PCB微电子电镀技术总结（上）

一 络合物的配位理论和添加剂的表面吸附理论在电镀技术中的应用
　　电镀药水中不是有了金属离子，一通电就能在工件上析出合格的金属镀层的。而是要使阴极在一定的极化条件下，才能析出合格的镀层。
　　金属离子在原始的药水中（没有络合剂和添加剂的药水）有一个析出电位，当阴极上加上这个析出电位值时，金属离子就接受电子还原析出金属镀层。但是析出的金属是没有规律的晶格，是疏松的镀层。通过加入络合剂或添加剂，会使金属子还原析出镀层的电位向负方向移动，这种现象称之为阴极的极化。在相对比较高的电场能下进行电析，也就是在电析时克服了一些阻力。克服了电析的困难，析出金属（金属离子得到电子还原的过程）的过程不那么容易了。这种阻力，这种阴极极化，给离子还原后的排列成整齐的晶格创造了必要的条件。使镀层变得细腻致密，而不是疏松。可以通过调整络合剂或添加剂的量，使阴极得到合适的极化值，直至镀得合格的镀层。
　　二 简述络合剂的配位理论
　　金属离子在无络合剂的条件下，在溶液中是很自由的，加入络合剂后，络合物能把中心金属离子以配位的方式束缚起来，使金属离子的放电行为变得不自由，增加了放电的困难，甚至改变了离子的电荷性质，由正离子转为负离子。
　　络合物对中心金属离子的配位络合作用，降低了金属离子的有效浓度，控制了金属离子的活度，增加了阴极的极化，为镀层晶格的细化创造了条件，也就是说络合配位作用控制了金属离子的电化学行为，控制了反应速度和电结晶过程。
　　三 简述添加剂的表面吸附理论
　　加入镀液的添加剂、表面活性剂一般是有机物。有机物有两个特性：（1）具有电阻（2）在工件表面有较大的吸附力。金属离子要到工件表面（阴极）去放电（接受电子还原），受到吸附在工件表面有机薄膜的阻挡（添加剂的阻挡）。原本可以还原析出的条件，因为有了有机膜的阻挡而不能还原。如果要使其还原（接受阴极的电子），就得增加阴极的电位，使阴极电位变得更负，也就是说有了添加剂的吸附作用，增加了阴极极化。如果把吸附在工件表面的有机膜当作成千上万只电容器（微观电容），金属离子要在阴极上放电（接受电子还原），就得冲破（击穿）这些微观电容器，要击穿电容器，必须增加电场能，必须使阴极电位变得更负，也就是说析出电位向负方向移动。
　　通过络合物配位的方法和加入添加剂的方法，虽然方法不同，理论也不同，但都能达到阴极极化的目的。既然用两种不同的理论和方法都能增加阴极极化，很自然的，经常把二者结合起来同时作用于某种镀液，使起到协同作用，增加阴极极化。所以常规的镀液有如下几种材料组成：
　　1 主盐。含有被镀金属的盐，提供金属离子。
　　2 络合剂。用于与金属离子络合配位，提高阴极极化。同时增加药水导电能力。
　　3 添加剂（包括光亮剂）。吸附在工件表面提高阴极极化。有增加药水电阻的效应。
　　4 润湿剂。使工件表面与镀液亲润（它常存在于添加剂中）。
　　5 抗氧化剂。防止变价金属离子氧化（它常存在于添加剂中）。
　　6 晶格细化剂。它可使镀层晶格细腻。
　　电镀工程重要的技术之一就是控制络合剂和添加剂的浓度。如果二者含量过多，阴极极化过大，会降低阴极电流效率，降低电析速度，增加析氢量，造成严重的针孔镀层。
　　四 微电子电镀技术的特点
　　1 微电子电镀的目的是功能电镀，为了提高可焊性，所以电镀的是可焊性金属镀层。如金、银、锡、锡铅合金、锡铜银合金、锡铈合金、锡铋合金等镀层。
　　2 微电子器件一般是塑料封装体，为了减少电镀药水对微电子器件电性的影响（酸、碱的侧蚀作用）。电镀药水宜采用性能比较柔和的烷基磺酸体系，而尽量少用强酸体系，如硫酸和氟硼酸等。
　　3 随着微电子技术的发展，微电子管的塑封体越来越小，微电子管电极的引线越来越细，塑封体小至芝麻粒大，电极引线细至0.3mm左右，引线与引线之间的距离也不过0.3mm。在一个微电子框架上聚集着上千个管子，为了避免线间短路，控制镀层厚度和厚度精度是相当重要的技术指标。对镀层的要求不宜太厚，尤其是镀层厚度误差精度的控制上严于五金电镀。要求控制±2微米。
　　4 从微电子框架的基材特性说，镀前处理尤为重要。在用基材一般是铜基和铁镍合金（Ni42Fe）。Ni42Fe在焊片（D/B）、焊线（W/B）和塑封后固化的工序中极易氧化钝态。
　　所以在电镀过程中，去氧化工序成了工艺成败的核心问题。