CN114457396A - 一种适用于载板电镀的酸性镀铜工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及镀铜技术领域，具体公开了一种适用于载板电镀的酸性镀铜工艺，包括通过电镀液对载板进行电镀的步骤，其特征在于：所述电镀液成份包括：硫酸铜200‑250g/L、电镀级硫酸30‑50g/l、分析纯盐酸40‑80ppm、镀铜整平剂25‑40ml/L、镀铜光亮剂0.5‑1.3ml/l、镀铜润湿剂5‑15ml/L，针对于填盲孔的HDI产品所设计，适用于不溶解性阳极和可溶性阳极，且在垂直连续性电镀或传统龙门架式电镀线均能表现出优秀的填充能力，电镀液表现稳定，具有极佳填充盲孔的效果；电镀铜粒子具有光亮、结晶细密、延展性好和极佳的均匀性；可用直流电镀法生产，易于维护；可用侯氏槽和CVS分析控制。
Description
技术领域
本申请涉及镀铜技术领域，具体公开了一种适用于载板电镀的酸性镀铜工艺。
背景技术
在PCB制造业中，电镀铜已经应用许多年了，印制板电镀铜溶液属酸性溶液，具有高酸低铜特点，有极好的分散能力和深镀能力镀后的铜层有光泽性。
在印制板过程中，铜镀层有两种作用：一种是全板电镀铜，保护刚刚沉积的薄薄化学铜，防止化学铜氧化后被酸浸蚀掉，通过电镀将其加厚到一定的厚度，通常为5um～8um。另一种是图形电镀铜，将孔铜和线路铜加厚到一定厚度或作为镍的底层，通常厚度为20um～25um。
随着集成电路IC/载板尺寸越来越小，集成度越来越高，发热量越大，对载板的设计、电镀填盲孔填通孔工艺提出了新的要求，酸性镀铜具有电流效率高(接近100％)，成分简单，加入光亮剂后可得到全光亮、韧性好的镀层，是目前整平性、光亮性最为优越的镀种。再加之金属铜的价格远低于金属镍，因此，在我国得到广泛的应用，众所周知的是，酸铜镀液中必须含有一定浓度范围的氯离子。但它对酸铜的影响甚为微妙。据理论研究证明，氯离子含量偏低时，氯离子在阴极区与铜形成表面络合物的电子构型主要以dsp2杂化形式存在，络离子稳定性过强，而造成阴极极化值增高，二价铜离子还原所需的活化能升高，不利于二价铜的分步还原，二价铜直接向零价铜反应，出现整平性差，镀层粗糙、枝状镀层、针孔，甚至烧焦等现象。当氯离子浓度过高时，阴极区表面络合物的电子构型主要以dsp2型形式存在，阴极极化过小，导致铜镀层的光亮度下降，低电流密度区走位变差，现有的电镀液不能改善孔铜和表面铜厚度的电镀分布，电镀层不具有良好的延展性和低内应力，抗热冲击性能较差，在蚀板工艺时相对效率较慢且不够均匀，因此，发明人有鉴于此，提供了一种适用于载板电镀的酸性镀铜工艺，以便解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于解决传统的电镀液不能改善孔铜和表面铜厚度的电镀分布，电镀层不具有良好的延展性和低内应力的问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种适用于载板电镀的酸性镀铜工艺，包括通过电镀液对载板进行电镀的步骤，其特征在于：所述电镀液成份包括：硫酸铜200-250g/L、电镀级硫酸30-50g/l、分析纯盐酸 40-80ppm、镀铜整平剂25-40ml/L、镀铜光亮剂0.5-1.3ml/l、镀铜润湿剂 5-15ml/L；所述电镀液配置方法如下：
步骤S001，在存储槽中加入槽体积60％DI水，并加入比重为1.84 的浓硫酸并彻底混和；
步骤S002，加热槽液到35℃，然后加入电子级硫酸铜并彻底混合；
步骤S003，加入DI水至槽体积90～95％并待溶液冷却至20-26℃；
步骤S004，调节溶液中硫酸铜和硫酸含量；
步骤S005，提升氯离子浓度至40-80ppm；
