MC-1200 脉冲镀铜工艺

MC-1200 脉冲镀铜工艺
特性和优点
MC-1200脉冲镀铜工艺产生非常优异的晶体结构，韧性好并具有优良分布能力。整个药水体系有两个添加剂组分来维持，MC-1200与周期性反向脉冲电镀整流器的组合可以显着缩短电镀时间，同时能保证镀铜层在高电流区和低电流区都有好的表现。
物理性能
沉积特征	
电阻系数	1.68 micro-ohm-cm
延展性	Greater than 18%
内应力	750 to 1500 psi
密度	9 g/cc
抗拉强度	Greater than 36,000 psi
可焊性	Excellent
微观结构	Fine Grained Equiaxed
*Testing per IPC-TM-650, Method 2.4.18.1
产品所需要的组分
产品名称	 
MC-1200 Carrier 运载剂
MC-1200 Replenisher 补充剂
设备
槽体、管道、管件和阀门应具有耐酸性能。所有塑料零件应特富龙、PVC、PVDF、聚或高密度聚建设。软聚氯不推荐对持续接触镀液。
.阳极棒、阴极棒和母线棒应由铜制成。未浸入镀液的螺栓、夹具等，可由铜、青铜、316不锈钢或钛制成。将浸在镀液中的金属部件应由钛构成。
酸性酸铜溶液具有腐蚀性。重要的是要保护地板，管道和任何其他可能接触到电镀溶液的设备。基涂料、沥青或几层橡胶基涂料通常能提供足够的保护。
整流器输出(安培数)应校准整个工作范围的土5%或更少。此外，脉冲波形(特别是%过冲和上升时间)应由一名合格的技术员用示波器进行检查。

配槽过程
Solution	所有比例都是按照体积比
无水酸铜	65 g/L**
酸98%	12.7% (230 g/L H2SO4)
MC-1200 Carrier 载体	3% by volume
MC-1200 Replenisher补充剂	0.20% by volume
DI 水	Balance
氯离子	70 ppm

加药步骤:
1.用去离子水填满工作体积的一半。
2.混合后加入所需量的酸铜溶解。
3.强力搅拌，缓慢加入所需要的酸，在加酸的过程中温度不能**过 49 °C (120 °F).
4.通过打气搅拌，温度降到29 °C (85 °F).
5.加0.4g/L 一水酸锰。
6.加入所需要的 MC-1200 Carrier and MC-1200 Replenisher.
7.用DI水加到较终体积
8.检查浴液中氯化物的含量，加入足够的，使氯化物含量提高到大约80ppm。

注意:
在20 ASF (2 ASD)下电解(假板)3小时。脉冲波形设置为40msec前向;2.3 msec反向和2比1反向电流比。在试样板上安装测试板，并切片观察截面结果，以确保在开始生产前获得较佳性能。为了获得较佳效果，一些电镀槽或板的设计可能需要特殊的波形或补充剂浓度。
操作条件
项目	控制范围	建议值
酸铜5水	55 to 75 g/L 7.3 to 10 oz/gal	65 g/L 8.6 oz/gal
酸 98%	215 to 245 g/L 12 to 13.5% by volume	230 g/L 12.75% by volume
氯离子	50 to 90 ppm	70 ppm
MC-1200 Carrier 运载剂	1 to 5% by volume	3% by volume
MC-1200 Replenisher 补充剂	0.05% to 0.35% by volume	0.20% by volume
温度	21 to 27 °C 70 to 80 °F	24 °C 75 °F
正向阴极电流密度	8 to 25 ASF 0.86 to 2.7 ASD	17 ASF 1.8 ASD
脉冲周期	正向时间: 40 毫秒 ；反向时间: 2.3 毫秒；电流比例: 2 to 1
(脉冲周期的变化依据现场不同情况而改变.)
搅拌	空气搅拌，镀液喷射搅拌和阴极移动
过滤循环	2-3槽体循环量/小时；1um PP滤芯
阳极	磷铜球 (0.03 to 0.08% phosphorous).
阳极蓝	钛
阳极钩	钛
阳极袋	PP

