溶液作强氧化剂，在高温下将孔壁树脂氧化，这种处理不仅可以除掉这些钻污，而且还可以改善孔壁树脂表面结构，经过碱性KMnO4处理后的树脂表面被微蚀形成许多孔隙，呈蜂窝状，这样大大促进了化学铜与孔壁树脂的结合力，此法是目前去钻污流程使用最广泛的方法，具有高稳定性，既经济又高效，管理操作简便。

3 去钻污原理：

①溶胀：Swelling

利用有机溶剂渗入到孔壁的树脂中，使其溶胀，形成结构疏松的环氧树脂，从而有利于碱性KMnO4的氧化除去，一般的溶胀剂都是有机物，反应条件要求高温及碱性环境。需采用不锈钢工作液槽。

MLB211膨胀剂是淡黄色，不混浊，不易燃的水溶液，含有有机物（10%左右的已烯基丁二醇—丁乙酸），对树脂有一定的溶解作用，但主要作用是使环氧树脂溶胀，溶胀剂不与树脂起直接反应，但随着长时间的高温处理，溶胀剂易老化而需更换，换缸视生产量而定，一般为6000m2/次。

②去钻污Desmearing：

反应原理：在碱性及高温条件下，KMnO4对溶胀的树脂起氧化作用。

4MnO4 -+C+4OH-→4MnO42- +CO2 +2H2O

此反应需在316不锈钢或钛材料工作槽中进行，同时存在副反应：

2MnO4- +2 OH-→2MnO4 2-+1/2 O2 + H2O

4MnO4-+ 2H2O→4MnO2 + 3O2+4OH-

KMnO4的再生：要提高KMnO4工作液的使用效率，必须考虑将溶液中的MnO4 2-再生转变为MnO4 -，目前普遍采用的是电解再生法，再生器利用的是阴极为大面积的不锈钢柱形圆筒，阳极为钛材料，其与阴极的面积比很小，MnO4-2-在阳极表面发生的反应为MnO4-2--e→MnO4- 。使用450~~550A的整流器，由于MnO4 2-不断地氧化成MnO4 -，因此工作液中不需大量添加KMnO4原料，它的少量添加是为了平衡工作液的带出损耗，因而大大降低了生产成本，使用较长时间的工作液在槽底会形成沉淀，需定期清除，以保证处理效果。

MLB214D为树脂蚀刻促进剂，可提高KMnO4的树脂蚀刻能力，提高工作液的润湿性，减少孔内气泡，其为白色粉末状固体。

③还原：

工作原理：经碱性KMnO4处理过的板面残留有MnO4 -，其具有的氧化性会对后续的工作槽污染，会令其失去应有的作用，需对其进行还原中和处理。反应为MnO4 -+ H2O2 +H+→MnO42- +H2O +O2

MLB216是浅黄色，不易燃，强酸性的水溶液，其PH值低于1.0。

三化学沉铜原理

1 除油：（Conditioner）

工作原理：在钻孔时，孔壁和铜箔表面有油污，同时也可能有手指印，它们都会影响镀铜层与基体的结合力，甚至沉不上铜，所以必须进行清洁处理。

调整：由于在钻孔时，高速磨擦产生静电荷，使孔壁带上负电荷，这样不利于吸附带负电性的胶体钯催化剂，通常在清洁处理液中加入阳离子型表

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面活性剂，以提高孔壁对胶体钯的吸附。

2 粗化：（Micro Etch）

原理；为保证化学铜与基材铜层的结合力，要对基铜进行微蚀，在酸性环境下过硫酸铵与基铜反应：S2O8 2-+Cu→2SO4 2-+ Cu2+

粗化度一般控制在0.8~~1.2um/min，粗化时间一般为2 min。

微蚀速率（um/min）=失重（g）*11.2/（总面积dm2*处理时间min）

①蚀刻速度与溶液中Cu2+含量关系可用图表示：从图中可看出，

当Cu2+含量大于7g/L，蚀刻速率保持恒定，新开缸的微蚀液，

开始时较慢，可以加入4g/L的硫酸铜，或保留25%的旧液。

②为保证微蚀效果，要求定时测试铜的微蚀速率，并及时补充过硫酸铵。

③微蚀速率随温度的升高而升高，为保持速率均匀一致，应设置温控系统。

3 预浸（Predip）：

原理：后续的活化液对水有一定的敏感性，水的积累带入会引起活化液成分的较大变化，影响活化效果，甚至分层。所以通常在活化前先将印制板浸入预浸液处理，预浸液是与活化剂相配套使用的。

①预浸槽与活化槽的成分基本相同，区别在于预浸槽中不含活化剂钯。

②酸性胶体钯预浸液成分：SnCl2 ：30g/L、HCl：30ml/L、NaCl：200g/L、脲素：50g/L。

③C/P404是一种白色的酸性盐粒状掺合物，1%溶液的PH值大约为2 。

4 活化：

①活化反应机理：溶液中的Sn2+和Pd2+的浓度为2：1时所得到的活化液活化性能最好，因此时Sn2+和Pd2+在溶液中反应形成不稳定的络合物，

Pd 2++ 2Sn2+→〔PdSn2〕6+→Pd+Sn4++Sn2+

在30℃时，〔PdSn2〕6+络离子歧化反应12min，大约有90%以上的络合离子被还原成金属钯，它们呈现出极其细小的金属颗粒分散在溶液中，当加入大量Sn2+的和Cl--时，这些细小的钯核表面上很快吸附大量的Sn2+的和Cl-，形成带负电的胶体化合物〔Pd（SnCl3）〕-，这些胶体化合物悬浮在溶液中（负负相斥），不会沉聚，胶体钯在酸性环境中较稳定，当表面带正电荷的印制板浸入处理液后，胶体钯会很快被基材吸附，而完成活化处理。