步骤S006，5ASF拖缸1h；
步骤S007，依次按顺序加入相应的润湿剂、整平剂和光亮剂到槽液中；
步骤S008，5ASF拖缸4h，10ASF拖缸4h，20ASF拖缸2h；
步骤S009，调节润湿剂、整平剂和光亮剂的浓度，开始试产。
进一步，在步骤S005中，通过加入比重为1.18的浓盐酸升高氯离子浓度。
进一步，所述步骤S004中，对溶液中硫酸铜含量采用以下步骤检测：
步骤a1，取2ml溶液样品，加入100ml脱离子水；
步骤b1，加入15ml铵水缓冲液，滴入3～6滴PAN指示剂；
步骤c1，用0.1M EDTA滴定至溶液由紫色至绿色为终点；
步骤d1，采用CuSO4·5H2O g/l＝ml of 0.1M EDTA*12.45计算硫酸铜含量。
进一步，在步骤S004中，对溶液中硫酸含量采用以下步骤检测：
步骤a2，取2ml样品，加入100ml脱离子水；
步骤b2，滴入3～6滴甲基橙指示剂；
步骤c2，用1.0N氢氧化钠滴定至溶液由红色转黄色为终点；
步骤d2，采用H2SO4(98％)g/l＝ml/l of 1.0N NaOH*25.5计算硫酸含量。
进一步，在步骤S005中，对溶液中氯离子含量采用以下步骤检测：
步骤a3，取25ml样品于200ml烧杯，加入30ml蒸溜水和20ml浓度为50％的硝酸；
步骤b3，滴入加2～3滴0.1N硝酸银；
步骤c3，用0.01N硝酸汞滴定测试液并不断搅拌直至测试液由混浊至清晰；
步骤d3，采用氯离子ppm＝ml of 0.01Nx硝酸汞*14.2计算氯离子含量。
进一步，在步骤S005中，对溶液中氯离子含量采用以下步骤检测：
步骤a4，取50ml样品于200ml烧杯，加入5ml浓度为25％的硝酸，并加入50ml脱离子水，
步骤b4，将烧杯放在磁式搅拌器上，放进电极，打开电压表和记录电压和电压差；
步骤c4，每次加0.5ml0.02 N硝酸银至溶液内，并记录每次的电压和电压差；
步骤d4，记录出现最大电压差时的滴定数值；
步骤e4，采用滴定值*14.2＝ppm氯离子计算氯离子含量。
进一步，在步骤d4中，在最大电压差出现时，继续添加0.5～2ml0.02 N硝酸银确认最大电压差，最终滴定数字采用两个最大电压差的平均值。
进一步，所述对载板进行电镀的步骤包括依次对载板进行清洁、水洗、酸浸、电镀、二次水洗和烘干。
进一步，所述电镀液成份包括：硫酸铜230g/L、电镀级硫酸40g/l、分析纯盐酸60ppm、镀铜整平剂32ml/L、镀铜光亮剂0.9ml/l、镀铜润湿剂10ml/L，温度为23℃，所述电镀过程中的阴极电流密度为8-20ASF。
与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：
1、本发明公开的酸性镀铜工艺针对于填盲孔的HDI产品所设计，适用于不溶解性阳极和可溶性阳极，且在垂直连续性电镀或传统龙门架式电镀线均能表现出优秀的填充能力。
2、本发明公开的电镀液表现稳定，具有极佳填充盲孔的效果；电镀铜粒子具有光亮、结晶细密、延展性好和极佳的均匀性；可用直流电镀法生产，易于维护；可用侯氏槽和CVS分析控制。
3、在本发明中，整平剂控制高电流密度区域的沉积并增加走位；光亮剂控制结晶细密和光亮；润湿剂剂保证孔内的湿润性，提高孔内沉积品质。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
一种适用于载板电镀的酸性镀铜工艺，实施例一：对需要进行电镀的载板依次进行清洁、水洗、酸浸、电镀、二次水洗和烘干步骤，在酸浸之前，也可进行微蚀和微蚀后的水洗，此操作为现有的技术内容，此处不做过多的赘述，在该过程中，电镀过程中的阴极电流密度为8ASF，电镀液成份包括：硫酸铜200g/L、电镀级硫酸30g/l、分析纯盐酸40ppm、镀铜整平剂25ml/L、镀铜光亮剂0.5ml/l、镀铜润湿剂5ml/L。