维护和补充
用本数据表中包含的分析方法分析了酸性镀铜液中的铜、酸和氯化物含量。MC-1200运载体和MC-1200补充剂的浓度由**CPVS和或CVS程序(详细参数咨询中镀科技技术人员)
所有新的阳极袋和过滤器都应该进行酸碱浸泡，避免**污染。
槽体内所有设备准备好后，加满水温度升到43-71度并保持eductor 水交换。如果有泡沫产生，说明书水里有**物。用DI水清洗到没有泡沫为止，然后用3%的酸做较终的清洗。
阳极电流密度维护范围10-30ASF(O.93-2.8ASD) ,阳极电流密度的不合理会导致阳极较化和镀层的分布不均匀。
在酸性镀铜槽操作中，阳极与阴极之间的距离间距也很重要。建议阳极与阴极之间的距离为20 - 30cm(8 - 12英寸)，以确保沉积物的分布更加均匀。
需要注意的是，阳极和阴极的放置、搅拌、铜离子浓度、温度、电气连接和电路配置都会影响镀层厚度分布和可用电流密度范围。更多关于这些影响的细节可以在附件的故障排除指南中找到。
较佳温度是24°C (75°F)，控制范围在21到27°C(70到80°F)。温度过低可能会板边烧焦。
镀液中各组分功能
酸铜
.酸铜为沉积过程提供铜离子。它应保持在规定的55至75克/升的限度内。在30 ASF时，较高的含量没有优势，但在较高的电流密度时可能有助于提高整平水平。较低的浓度会降低较大工作电流密度，但可以改善金属镀层厚度分布。
酸
酸提供溶液的导电性。按体积计算应保持在12 - 13.5%之间。较高的浓度可能导致阳极较化。低浓度可降低镀层厚度均匀性分布。
氯离子
氯化物支持MC-1200补充剂的作用，并确保阳极的均匀溶解。低浓度会导致斑点状或结节状沉积。高浓度会导致阳极较化，具有典型的白色阳极膜。使用阳极袋和阳极屏的容器可能需要氯化物范围小于75ppm。氯离子的消耗会更高，在使用新的阳极。 
MC-1200 Replenisher
MC-1200补充剂主要负责晶粒细化和优越的填孔能力（TP值），通常在0.2 ~ 0.5 mL/amp的状态下进行补料。低浓度会导致镀层粗糙的哑光沉积物。高浓度会导致填孔能力（TP）和整平性下降。
MC-1200 Carrier
MC-1200运载剂负责溶液的润湿作用和填孔能力（TP值），为了保证MC-1200补充剂的较佳工作状态，必须有一个较小的数量。在正常情况下，0.2 - 0.5 mL/amp hr的补给率就足够了
活性炭处理
酸性铜镀液需要碳处理。电镀槽可能会被挂具涂层、添加剂或带入、甚至水源中的**物污染。在大多数情况下，MC-1200工作液的推荐用量是每升350到600安培(每加仑1300到2300安培)。当需要进行碳处理时，应遵循以下步骤之一。
.如果转换其它体系的脉冲光亮剂体系；槽体必须彻底清洗干净，阳极袋和过滤芯都必须用新的。
有升温装置
1.温度提高到大约43°C (110°F)。
2.加入250毫升cp级30%的每100升溶液(每100加仑1夸脱)。搅拌溶液对至少两个小时并保持43°C (110°F)。
3.温度提高到大约60°C (140°F),继续搅拌至少两个多小时。
4.冷却溶液温度低于38°C(100°F),并添加至少750克每100公升的粉末状活性炭（6磅100加仑)。继续搅拌两个小时。两小时后，关掉搅拌，让溶液沉淀。
没有升温装置
1.加入并搅拌，250毫升技术等级30%的每100升溶液(每100加仑1夸脱)。空气剧烈搅动溶液10小时或以上。
2.每100升溶液中加入至少750克粉末状活性炭(每100加仑6磅)。继续搅拌两个小时。两小时后，关掉搅拌，让溶液沉淀。
3.过滤后的镀液中抽取小样品做HULL cell 测试。整个电流密度范围内都是哑光的。不应该看到亮度，除非是在非常低的电流密度和加0.5% MC-1200carrier；也不应该增加在面板上的亮度。如果获得了光亮区域，则继续步骤1和2。如果没有，将碳过滤掉后，待使用。
4.通过填充硅藻土的过滤器将处理过的电镀溶液泵入普通的电镀槽(推荐3微米以下的过滤器)。要小心，碳不会从处理槽流入电镀槽。
5.. 当溶液经过适当的碳处理后，分析各组分浓度并补充到控制范围内，待使用