活化处理过的印制板，在水洗时，表面的SnCl2水解形成碱式锡酸盐沉淀。

②目前市售的胶体钯活化剂大多为盐基胶体钯。PdCl2：1g/l、NaCl：250g/l、SnCl2：12。8g/l、HCl：40ml/l、Na2SnO3：2g/l脲素：50g/l。

③CAT44浓缩液是一种不易燃，酸性，深褐色的液体，每公升大约含钯4。7g，比重约1。2。

④注意：活化缸含胶体钯，价格很贵，不能往缸内加水，否则会引起整缸胶体钯水解分层。

5 加速：

①原理：经活化处理的板面表面上吸附的是以钯核为中心的胶团，此胶团在水洗时，SnCl2水解成碱式锡酸盐沉淀，包围在钯核表面，在化学沉铜

之前，必须除去表面的沉淀，以使钯核露出来，从而实现沉铜过程的催化作用。

②加速处理不仅提高了胶体钯的活化性能，而且去除了多余的碱式锡酸盐化合物，从而显著提高了化学镀铜层与基体间的结合强度。

③加速处理的实质是使碱式锡酸盐溶解，可用酸也可用碱处理，如用5%的NaOH或1%的HBF4处理1~~2min。

④处理时应严格控制浓度、温度、时间。浓度低、时间短、温度低则碱式锡酸盐不能完全溶解，钯核不能露出来，沉铜反应不能进行，浓度过高，温度过高，时间长，则不仅碱式锡酸盐溶解，还会导致钯核的脱落，同样造成沉铜反应不能顺利进行。

⑤加速剂ACC19：其作用是调节被吸收的催化剂，使化学铜能迅速而均匀地沉积，同时促进化学铜与基铜的结合力，把催化剂的带入影响减至最低限度，从而延长化学铜的使用期。

6 化学镀铜：

①成分及作用：铜盐 253A CuSO4··5H2O 提供铜离子

络合剂 253E EDTA 络合铜离子，减缓沉积速率

还原剂甲醛 HCHO 可以有选择性的在活化过的基体表面自催化沉积铜

PH值调节剂 NaOH 甲醛在强碱条件下才具有还原性，因此必须加入适量的碱。

添加剂：溶液中存在微量的Cu+，其歧化反应形成的铜粉具有催化作用，易加速化学铜溶液的分解。添加剂能络合Cu+，减小Cu+的干扰。

②反应机理：正常反应为 2HCHO+4OH-+Cu2+→Cu+2HCOO-+H2O+H2

从反应式可看出，溶液必须为强碱性，HCHO的还原能力取决于碱性强弱，即PH值。在碱性中，必须有足够的络合剂，以稳定Cu2+不致生成沉淀。溶液中的相应成分必须保持相应的一定比例。同时反应必须有催化剂的催化作用。

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③副反应：不管镀铜液使用与否，总是存在以下两个反应：

Cu2O的生成：2Cu2++HCHO+5OH-→Cu2O+HCOO-+3H2O Cu2O +H2O→2Cu+2OH- 2Cu+→Cu2++Cu 形成的铜粉是分子量级的，分散于溶液中，这些小颗粒具有催化能力，当铜粉数量较多时，就会引起沸腾式的反应，导致溶液迅速分解。

HCHO与NaOH的反应：2HCHO+OH-→HCOO-+CH3OH 对于放置不用的化学铜液，几天后，因歧化反应，HCHO变成CH3OH和HCOOH，且消耗大量的NaOH，溶液PH值变低，因此放置不用的溶液重新起用时，必须重新调整HCHO和PH值，特别是HCHO含量小于3g/L时，会加速Cu2O的生成，加速铜液的分解。

④化学镀铜沉积速率：

沉积速率（um/h）=增重（g）*11.2*60/（总面积dm2*时间min）。

⑴Cu2+对速率的影响：沉铜速率随Cu2+浓度增加而加快，当CuSO4在10g/L以下时，几乎是成正比例增加，超过12g/L，沉积速率不再增加，反而会造成副反应，使化学铜液不稳定。

⑵络合剂：络合剂的浓度一般控制在相当于Cu2+浓度的1~~1.5倍左右，在此范围，络合剂的浓度对沉积速率影响很小。

⑶还原剂：HCHO还原电位随HCHO含量增加而升高，当浓度大于8ml/L时，还原电位上升很缓慢，当浓度低于3ml/L时，沉积速率降低，同时副反应加剧，在实际应用中HCHO浓度控制在8~~12ml/L。

