至于短多少则要视阴阳极距,槽深,挂架,搅拌方式等实施状况而定; (3).阳极袋可用PP材质，用以前要稀硫酸浸一段时间;

(4).正常的阳极膜是黑色的，若呈棕色时表阳极中含磷不够，呈银灰色时表液中氯 离子太多而成了氯化铜。但这只是一般判断尚须槽液分析辅助;

(5).阳极袋的功用在防止阳极膜屑.碎铜粒掉落槽中,更换频率约一年四次,但只要发现 有破得马上换掉; 过滤及吹气

(1).过滤:一则使镀液流动,再则使浮游物被滤掉,其过滤速度应每小时至少使镀槽全部镀液能循环3次,当然速度愈大愈能降低diffusion layer的厚度有利电镀;滤心要在5微吋以下之密度,以达清洁之目的;

(2).吹气管放置在阴极板的正下方两排向下45°吹气,见图9.7除降低diffusion layer 的厚度,加速离子的补充,更可以帮助光泽发挥作用;

摆动与震动

摆动与震动的目的也在缩小diffusion layer,并使孔内不残留气泡.. 温度

第三代硫酸铜要在25℃左右操作最好,温度高了会造成添加剂的裂解,不但用量增加而且造成污染非常不利;故在本省之亚热带气候夏天需要冷冻降温;但镀液低于15℃以下时会造成导电不良,效率降低,故到了冬天后又要做加温的设施,以减少因低温而造成的粗糙、无光泽甚至烧焦;

安培小时自动添加

此部份已属标准配备

维护及管理：

日常管理:槽液之日常操作可在一个过滤机中加装活性滤心,使裂解的有机物得以吸附使镀层能保有良好的性能;此种日常轻度的处理可延长镀液的寿命,减少carbon treatment的频率; 分析及补充:要每日对铜浓度、硫酸浓度及氯离子含量做化学分析,再根据实际结果做调整,须注意做长期趋势分析以判断有否操作异常,或设定条件有误; 光泽剂的补充分析:

(1).安培小时自动添加;

(2).用哈氏槽(hull cell)模拟实验; (3) CVS分析;

6.镀锡:

镀锡铅制程:

前言

二次铜后镀锡铅合金的目的有二:

a. 蚀刻阻剂,保护其所覆盖的铜导体不会在碱性蚀铜时受到攻击; b. 装配焊接,须再经IR重熔,目前多已不使用;

由于铅对人体有颇大的为害,废液处理不便宜因此纯锡电镀已渐取代传统锡铅;

液配方及其操作:

A. 标准型配方(Standard Bath) :

阳极组成(60％锡,40％铅)与阴极之面积比为1/2,搅拌要做阴极杆往复式机械搅拌,及连续过滤;

B. 高分布力镀液(High Throwing Power Bath)

其它搅拌、过滤、及阳极与标准液相同;

高分布液与标准液最大的不同在金属浓度的大量降低,但同时都大大提高游离氟硼酸量,使板子上不会因电流密度相差太大而引起镀层厚度的悬殊差异,高分布液因金属含量低了在配液成本及板子作业带出也因之降低,对于废水的负担也相形减轻;

C. 原理及操作 各个成份菜单:

a. 钖铅槽以氟硼酸系为主,调配药液成份可得不同的钖铅比例,从0%至100%的组成都可能,离子来源是氟硼酸锡及氟硼酸铅在镀液中水解而成二价锡离子及二价铅离子;

b. 游离氟硼酸在镀液中,主要功用则是阳极的溶解,增加导电度并能抑制锡铅盐类的分 解,尤其是阻止二价锡氧化成为四价锡,又能帮助镀层晶元的细腻化,扮演着重要的角色;氟硼酸是由氢氟酸及硼酸二者反应而得:

4HF + H3BO3 a HBF4 + 3H2O

但此为可逆反应会再水解而成为HF及H3 BO3 的,因此槽液中要挂一内装硼酸的PP 布袋,以抑制氟硼酸的水解;

c. 添加剂中以蛋白梀Peptone最常用蛋白梀Peptone是一种蛋白质水解成胺基酸的过程 的产物多由牛肉或牛胶在酸中水解所制成;用于电镀时多加有防腐剂以防细菌所败坏;其在镀液是扮演一种使镀层晶粒细腻化,抑制高电流区长树现象(Treeing),并增加并增加镀液的分布力,其含量以5-6g/l为宜.蛋白梀不易用简单的方法分析,需用到 哈氏槽试验作为判断的方法;

d. 镀槽不用吹气搅拌以免产生氧化四价锡沉淀,若前制程带入硫酸根则会和铅形成不溶 性硫酸铅沉淀,一般处理的方式是在槽前加一槽氟硼酸浸渍,如此既可防止杂物携入又可防止过多的水引入后所造成的水解问题;

e. 为焊接而作的镀层仍以钖铅为多,最常被要求的电镀钖铅组成是40%铅60%锡.一般在两金属间会产生接口金属(IMC),对铜钖而言有Cu3Sn的εphase及Cu5Sn6的 η phase,前者出现是焊锡性不利的表征,后者是焊接之初焊接良好的产物;

f. 因环保问题,锡铅组成稳定度问题,很多使用者已改采纯钖作为电路板抗蚀金属纯钖制程后面会提及;

纯锡制程

A.镀纯锡是一种极容易且广泛应用于特定用途的电镀,由于锡的High throwing power, 因此即使特殊形状有凹孔的镀件,也不需要特殊形状的阳极来改善其电镀分布;

B.商业化的锡镀槽目前有四种,各为氟硼酸锡、酸钾、及卤化锡氟;

C.硼酸锡槽:一种不太需要控制的槽液,阴阳极效率多到达近100%,一般的锡电镀在氟硼酸槽中锡为+2价,而在锡酸盐槽中锡为+4价,因此电镀速率有两倍的差距,操作温度约为32~54℃;

D.光泽系统可用的有多种,如:蛋白质(Peptone),白明胶(Gelatin),β-Naphthol,邻苯二酚(Hydroquinone)等;

E.锡槽原则上不加空气搅拌,以免产生锡氧化而生成白色沉淀,实务上锡阳极电流密度 以不超过25ASF为原则,以免因锡溶解过快而使槽内锡浓度增高;

镀纯锡制程

A.镀纯锡制程是目前PCB业界中广范应用的一种抗蚀刻电镀法,

B.镀锡时所使用的药水为硫酸亚锡,此种药水分散性较好,且污染性较氟硼酸系药水小,所以目前业界中多使用此种制程; C.药水浓度管控: 成份 SnSO4 H2SO4 锡添加剂708 浓度 40g/L 200g/L 40±5ml/L 功能 为槽液中提供锡离子 电解液的导电液 锡槽的光泽剂,提供电镀时所需的光亮剂 D. 锡槽不加空气搅拌,以免产生锡氧化而生成白色沉淀,实务上锡阳极电流密度 以不超

过25ASF为原则,以免因锡溶解过快而使槽内锡浓度增高;

E.此种药水在正常使用过程中会产生二份锡离子,此种药水在电镀过程中不仅仅会产生四份锡离子,同时亦会产生二份锡,当二份锡沉集到一定的程度即会使槽液逐步的成乳白色,此时需对槽液做沉降处理, 污染的影响

锡铅镀液最容易引起污染的金属杂质就上游流程的铜,而影响锡铅镀层性质及其装配时之可焊性最大者也是铜;锡铅镀液中只要铜染浓度超过20PPM时镀层立即会反映出各种不良的征状,现分述于后;

A.镀面由原来正常的浅灰色变成昏暗之深灰色,若用哈氏槽印证时,在267 ml小槽中在无搅拌之静止镀液中以１安培镀10分钟后,在黄铜试片右缘低电流密度处会发现明显变黑的情形即为铜污染之明证;

B.铜污染会引起镀液中二价锡的氧化成为四价锡,并使阳极产生较多的钝层膜,甚至引起镀层中有氧化铅的存在,因而造成重熔的困难,会产生重熔后表面的砂砾状,锡面不平(dewet)以及许多小坑陷(pimpling)幸好此种无法避免的铜污染可用低电流假镀法可以除去,其做法是定时用折折状的不锈钢板当成阴极假镀板,以1-3 ASF去镀几小时就可以除掉;

C.除了铜之外其它也会有银、锌、镉等都可能存在阳极中及来自环境中铁等的污染,幸好此等微量的金属污染尚不致造成焊性的恶化,但若含量过多时也会影响镀液的分布力及镀层之