在该过程中使用的电镀液采用如下步骤进行配置：
步骤S001，在存储槽中加入槽体积60％DI水，并加入比重为1.84 的C.P级浓硫酸并彻底混和；该过程的反应是属于放热反应，有热量产生；在操作时需注意佩戴适当的防护工具。
步骤S002，加热槽液到35℃，然后缓慢的加入电子级硫酸铜并彻底混合。
步骤S003，加入DI水至槽体积90％并待溶液冷却至20℃，继续循环直至完全溶解。
步骤S004，对溶液中硫酸铜含量进行检测，并且调节溶液中硫酸铜和硫酸含量，对溶液中硫酸铜含量进行检测的步骤如下：
步骤a1，取2ml溶液样品，加入100ml脱离子水；
步骤b1，加入15ml铵水缓冲液，滴入3～6滴PAN指示剂；
步骤c1，用0.1M EDTA滴定至溶液由紫色至绿色为终点；
步骤d1，采用CuSO4·5H2O g/l＝ml of 0.1M EDTA*12.45计算硫酸铜含量。
同时对溶液中硫酸含量采用以下步骤检测：
步骤a2，取2ml样品，加入100ml脱离子水；
步骤b2，滴入3～6滴甲基橙指示剂；
步骤c2，用1.0N氢氧化钠滴定至溶液由红色转黄色为终点；
步骤d2，采用H2SO4(98％)g/l＝ml/l of 1.0N NaOH*25.5计算硫酸含量。
步骤S005，通过加入比重为1.18的浓盐酸升高氯离子浓度至40ppm；，在该过程中，对溶液中氯离子含量采用以下两种方法中的任一一种：
方法一：
步骤a3，取25ml样品于200ml烧杯，加入30ml蒸溜水和20ml浓度为50％的硝酸；
步骤b3，滴入加2～3滴0.1N硝酸银；
步骤c3，用0.01N硝酸汞滴定测试液并不断搅拌直至测试液由混浊至清晰；
步骤d3，采用氯离子ppm＝ml of 0.01Nx硝酸汞*14.2计算氯离子含量。
方法二：
步骤a4，取50ml样品于200ml烧杯，加入5ml浓度为25％的硝酸，并加入50ml脱离子水，
步骤b4，将烧杯放在磁式搅拌器上，放进电极，打开电压表和记录电压和电压差；
步骤c4，每次加0.5ml0.02 N硝酸银至溶液内，并记录每次的电压和电压差；
步骤d4，记录出现最大电压差时的滴定数值，在最大电压差出现时，继续添加0.5～2ml0.02 N硝酸银确认最大电压差，最终滴定数字采用两个最大电压差的平均值；
步骤e4，采用滴定值*14.2＝ppm氯离子计算氯离子含量。
步骤S006，5ASF拖缸1h；
步骤S007，依次按顺序加入相应的润湿剂、整平剂和光亮剂到槽液中；
步骤S008，5ASF拖缸4h，10ASF拖缸4h，20ASF拖缸2h；
步骤S009，调节润湿剂、整平剂和光亮剂的浓度，开始试产。
实施例二：对需要进行电镀的载板依次进行清洁、水洗、酸浸、电镀、二次水洗和烘干步骤，在酸浸之前，也可进行微蚀和微蚀后的水洗，此操作为现有的技术内容，此处不做过多的赘述，在该过程中，电镀过程中的阴极电流密度为20ASF，电镀液成份包括：硫酸铜250g/L、电镀级硫酸 50g/l、分析纯盐酸80ppm、镀铜整平剂40ml/L、镀铜光亮剂1.3ml/l、镀铜润湿剂15ml/L。
在该过程中使用的电镀液采用如下步骤进行配置：
步骤S001，在存储槽中加入槽体积60％DI水，并加入比重为1.84 的C.P级浓硫酸并彻底混和；该过程的反应是属于放热反应，有热量产生；在操作时需注意佩戴适当的防护工具。
步骤S002，加热槽液到35℃，然后缓慢的加入电子级硫酸铜并彻底混合。
步骤S003，加入DI水至槽体积90～95％并待溶液冷却至26℃，继续循环直至完全溶解。
步骤S004，对溶液中硫酸铜含量进行检测，并且调节溶液中硫酸铜和硫酸含量，对溶液中硫酸铜含量进行检测的步骤如下：