⑷PH值的影响：反应必须在一定的PH值下才能产生，由于不同的络合剂对Cu2+的络合常数不同，这种差别造成了反应需要的PH值也不同，如用EDTA-2Na作络合剂，最佳反应所需的PH值为12.5，当PH值低于规定值0.1单位时，反应虽能进行，但金属化的镀层存在砂孔或局部大面积沉不上铜，当PH值过高时会产生粗糙的化学镀层，而且溶液会快速分解。PH值在11.05时反应开始进行，随PH值升高，速率先加快后降低，在12.5时速率最快，且镀层外层最好。

⑸添加剂：络合Cu+，而不络合Cu2+，但会加快沉积速率。

⑹温度：温度提高则沉积速率快，但过高，副反应也加剧，造成溶液分解。

⑺搅拌；搅拌同时包括打气，连续过滤，工件移动等措施，这些都能减少浓差极化，提高沉积速率，并有利于化学铜液的稳定，正常生产时注意要24h打气。

⑤维护：化学铜液每周需倒槽清洗并过滤，并用硫酸和双氧水泡槽。注意倒槽时溶液仍要加温。

一般地，在停产条件下也要打气，以免放置时间过长而分解。若长时间停产，则需把PH调至9.8以下才可停止打气。

每班均要做分析并调整（4h/次）。

Chapter 2 化学沉铜和全板电工艺流程及技术参数

化学沉铜和全板电工艺流程为：

去毛刺（手动浸酸→放板→刷板→高压水洗→水洗→烘干→出板）→上板→膨松→水洗*2→除胶→水洗*2→预中和→中和→水洗*2→除油→热水洗→水洗*2→粗化→水洗*2→预浸→活化→水洗*2→加速→水洗→沉铜→水洗*2→下板→柠檬酸防氧化→上板→水洗→酸洗→电铜→水洗→下板→烘干（酸洗→水洗→吹干→烘干）。

一 FR4板材的化学沉铜工艺流程

1 去毛刺：

①作用：磨刷去掉板面毛刺及其它脏污，高压水洗冲去孔内树脂残渣。

②有效成分：酸浸： 3~~5%的硫酸，常温，10~~20min。

刷板： 300~~500# 尼龙磨刷，上下各一个。

水洗：自来水（PH=6~~9，电导率≤300us/cm）

③操作参数：水洗：压力7kg/cm2，循环水洗。

磨刷：调整压力2.0~~2.5A

烘干温度：60~~80℃，

④换缸操作：浸酸：每班/次，排放→清洗干净→配槽。

水洗：每班/次。排放→清洗干净→使用时加满水。

⑤去毛刺机操作：先开总水阀，总电源开关。

然后依次开传送，磨刷，摇摆，高压水洗，烘干等开关。

调节烘干温度为60~70℃，高压水洗压力为7kg/cm2，输送速度为1.5~~2.5m/min。

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根据板厚，选用同一厚度的废光板做磨痕试验，磨痕宽度要求为10~~15mm。