分析方法
PROCEDURE NUMBER: 
1.分析项目:铜离子
设备和参数设定:
?250 mL 锥形瓶
?2 mL 可调移液器
?50 mL 量筒
?10 mL 量筒
2.试剂:
?0.05 M EDTA - 重18.162克EDTA二。用去离子水溶解在1升容量瓶中。
?NAS Indicator 指示剂-在100毫升的去离子水中溶解0.5克的甲氧嗪（napthyl azoxine S）。
?pH 5 Buffer 缓冲液- 在245克三水中加入58毫升冰。用去离子水稀释至1升。
3.步骤
?用移液管取2毫升浴样放入一个250毫升的烧瓶中。
?加入50毫升去离子水。
?加入10ml pH 5缓冲液。
?添加10滴NAS指示剂
? 用0.05 M EDTA滴定到一个红色端点。
?记录使用的体积。
4.计算:
?g/L Copper metal = mL EDTA x M EDTAx31.8
?g/L Copper Sulfate = mL EDTA x M EDTAx 125
?oz/gal Copper metal = mL EDTA x M EDTA x 4.24
?oz/gal Copper Sulfate = mL EDTA x M EDTA x 16.6

PROCEDURE NUMBER: AP.0348.02
1.分析描述: 酸
2.设备和设定
?250 mL锥形瓶
?5 mL 移液管
?50 mL量筒
3.试剂
?1 N Sodium Hydroxide solution (NaOH) -将40克溶于500毫升去离子水中，稀释至1升。
?Methyl Orange indicator 橙指示剂-将0.1克橙溶于DI水中，稀释至100毫升。.
4.步骤
?将5毫升电镀液移液管放入250毫升的锥形瓶中。
?加入约100毫升的去离子水。
?加2 ~ 3滴橙指示剂。
?用1N溶液滴定，直到颜色从粉红色变为黄色
?记录结果。
5.计算
?g/L sulfuric acid = mL NaOH x N NaOH x 9.88
?% by volume sulfuric acid = mL NaOH x N NaOH x 0.56
?oz/gal sulfuric acid = mL NaOH x N NaOH x 1.32
PROCEDURE NUMBER: AP.3605.06
1.分析项目: 氯离子
2.设备和设定
?毫伏计
?银钢坯电极 (Fisher 13-620-122 or equivalent)
?参比电极 (Fisher 13-641-900 or equivalent)
??磁力搅拌器
?50 mL 移液管
?150 mL 烧杯
?50 mL量筒
3.试剂
A.0.02 M Silver Nitrate -将3.38克固体溶于DI水中，稀释至1升。
4.步骤
?移液管取100.0毫升溶液放入一个150毫升的烧杯中。
?加入约50毫升的去离子水。
?将烧杯置于磁搅拌器上，插入电极，打开毫伏表并注意电位差。
?每增加0.5 mL的 0.02 M，注意每次添加后的电位差。
?在电位差变化较大的点以外继续2ml
?滴定图是两个电位差变化较大的值之间的平均值
Volume of 0.02M Silver Nitrate
0.02M添加体积	Potential Difference After Addition              加入后电位差 差异(mV)	Change in Potential Differences
潜在差异的变化
5	182	
Volume of 0.02M Silver Nitrate	Potential Difference After Addition (mV)	Change in Potential Differences
5.5	224	42
6	274	50
6.5	286	12
7	296	10