步骤a1，取2ml溶液样品，加入100ml脱离子水；
步骤b1，加入15ml铵水缓冲液，滴入3～6滴PAN指示剂；
步骤c1，用0.1M EDTA滴定至溶液由紫色至绿色为终点；
步骤d1，采用CuSO4·5H2O g/l＝ml of 0.1M EDTA*12.45计算硫酸铜含量。
同时对溶液中硫酸含量采用以下步骤检测：
步骤a2，取2ml样品，加入100ml脱离子水；
步骤b2，滴入3～6滴甲基橙指示剂；
步骤c2，用1.0N氢氧化钠滴定至溶液由红色转黄色为终点；
步骤d2，采用H2SO4(98％)g/l＝ml/l of 1.0N NaOH*25.5计算硫酸含量。
步骤S005，通过加入比重为1.18的浓盐酸升高氯离子浓度至80ppm；，在该过程中，对溶液中氯离子含量采用以下两种方法中的任一一种：
方法一：
步骤a3，取25ml样品于200ml烧杯，加入30ml蒸溜水和20ml浓度为50％的硝酸；
步骤b3，滴入加2～3滴0.1N硝酸银；
步骤c3，用0.01N硝酸汞滴定测试液并不断搅拌直至测试液由混浊至清晰；
步骤d3，采用氯离子ppm＝ml of 0.01Nx硝酸汞*14.2计算氯离子含量。
方法二：
步骤a4，取50ml样品于200ml烧杯，加入5ml浓度为25％的硝酸，并加入50ml脱离子水，
步骤b4，将烧杯放在磁式搅拌器上，放进电极，打开电压表和记录电压和电压差；
步骤c4，每次加0.5ml0.02 N硝酸银至溶液内，并记录每次的电压和电压差；
步骤d4，记录出现最大电压差时的滴定数值，在最大电压差出现时，继续添加0.5～2ml0.02 N硝酸银确认最大电压差，最终滴定数字采用两个最大电压差的平均值；
步骤e4，采用滴定值*14.2＝ppm氯离子计算氯离子含量。
步骤S006，5ASF拖缸1h；
步骤S007，依次按顺序加入相应的润湿剂、整平剂和光亮剂到槽液中；
步骤S008，5ASF拖缸4h，10ASF拖缸4h，20ASF拖缸2h；
步骤S009，调节润湿剂、整平剂和光亮剂的浓度，开始试产。
实施例三：对需要进行电镀的载板依次进行清洁、水洗、酸浸、电镀、二次水洗和烘干步骤，在酸浸之前，也可进行微蚀和微蚀后的水洗，此操作为现有的技术内容，此处不做过多的赘述，在该过程中，电镀过程中的阴极电流密度为14ASF，电镀液成份包括：硫酸铜230g/L、电镀级硫酸 40g/l、分析纯盐酸60ppm、镀铜整平剂32ml/L、镀铜光亮剂0.9ml/l、镀铜润湿剂10ml/L。
在该过程中使用的电镀液采用如下步骤进行配置：
步骤S001，在存储槽中加入槽体积60％DI水，并加入比重为1.84 的C.P级浓硫酸并彻底混和；该过程的反应是属于放热反应，有热量产生；在操作时需注意佩戴适当的防护工具。
步骤S002，加热槽液到35℃，然后缓慢的加入电子级硫酸铜并彻底混合。
步骤S003，加入DI水至槽体积90～95％并待溶液冷却至23℃，继续循环直至完全溶解。
步骤S004，对溶液中硫酸铜含量进行检测，并且调节溶液中硫酸铜和硫酸含量，对溶液中硫酸铜含量进行检测的步骤如下：
步骤a1，取2ml溶液样品，加入100ml脱离子水；
步骤b1，加入15ml铵水缓冲液，滴入3～6滴PAN指示剂；
步骤c1，用0.1M EDTA滴定至溶液由紫色至绿色为终点；
步骤d1，采用CuSO4·5H2O g/l＝ml of 0.1M EDTA*12.45计算硫酸铜含量。
同时对溶液中硫酸含量采用以下步骤检测：
步骤a2，取2ml样品，加入100ml脱离子水；
步骤b2，滴入3～6滴甲基橙指示剂；
步骤c2，用1.0N氢氧化钠滴定至溶液由红色转黄色为终点；
步骤d2，采用H2SO4(98％)g/l＝ml/l of 1.0N NaOH*25.5计算硫酸含量。