磨痕合格后，即可放板生产，板与板间隔为2cm以上，左右交叉放板以均衡压力。

关机顺序与开机顺序相反，注意磨刷要放松，以免长期受力变形。

⑥磨痕试验方法：

正常开机，关磨刷，摇摆。

待光铜板输送至磨刷位置，关输送，开启磨刷5~~10sec。

关掉磨刷，开启传送，正常送出。

检测磨痕宽度，要求上下一致且各个磨痕整体宽度一致，反之，则继续调整。

⑦设备保养：磨刷更换：3month/次，传送，水缸，风刀清洁，1week/次，喷嘴清洁，1 day/次，高压水洗压力检查，4h/次。

2 膨胀：

①作用：使孔内树脂残渣溶胀，以利于碱性高锰酸钾的氧化。

②有效成分；MLB211 开缸量70L 强度 80~~120% 最佳100%

NaOH 开缸量40L 碱当量0.7~~0.9N 最佳0.8N

③操作参数：温度 65~~80℃ 最佳78℃ 有温控。

摇摆 4~~5cm幅度频率 16~~20次/min。

过滤 5~~10um PP材料 2~~5循环量/h

④成分分析：100m2耗量添加2.5L MLB211， 0.85L NaOH（300g/L）频率：3 次/week

MLB211：原理：通过相分离，根据有机物液相体积（ml）来确定槽液强度。

试剂：NaOH CP级。

步骤：取样50ml于100ml量筒中，加入约10g NaOH充分搅拌，冷却至室温，静置15min。

读出上层清液体积数（ml）。

计算：MLB211强度（%）=15+10*V。

添加：（100-211强度%）*200*V/1000（L）。

碱当量：原理：酸碱滴定，以溴甲酚紫（BCP）为指示剂，用0.1N的盐酸滴定。

试剂：0.1%BCP 0.1gBCP加入100ml酒精中。 0.1N HCl标准液。

步骤：取样1.00ml于250ml锥形瓶中。

加DI水约80ml，加3滴0.1%的BCP。

用0.1N的HCl标准液滴定至由紫色变为黄色为终点。

计算：当量浓度=（N*V）

添加：（0.8-MLB211当量浓度）*120*V/1000。

⑤换缸操作：换缸条件 6000±500m2/次

排放原液，先后用自来水清洗缸体，过滤，管道至干净。

加入2/3体积的DI水，加入所需量的物料：MLB211 70L NaOH 40L

补充液位，开启循环，加热开关，搅拌30min后通知理化室分析并调整。

⑥日常维护：检查液位是否正常 2h/次，检查温度，过滤，摇摆是否正常 4h/次。

3 水洗：（以下类似）

①作用：清除板面及孔内的药水，防止药水间的相互污染。

②有效成分：初级纯水，溢流水洗，可打气。

③成分分析：PH值6~~8 电导率≤20us/cm

④换缸操作：1week/次，排放→清洁→使用时加满水。

⑤日常维护：检查液位是否正常。

4 氧化：

①作用：除去孔内钻污，并形成微观粗糙度，提高镀铜层与孔壁的结合力。

②有效成分：KMnO4 40~~60g/L 50g/L

K2MnO4 ≤25g/L

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NaOH 0.9~~1.3N 1.1N

MLB214D 30g/L

③操作参数；温度 78~~85℃ 82℃

时间 16min28sec 有摇摆，无循环过滤。

再生器电流 450A~~550A 有机械搅拌。

④成分分析： 100m2添加KMnO4 1kg，NaOH 0.7L（约0.2kg）， MLB214D 0.2kg。频率：2 day/次。

总锰量的测定与控制：

原理；在酸性条件下，KMnO4将KI中I--氧化成碘单质，再用Na2S2O3返滴定，以淀粉为指示剂，

2MnO4+10I-+16H+→Mn2++5I2+8H2O I2+2 Na2S2O3→Na2S4O6+2NaI

试剂：20%硝酸，20ml硝酸加入80ml的DI水中， KI晶体，CP级

0.1N Na2S2O3标准液。

步骤：移取1.0ml槽液于250ml锥形瓶中，加约80mlDI水，10ml 20%硝酸，约1.5gKI。

用0.1N的Na2S2O3滴定至淡黄色，加1ml1%的淀粉指示剂。

继续用0.1N的Na2S2O3滴定至无色为终点，记下读数。

计算：总锰量（g/L）=（N*V）*31.6

控制：60~~70g/L

KMnO4与K2MnO4的测定与控制：

原理：应用分光光度计，分别在波长为526nm和603nm时测量两者的吸光度。

试剂：722型分光光度计 0.1N NaOH溶液：4g NaOH溶于1000ml的DI水中。

步骤：移取10.0ml槽液于100ml容量瓶中，用0.1N NaOH溶液稀释至刻度。

移取1.0ml上述样品于100ml容量瓶中，用0.1N NaOH溶液稀释至刻度。

以0.1N NaOH作基准，用1cm比色皿分别在波长为526nm和603nm时测量两者的吸光度。

计算：KMnO4（g/L）=（64.47*ABS526）—（21.11*ABS603）。

K2MnO4（g/L）=（136.6*ABS603）—（12.17*ABS526）。

添加：KMnO4（kg）=（50- KMnO4含量）*V/1000。

NaOH的测定与控制：

原理：应用酸碱滴定法，由于溶液有颜色，终点用PH计指示。

试剂：0.1N HCl标液。

步骤：取1.0ml槽液于50ml烧杯中，

加约40mlDI水，将PH复合电极放入混合液中。

用0.1N HCl滴定至PH=8.5，记下读数。

计算：N=（N*V）

添加：NaOH（L）=（1.1-N）*40*V/300。

⑤换缸操作：频率：14000±2000m2/次（倒槽）或比重大于1.23换槽

换槽：排放原液，用自来水冲洗干净槽体，排净。

再用废中和液清洗槽内锰酸盐残渣，直到完全干净，然后排净。

加入2/3体积的DI水，分别加入所需用量的各种物料：MLB214D 30kg，KMnO4 50kg，NaOH 30kg。

补充液位至标准液位。开启加热，再生装置及搅拌。

搅拌30min后通知理化室分析并调整。

倒槽：将原液抽至一干净备用槽中，然后用自来水将槽体冲洗一遍，排净。

用废中和液清洗槽内锰酸盐残渣，直到完全干净，然后排净。

开启加热，再生装置及搅拌（注意不用打气）。

补充液位后，通知理化室分析并调整。

5 中和槽：

①作用：清除孔内及表面残留的KMnO4，防止对后续缸中成分的氧化而失效。

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②有效成分：MLB216 强度90~~100% 酸当量1.0~~2.0N

③成分分析：100m2耗量添加3L MLB216，频率：2day/次。

MLB216 强度的测定：

原理：MLB216为还原性物质，应用氧化还原滴定法，用硫酸铈铵作标准液。

试剂：0.1M硫酸高铁铵：48.2g硫酸高铁铵溶于1LDI水中，

20%硫酸：200m浓硫酸在不断搅拌下缓慢加入800mlDI水中。

0.1M硫酸铈铵：66.8g硫酸铈铵溶于1LDI水中，并加浓硫酸28ml。

步骤；取10ml样于250ml锥形瓶中，

加20ml硫酸高铁铵溶液及10ml20%的硫酸，煮沸5min。

用0.1M硫酸铈铵滴定至草绿色为终点。

计算：216强度%=（N*V）*820.7/10。

添加：MLB216添加量（L）=（95-216强度%）*200*V/1000。

MLB216酸当量浓度的测定。

原理：应用酸碱滴定法，以酚酞为指示剂，用NaOH标准液滴定。

试剂：酚酞指示剂：酚酞1g加酒精60ml，加水40ml0.2N的NaOH标准液。

步骤：移取2.0ml样于250ml锥形瓶中，加约80mlDI水，3滴PP指示剂。

用0.2N 的NaOH滴定至粉红色为终点。

计算：MLB216当量浓度=（N*V）/2。

添加：MLB216（L）=（1.5-216浓度）*2.75*V/1000。

Cu2+的测定：

原理：应用络合滴定法，以PAN为指示剂，EDTA标准液滴定。

试剂：PH=10的缓冲液：NH4Cl50克溶于DI水中，加浓氨水350ml，稀释至1L。

PAN指示剂：PAN0.1g加酒精50ml，加DI水50ml。0.05N 的EDTA标准液。

步骤：取5.0ml样于250ml锥形瓶中。

加约80mlDI水，20mlPH=10缓冲液和5滴PAN指示剂。

用0.05N的EDTA滴定至颜色由紫红色变为黄色为终点。

计算：Cu2+（g/L）=（N*V）*63.54/5。

控制：Cu2+小于25g/L，否则，立即换槽。

④操作参数：温度：40~~45℃ 最佳43℃ 时间：5min25sec 有循环过滤，摇摆。

⑤换缸操作：频率；3200±200m2/次。

排放原液，并用自来水冲洗干净，排净，用DI水冲洗干净并排净。

加入2/3体积的DI水，加入MLB216 70L。补充液位。

开启加热，循环，30min后取样分析并调整。

⑥日常维护：检查液位是否正常，2h/次，检查温度，过滤是否正常，4h/次。

换棉芯，1week/次。

6 除油：

①作用：除去板面及孔内的油污，提高化学铜与基体的结合力。

②有效成分：3320 碱性除油剂酸当量0.4~~0.52N

Cu2+ ≤2g/L。

③操作参数：温度40~~50℃ 最佳45℃ 时间：6min6sec。有循环过滤。

④成分分析：100m2耗量添加1.51L，分析频率：2 day/次。

3320含量测定：

原理：应用酸碱滴定，用酚酞作指示剂，用氢氧化钠滴定。

试剂：0.1%酚酞：酚酞1g加酒精60ml和DI水40ml0.2N NaOH标准液。

步骤：取5.0ml样于250ml锥形瓶中，加DI水80ml，3滴PP指示剂。用0.2N NaOH标准液滴至由无色变为浅粉红色为终点。

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计算：3320酸当量N*V）/5。

控制：0.4~~0.52N 最佳0.47N。

添加：3320（L）=（0.47-3320当量浓度）*V/3.3。

Cu2+的测定：

原理：应用络合滴定法，在PH=10缓冲条件下，以PAN为指示剂，用EDTA标准液滴定。

试剂：PH=10缓冲液，NH4Cl 50g溶于DI水中，加浓氨水350ml，稀释至1L。

0.1%PAN 0.1克PAN溶于酒精50ml和DI水50ml0.05N 的EDTA标准液。

步骤：取10。0ml样于250m锥形瓶中，加约50mlDI水和25mlPH=10的缓冲液，加3 滴0.1%PAN指示剂。

用0.05N 的EDTA滴至颜色由紫红色变为黄色为终点。

计算：Cu2+（g/L）=（N*V）*63.54/10。

控制：小于2g/L，否则换槽。

⑤换缸操作：频率：3200±200M2或Cu2+≥2g/L。

排放原液，先后用自来水，纯水冲洗缸体至干净，并排放。

加入约2/3体积的纯水，加入3320 52升，并补充液位。

开启加热，循环，搅拌30min后取样分析。

⑥日常维护：检查液位是否正常，2h/次，检查温度，过滤是否正常，4h/次，

换棉芯，1week/次。

7 粗化：

①作用：在基铜表面形成微观粗糙度，提高化学铜层与基铜的结合力。

②有效成分：APS： 80~~120g/L 最佳100g/L

H2SO4 25~~35ml/L 最佳30ml/L

Cu2+ ≤25g/L

③操作参数：温度室温。最佳30℃

时间 1miN13sec

有摇摆，开足打气，无过滤。

④成分分析：100M2耗量添加APS 4.5kg，硫酸勿需添加。频率：1班/次。

APS含量的测定与控制：

原理：APS是一种强氧化剂，可应用氧化还原滴定法，以淀粉作指示剂。用Na2S2O3标准滴定。

试剂：20%硫酸：200ml浓硫酸在不断搅拌下慢慢加入到800mlDI水中。 KI固体：CP级。 0.1N 的Na2S2O3标准液。

步骤：取2.0ml样品于250ml锥形瓶中。

加约80mlDI水，10ml20%硫酸，2g KI，摇匀，避光5~~10min。

用0.1N 的Na2S2O3标准滴定至淡黄色后，加入1ml淀粉指示剂，继续滴定至蓝色消失。

计算：APS=（N*V）*114/2。

添加：APS添加量（KG）=（100-APS含量）*V/1000

硫酸含量的测定与控制：

原理：酸碱滴定法，以MO为指示剂，用0.2N的NaOH滴定。

试剂：MO指示剂，MO 0.1g加DI水100ml。 0.2N 的NaOH标准液。

步骤：取1.0 ml样品于250ml锥形瓶中。

加约80mlDI水，3滴0.1% MO指示剂。

用0.2N 的NaOH标准液滴定至由红色变为黄色为终点。

计算：H2SO4（ml/L）=（N*V）*26.63

添加：H2SO4添加量（L）=（30- H2SO4（ml/L））*1000。

Cu2+的测定与控制：

原理：应用络合滴定法，在PH=10缓冲条件下，以PAN为指示剂，用EDTA标准液滴定。

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试剂：PH=10缓冲液，NH4Cl 50克溶于DI水中，加浓氨水350ml，稀释至1L。