步骤S005，通过加入比重为1.18的浓盐酸升高氯离子浓度至60ppm；，在该过程中，对溶液中氯离子含量采用以下两种方法中的任一一种：
方法一：
步骤a3，取25ml样品于200ml烧杯，加入30ml蒸溜水和20ml浓度为50％的硝酸；
步骤b3，滴入加2～3滴0.1N硝酸银；
步骤c3，用0.01N硝酸汞滴定测试液并不断搅拌直至测试液由混浊至清晰；
步骤d3，采用氯离子ppm＝ml of 0.01Nx硝酸汞*14.2计算氯离子含量。
方法二：
步骤a4，取50ml样品于200ml烧杯，加入5ml浓度为25％的硝酸，并加入50ml脱离子水，
步骤b4，将烧杯放在磁式搅拌器上，放进电极，打开电压表和记录电压和电压差；
步骤c4，每次加0.5ml0.02 N硝酸银至溶液内，并记录每次的电压和电压差；
步骤d4，记录出现最大电压差时的滴定数值，在最大电压差出现时，继续添加0.5～2ml0.02 N硝酸银确认最大电压差，最终滴定数字采用两个最大电压差的平均值；
步骤e4，采用滴定值*14.2＝ppm氯离子计算氯离子含量。
步骤S006，5ASF拖缸1h；
步骤S007，依次按顺序加入相应的润湿剂、整平剂和光亮剂到槽液中；
步骤S008，5ASF拖缸4h，10ASF拖缸4h，20ASF拖缸2h；
步骤S009，调节润湿剂、整平剂和光亮剂的浓度，开始试产。
在本发明公开的电镀液中，整平剂为一类带有很强的正电性的铵类物质，很容易吸附在镀件表面电流密度较大处，与铜离子竞争，使得铜离子在高电位处不易沉积，但又不影响低电流区的铜沉积；光亮剂为一类含硫化合物，其在氯离子协助下能产生去极化作用，即与铜离子络合，降低铜的析出电位，加速镀铜的沉积速度；润湿剂可以降低镀液的表面张力，且在氯离子协同作用下，增加表面面铜处的放电电阻，抑制表面面铜厚度的增长，产生极化作用，另外其对小孔的具有一定的润湿作用并可协助光亮剂前往阴极凹陷处。
而本发明的电镀过程中，可分为起始阶段、填充阶段和完成阶段，在起始阶段，吸附占位,加速剂快速扩散至孔底，抑制剂多吸附在表面；在填充阶段，形成填充模式，对盲孔进行填充，在完成阶段，表面整平，同时抑制盲孔继续向上生长。
在本发明对载板进行电镀的过程中，采用垂直连续电镀铜线设备进行电镀。
槽体：半硬聚氯乙烯、聚丙烯；阳极：磷铜阳极或者氧化铱钛网；阳极袋：无毛刺的涤纶、聚丙烯或代纳尔(Dynel)；加热器：聚四氟乙烯 (PTFE)涂覆，板式加热器，石英或铝瓷质浸入式加热器；过滤器：聚四氟乙烯(PTFE)涂覆，板式加热器，石英或铝瓷质浸入式加热器；电源：3－6伏整流器，正常电镀电压要低于4V；搅拌器：无油空气搅拌，副槽需要保持持续的空气搅拌。
在电镀液配备之前，先按以下步骤进行洗槽：
(1)用30～50g/L的氢氧化钠水溶液清洗4个小时。
(2)用30～50ml/L的硫酸溶液循环2个小时。
(3)水洗。
在本发明本发明公开的工艺对载板进行电镀后的性能测试中，铜延展性满足刚标要求≥20％；在条件为：125℃*6h baking Contion A:288℃， 10s,3cycles的漂锡测试中，外层焊盘、走线均无起泡、剥离等，无盲孔底部裂纹，无分层爆板，切片质量满足载板刚标要求；在条件为：125℃ *6h baking 260℃reflow*6cycles的回流测试中，测试前后测互联电阻，电阻变化小于10％；无盲孔底部裂纹，无分层爆板，切片质量满足载板刚标要求；在条件为Precondition(MSL3)，-55℃to+125℃1000 cycles；(SOAK MODE＝2转换时间小于20秒，PERIOD<11mins)的冷热冲击测试中，在第一个循环和完成循环测试后测互联电阻，电阻变化小于 10％。切片质量符合载板刚标要求。