0.1%PAN 0.1克PAN溶于酒精50ml和DI水50ml，0.05N 的EDTA标准液。

步骤：取2.0ml样于250m锥形瓶中，加约50mlDI水和20mlPH=10的缓冲液，加3 滴0.1%PAN指示剂。

用0.05N 的EDTA滴至颜色由紫红色变为橙黄色为终点。

计算：Cu2+：（g/L）=（N*V）*63.54/2。

控制：Cu2+≤25g/L，否则换槽。

⑤换缸操作：700±100m2/次或Cu2+≥25g/L。，频率：1班/次。

排放2/3体积母液，留1/3备用。

先后用自来水，DI水冲洗干净缸体，排净。

加入2/3体积的DI水，加入35kg的APS，10.5L的硫酸，补充液位，

开足打气，搅拌30min后取样分析并并调整。

8 预浸：

①作用：为防止水洗槽直接进活化槽易引起活化槽成分水解而分层。

②有效成分：C/P404 调节比重在1.100~~1.170。

③成分分析：100m2耗量添加C/P404 2.5kg。用波美计或比重计测试比重，然后调整。

④操作参数：温度室温时间 21sec。有循环过滤。

⑤换缸操作： 6000±500m2/次或≥Cu2+1.2g/L。

排放母液，先后用自来水，DI水冲洗干净缸体，排净。

加入2/3体积的DI水，加入88kg（V=350升）的C/P404，补充液位。

开启循环，30min后取样分析并并调整。

⑥日常维护：检查液位是否正常，2h/次，检查过滤，摇摆是否正常，4h/次，

换棉芯，1week/次或换药水时。

9 活化：

①作用：通过正负电荷的相互吸引，在孔内及板面吸附上一层胶体钯，保证后续沉铜反应的正常进行。

②有效成分；C/P404 调节比重在1.135~~1.167g/cm3。 Pb含量：100~~160 PPM 最佳130PPM

CAT44 强度80%~~100% SnCl2 3~~12 g/L。

③操作参数：温度40~~48℃ 最佳45℃ 时间：5min45sec。滴水时间：30sec。

有循环过滤。

④成分分析：100m2耗量添加CAT44 0.5L。 C/P404勿需添加。

CAT44含量的测定：

原理：应用比色法进行比较测其强度。

试剂：CAT404或者20% HCl。

步骤：取3ml浓缩液于100ml容量瓶中，用CAT404稀释至刻度线并摇匀。

分别吸取上述新配工作液5.2 ml、6.0 ml、 6.8 ml、7.5ml于25ml比色管中，用CAT404或20% HCl稀释至刻度摇匀。

吸取待测槽液7.5ml置于25ml比色管中，用CAT404或20% HCl稀释至刻度摇匀。

计算：与标准液比较得出其浓度。

添加：CAT44添加量=（90%-浓度）*30*V/1000。

SnCl2含量的测定：

原理：SnCl2是一种还原剂，故可应用氧化还原滴定法，以淀粉为指示剂，用碘标准液直接滴定。

试剂：20% HCl：200 ml HCl加DI水100 ml。 1%淀粉：1 g淀粉加沸水100 ml。 0。1N碘标准液。

步骤：移取10.0ml槽液于250ml锥形瓶中，加80 ml20% HCl，1 ml1%淀粉指示剂。

立即用0.1N碘标准液滴定至由无色变为不透明的蓝黑色为终点，记下读数（ml）。

计算：SnCl2（g/L）=（N*V）*94。8/1000。

添加：SnCl2（kg）=（8- SnCl2（g/L））*V/1000。

比重：用波美计或比重计测定，然后根据比重确定C/P404的添加量。

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⑤换缸操作：14000±2000m2/次倒槽 Cu2+≥1。5 g/L或Fe≥100PPM时换槽。