综上，本发明公开的酸性镀铜工艺针对于填盲孔的HDI产品所设计，适用于不溶解性阳极和可溶性阳极，且在垂直连续性电镀或传统龙门架式电镀线均能表现出优秀的填充能力；并且本发明公开的电镀液表现稳定，具有极佳填充盲孔的效果；电镀铜粒子具有光亮、结晶细密、延展性好和极佳的均匀性；可用直流电镀法生产，易于维护；可用侯氏槽和CVS分析控制；而且整平剂控制高电流密度区域的沉积并增加走位；光亮剂控制结晶细密和光亮；润湿剂剂保证孔内的湿润性，提高孔内沉积品质。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种适用于载板电镀的酸性镀铜工艺，包括通过电镀液对载板进行电镀的步骤，其特征在于：所述电镀液成份包括：硫酸铜200-250g/L、电镀级硫酸30-50g/l、分析纯盐酸40-80ppm、镀铜整平剂25-40ml/L、镀铜光亮剂0.5-1.3ml/l、镀铜润湿剂5-15ml/L；所述电镀液配置方法如下：
步骤S001，在存储槽中加入槽体积60％DI水，并加入比重为1.84的浓硫酸并彻底混和；
步骤S002，加热槽液到35℃，然后加入电子级硫酸铜并彻底混合；
步骤S003，加入DI水至槽体积90～95％并待溶液冷却至20-26℃；
步骤S004，调节溶液中硫酸铜和硫酸含量；
步骤S005，提升氯离子浓度至40-80ppm；
步骤S006，5ASF拖缸1h；
步骤S007，依次按顺序加入相应的润湿剂、整平剂和光亮剂到槽液中；
步骤S008，5ASF拖缸4h，10ASF拖缸4h，20ASF拖缸2h；
步骤S009，调节润湿剂、整平剂和光亮剂的浓度，开始试产。
2.根据权利要求1所述的一种适用于载板电镀的酸性镀铜工艺，其特征在于，在步骤S005中，通过加入比重为1.18的浓盐酸升高氯离子浓度。
3.根据权利要求2所述的一种适用于载板电镀的酸性镀铜工艺，其特征在于，所述步骤S004中，对溶液中硫酸铜含量采用以下步骤检测：
步骤a1，取2ml溶液样品，加入100ml脱离子水；
步骤b1，加入15ml铵水缓冲液，滴入3～6滴PAN指示剂；
步骤c1，用0.1M EDTA滴定至溶液由紫色至绿色为终点；
步骤d1，采用CuSO4·5H2O g/l＝ml of 0.1M EDTA*12.45计算硫酸铜含量。
4.根据权利要求2或3所述的一种适用于载板电镀的酸性镀铜工艺，其特征在于，在步骤S004中，对溶液中硫酸含量采用以下步骤检测：
步骤a2，取2ml样品，加入100ml脱离子水；
步骤b2，滴入3～6滴甲基橙指示剂；
步骤c2，用1.0N氢氧化钠滴定至溶液由红色转黄色为终点；
步骤d2，采用H2SO4(98％)g/l＝ml/l of 1.0N NaOH*25.5计算硫酸含量。
5.根据权利要求4所述的一种适用于载板电镀的酸性镀铜工艺，其特征在于，在步骤S005中，对溶液中氯离子含量采用以下步骤检测：
步骤a3，取25ml样品于200ml烧杯，加入30ml蒸溜水和20ml浓度为50％的硝酸；
步骤b3，滴入加2～3滴0.1N硝酸银；
步骤c3，用0.01N硝酸汞滴定测试液并不断搅拌直至测试液由混浊至清晰；
步骤d3，采用氯离子ppm＝ml of 0.01Nx硝酸汞*14.2计算氯离子含量。
6.根据权利要求4所述的一种适用于载板电镀的酸性镀铜工艺，其特征在于，在步骤S005中，对溶液中氯离子含量采用以下步骤检测：
步骤a4，取50ml样品于200ml烧杯，加入5ml浓度为25％的硝酸，并加入50ml脱离子水，
步骤b4，将烧杯放在磁式搅拌器上，放进电极，打开电压表和记录电压和电压差；
步骤c4，每次加0.5ml0.02N硝酸银至溶液内，并记录每次的电压和电压差；
步骤d4，记录出现最大电压差时的滴定数值；
步骤e4，采用滴定值*14.2＝ppm氯离子计算氯离子含量。