倒槽：将原液抽至一备用的干净桶中。

先后用自来水，1~`3%的HCl，DI水各冲洗缸体并循环过滤直至干净，排净。

将原液抽回清洗干净的生产槽中，补充DI水至标准液位。

开启循环，加热，30min后通知理化室分析成分并并调整。

换槽：排放原液。先后用自来水，1~`3%的HCl，DI水各冲洗缸体并循环过滤直至干净，排净。

事先配制要求的预浸槽液，加入2/3体积的预浸液，加入所需要量的CAT44，补充预浸液至标准液位。

过滤泵中放入用热水浸泡过的棉芯，开启循环，加热30min后通知理化室分析并调整。

⑥日常维护：检查液位是否正常，若低于标准液位，则需用配制好的预浸液补充，绝不允许用DI水直接加。2 h/次。

检查温度，过滤是否正常。4h/次。

棉芯更换，1week/次。

10 加速：

①作用：除去钯核表面的锡酸盐沉淀，露出钯核，以提供沉铜过程的催化剂。

②有效成分：ACC19加速剂酸当量 0.12~~0.17N

③操作参数：温度：26~~28℃ 27℃ 时间：2min28sec。有循环，摇摆。

④成分分析：100m2耗量添加1.0L的ACC19

ACC19总酸性浓度的测定：

原理：应用酸碱滴定，用酚酞（PP）作指示剂，用NaOH滴定。

试剂：0.1%酚酞：酚酞1g加酒精60ml和DI水40ml。0.2N NaOH标准液。

步骤：取10。0ml样于250ml锥形瓶中，加DI水80ml，3滴PP指示剂。

用0。2N NaOH标准液滴至由无色变为浅粉红色为终点。

计算：ACC19当量浓度=（N*V）/10。

添加：ACC19（L）=（0.15-AXX19当量）*1150*V/1000。

Cu2+的测定与控制：

原理：应用络合滴定法，在PH=10缓冲条件下，以PAN为指示剂，用EDTA标准液滴定。

试剂：PH=10缓冲液，NH4Cl50克溶于DI水中，加浓氨水350ml，稀释至1L。

0．1%PAN 0.1gPAN溶于酒精50ml和DI水50ml。0.05N 的EDTA标准液。

步骤：取20.0ml样于250m锥形瓶中，加约50mlDI水和25mlPH=10的缓冲液，加3 滴0.1%PAN指示剂。

用0.05N 的EDTA滴至颜色由紫红色变为橙黄色为终点。

计算：Cu2+（g/L）=（N*V）*63.54/20。

控制：Cu2+≤0。7 g/L 否则换槽。

⑤换槽： 5000±500m2/次或Cu2+≥0.7 g/L

排放原液，先后用自来水清洗缸体，过滤系统直至干净。

加入2/3体积的DI水，加入所需要用量的物料。（35L/350L槽体积ACC19）。

补充液位，开启温控，循环，30min后通知理化室分析并并调整。

⑥日常维护：检查液位是否正常，2h/次，检查温度，过滤是否正常，4h/次。

11 沉铜：

①作用：在孔内及板面沉上一层铜。

②有效成分：253A 硫酸铜铜含量 1.8~~2.5 g/L

253E EDTA 18~~25 g/L

253C 稳定剂

HCHO 3.0~~4.0 g/L

NaOH 9~~12 g/L

③操作参数：温度 30~~35℃ 34℃

时间 18min5sec 打气，循环过滤。

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④成分分析：

Cu2+的测定与控制：

原理：在酸性条件下，铜离子与KI作用析出碘，再用Na2S2O3滴定。

试剂：1%淀粉指示剂：淀粉1克加沸水100ml， 20%硫酸：将200ml浓硫酸在不断搅拌下加入800mlDI水中。

KI固体， 0。1N Na2S2O3 标准液。

步骤：吸取20。0 ml槽液于250 ml锥形瓶中，加约50 mlDI水，20 ml20%的硫酸及KI固体，摇匀，避光5min。用0。1N 的Na2S2O3滴至浅麦杆色，加1ml1%淀粉指示剂。继续用0。1N的Na2S2O3滴至兰色变为米色为终点，记下读数。（ml）。