7.根据权利要求6所述的一种适用于载板电镀的酸性镀铜工艺，其特征在于，在步骤d4中，在最大电压差出现时，继续添加0.5～2ml0.02N硝酸银确认最大电压差，最终滴定数字采用两个最大电压差的平均值。
8.根据权利要求1、2、3、5、6或7任一所述的一种适用于载板电镀的酸性镀铜工艺，其特征在于，所述对载板进行电镀的步骤包括依次对载板进行清洁、水洗、酸浸、电镀、二次水洗和烘干。
9.根据权利要求8所述的一种适用于载板电镀的酸性镀铜工艺，其特征在于，所述电镀液成份包括：硫酸铜230g/L、电镀级硫酸40g/l、分析纯盐酸60ppm、镀铜整平剂32ml/L、镀铜光亮剂0.9ml/l、镀铜润湿剂10ml/L，温度为23℃，所述电镀过程中的阴极电流密度为8-20ASF。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107858714A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-03-30 | 江西博泉化学有限公司 | 一种酸性电镀铜工艺 |
| CN108085722A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-29 | 江西博泉化学有限公司 | 一种酸性镀铜工艺以及方法 |
| CN109023448A (zh) * | 2018-08-30 | 2018-12-18 | 真华成(深圳)贸易有限公司 | 填孔电镀方法 |
| US20210130970A1 (en) * | 2019-11-05 | 2021-05-06 | Macdermid Enthone Inc. | Single Step Electrolytic Method of Filling Through Holes in Printed Circuit Boards and Other Substrates |
| CN112813470A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 南通赛可特电子有限公司 | 一种pcb硫酸铜直流电镀工艺 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107858714A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-03-30 | 江西博泉化学有限公司 | 一种酸性电镀铜工艺 |
| CN108085722A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-29 | 江西博泉化学有限公司 | 一种酸性镀铜工艺以及方法 |
| CN109023448A (zh) * | 2018-08-30 | 2018-12-18 | 真华成(深圳)贸易有限公司 | 填孔电镀方法 |
| US20210130970A1 (en) * | 2019-11-05 | 2021-05-06 | Macdermid Enthone Inc. | Single Step Electrolytic Method of Filling Through Holes in Printed Circuit Boards and Other Substrates |
| CN112813470A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 南通赛可特电子有限公司 | 一种pcb硫酸铜直流电镀工艺 |
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