计算：铜含量（g/L）=（N*V）*63。54/20。

控制：1。8~~2。5 g/L

添加：253A添加量（L）：=（2。2-- Cu2+含量）*V/65。

NaOH和HCHO的测定与控制：

原理：NaOH含量测定应用酸碱滴定法，以PH=10。2为终点。

HCHO含量测定应用酸碱滴定法，依据其与亚硫酸钠反应生成的氢氧概而测定。

试剂：无水亚硫酸钠：AR级，0。1N HCl标准液。

步骤：移取5ml槽液于50ml烧杯中。加DI水约30ml，以PH计测量，用0。1N HCl标准液滴定至PH=10。2，记下A毫升。

用0。1N HCl调至PH=10。0。加约3克无水亚硫酸钠，搅拌5分钟至完全溶解。

用0。1N HCl滴至PH=10。0。记下盐酸消耗数B毫升。

计算：NaOH（g/L）=（N*A）*40/5

HCHO（g/L）=（N*B）*30。03/5。

控制：NaOH： 9~~13 g/L HCHO： 3。0~~4。0 g/L

NaOH ：11．5 g/L HCHO ：3。5 g/L

添加：NaOH添加量（L）=（11。5-- NaOH（g/L））*V/300。

HCHO添加量（L）=（3．5-- HCHO（g/L））*V/360。

游离EDTA的测定与控制：

原理：在PH=10的条件下，以PAN为指示剂，用硫酸铜标准液来滴定游离的EDTA。

试剂：PH=10缓冲液，氯化铵50克溶于DI水中，加浓氨水350ml，稀释至1L。

0．1%PAN 0。1克PAN溶于酒精50ml和DI水50ml。 0。1M 的硫酸铜标准液。

步骤：取10。0ml样于250m锥形瓶中，加约80mlDI水和20mlPH=10的缓冲液，加3 滴0。1%PAN指示剂。

用0。1M 的EDTA硫酸铜滴至颜色由紫红色终点。记下读数（ml）。

计算：游EDTA（g/L）=（N*V）*416/10。

添加：253E添加量（L）=（20--游EDTA（g/L））*V/412。

⑤开缸操作：按正常洗缸程序洗缸。

加入2/3体积的纯水，

按253E（82L）→253A（36L）→253C（4。8L）→NaOH（37L）→HCHO（14L）的顺序依次添加所需要量的相应物料，并搅拌均匀。

补充液位，开启循环过滤，打气，加热，震动开关，搅拌30min后取样分析并调整。

⑥倒缸操作：每周/次。

将原液抽至一干净的另一生产槽中，注意在倒缸时仍然要加热槽液。

加入5%的硫酸和5%的双氧水泡缸。

待下次倒槽时，排放硫酸和双氧水。

先后用自来水和DI水冲洗缸体和缸壁，直到干净。

二TEFLON板材的化学沉铜工艺流程及技术参数

1 Teflon板的沉铜工艺流程为：

去毛刺→上板→孔处理→异丙醇→热水洗*2→下板─→磨板─→沉铜（从除油下缸）

└──→粗化──────↑

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2 孔处理：（V=50L）

①作用：利用萘钠络合物对TEFLON基材的极化处理，提高基材与孔铜之间的结合力。

②有效成分：金属钠（存放在煤油中） 1kg 2%

四氢呋喃 50L 12%

萘 6kg

③操作参数：温度室温

时间 30min（每10min左右前后摇摆挂蓝约20sec）

滴水 30sec

充氮气保护

④开缸（换缸）操作：

首先将原液排放，然后用异丙醇清洗，再用清水冲洗干净，并用干抹布擦干净。

给槽内充氮气1min，然后加入四氢呋喃约50L。再将1kg的钠从煤油中取出用刀片切成厚度小于5mm的小块加入槽内，最后再均匀加入6kg的萘。整个过程要充氮气。

搅拌1h，即可试板。

⑤耗量添加：每50m2补加钠约0。25kg，萘约1。25kg，四氢呋喃约10L。

每生产200 m2换槽。

3 异丙醇处理：

①作用：洗去板面及孔内的四氢呋喃，萘等成分。

②有效成分：100%异丙醇。

③操作参数：温度室温

时间 10min。

滴水 10sec。

④换缸操作：

将原液排放，然后用水将槽子清洗干净。

加入80L的异丙醇即可。

⑤耗量添加：平时注意补充液位。

每生产200 m2换槽。

4 热水洗：

①作用：洗去板面及孔内的异丙醇。

②有效成分：初级纯水。

③操作参数：温度 55±5℃

时间： 3min

滴水 5sec

④换缸操作：将原液排放，然后用水清洗干净。

加入初级纯水，并加热至55℃。

每生产50 m2换槽一次。

5 操作规范及注意事项：

①将板子整齐装入架子，拿板时注意双手拿板边，防止折板。

②孔处理槽放入板后，需充氮气10秒，然后加盖，异丙醇槽放入板后也需加盖。

③操作过程注意滴水时间控制，防止相互污染。

④生产车间严禁烟火，严禁水与孔处理药水及金属接触。

⑤孔处理后的板，若需要磨板的则过沉铜磨板机，磨去板面异物，再去沉铜，不能磨板的板则需除油，粗化处理，要求在水平机上完成。然后去沉铜。

⑥孔处理后的板沉铜时从除油缸下缸。

6 后续工艺与FR4板材一致。

三全板电镀的工艺参数

1 柠檬酸：

①作用：防止沉铜后板面及孔内铜氧化（影响化学铜层与板电铜层的结合力，甚至沉不上铜）。

②有效成分：柠檬酸 0。5~~1。0% 1。0%

③换缸操作：每班一次。

排放原液→用清水冲洗干净→按1。0%比例配柠檬酸。

2 上板：

3 水洗：初级纯水。

4 酸洗：

①作用：电镀前的酸洗可除去板面及孔内的一层薄的氧化层。

②有效成分：硫酸（纯水配） 3~~5% 4%

③成分分析：一般不作分析，若分析可按电铜槽之硫酸的分析原理进行分析。

④换缸操作：排放原液→用清水冲洗干净→用初级纯水按4。0%比例配硫酸（CP）。每三天/次。

5 电铜：相关项目见图形电镀铜的项目。

厚度要求与电镀时间及电流密度的关系可参照如下：

6 柠檬酸浸：作用：防止板面及孔内铜氧化。

7 烘干：

①作用：去除氧化层，并烘干以防止氧化。

②有效成分：硫酸 3~~5% 4%

③操作参数：酸洗温度室温烘干温度： 60~~80℃

输送速度： 3。5m/min。

④保养：酸洗槽每天换一次。

水洗槽每天换一次。

输送轮，喷嘴，喷管，风刀的清洁和清洗每周一次。

Chapter 3 常见故障原因分析及解决措施

1 化学镀铜空洞：（前工序）

2 化学镀铜空洞：

3化学镀铜层分层或起泡：

4产生瘤状物或孔粗：

5孔壁无铜：

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