较大的变化发生在5.5到6之间。
因此，滴定图= (5.5 + 6)/2 - 5.75
5.计算
ppm chloride = mL silver nitrate x M silver nitrate x 355
PROCEDURE NUMBER
1.项目描述: 测量 Carrier in a MC-1200 acid copper plating bath by CVS.
2.设备设定
?能够进行稀释滴定(DT)的适当CVS分析仪
?Instrument settings:设定
Technique	Dilution Titration (DT)
Scan Type	Cycling (CVS)
Rotation Rate	2500 RPM
Scan Rate	100 mV/sec
Outer Filling Solution*	(10% H2SO4)	(1M KNO3)
Negative Limit	-0.225V	-0.175V
End of Integration	0.375V	0.425V
Positive Limit	1.575V	1.625V
Contamination	1.075V	1.125V
Chloride Potential	1.425V	1.475V
Standard Concentration	30 mL/L
Sample Volume**	100 mL
Sample Dilution	None
Addition Volume**	0.1 mL
Number of Scans	3
Start Point	0.95
End Point	0.54
Stop Point	0.5
使用不同体系的光亮剂溶液需要修改电化学参数
容量可能根据可用设备的不同而不同
3.?试剂
?VS空白溶液(1l)
?Add 75 g of copper sulfate pentahydrate to 1 L volumetric flask. 在1l容量瓶中加入75克五水酸铜
?Add about 600 mL of DI water. 加入约600毫升的去离子水。
?With heavy mixing, slowly add 100 mL of concentrated sulfuric acid. 重拌后，慢慢加入100毫升浓酸。
?Add 0.13 mL of concentrated hydrochloric acid. 加入0.13 mL浓。
?Cool to room temperature. 冷却至室温
?Add deionized water to a total volume of 1 L. 将去离子水加入总容量为1l。
?3% Carrier Standard: 3%运载剂标准溶液
?Add 3 mL of MC-1200 Carrier to a 100 mL volumetric flask. 在100毫升容量瓶中加入3毫升MC-1200运载剂。
?Fill to line with CVS blank solution. 用CVS空白溶液填充到刻度
4.PROCEDURE
Note: All procedures consistent with proper operation of the CVS instrument (e.g. pump priming, electrode maintenance, etc.) must be followed. 注意:必须遵循与CVS仪器正确操作一致的所有程序(如泵注、电极维护等)。
Initial set up: Create a memory/method file labeled “MC-1200 Carrier, setting the parameters for the analysis as outlined above in Equipment & Settings. 初始设置:创建一个方法文件标记为“mc – 1200carrier 运载剂,在 分析设备设置好上述参数，。
?Call up the “MC-1200 Carrier” memory file. 调用“MC-1200运载剂”内存文件
?Using 100 mL of CVS blank solution under the electrode, run conditioning cycles as needed, then run the calibration using the 3% Carrier Standard for addition. ： 100ml的CVS空白溶液，根据设定好的参数，使用3%运载剂标准溶液做校准曲线。
?Run 3% Carrier Standard as sample by using 100 mL of fresh CVS blank	solution under the electrode and 3% Carrier Standard for addition. The result should be between 2.8%-3.2%, otherwise repeat conditioning and calibration. 在电极下使用100毫升新鲜的CVS空白溶液，以3%carrier 标准作为样品，加入3%载体标准溶液。测试结果应在2.8%-3.2%之间，否则重复调理和校准。
?Run the sample by using 100 mL of fresh CVS blank solution under the electrode and additions of the undiluted sample bath per normal Dilution Titration operating procedures.使用100毫升新鲜的CVS空白溶液，并按正常稀释滴定操作程序加入未稀释的样品溶液。
5.计算
% Carrier = CVS Reading (mL/L)/10
PROCEDURE NUMBER:
1.分析项目描述: 测量 MC-1200 Replenisher in acid copper plating bath by CVS.
2.设备设定
?Appropriate CVS analyzer capable of performing a Modified Linear Approximation Technique (MLAT). 合适的CVS分析仪能够执行改进的线性近似技术(MLAT)。
?Instrument settings:装置设定
Technique*	MLAT/LAT
Scan Type	Step (CVS)
Rotation Rate	2000 RPM
Outer Filling Solution**	(10% H2SO4)	(1M KNO3)
Cleaning	1.6 V, 5 sec	1.65 V, 5 sec
Conditioning	0.4 V, 30 sec	0.45 V, 30 sec
Open Circuit Time	0 sec	0 sec
Plating	-0.3 V, 2 sec	-0.25 V
Stripping	0.2 V, 10 sec	0.25 V, 10 sec
Oxidation 1 Potential	1.075 V	1.125 V
Oxidation 2 Potential	1.425 V	1.475 V
Sample Volume***	100 mL
Additive Concentration	1000 mL/L
Addition Increment***	0.4 mL/L
Sample Dilution	None
Number of Scans	4
Stability*	4
Conditioning*	2 scans
Second Addition*	V
Mixing Delay	5 sec
Some instruments may require the use of the Linear Approximation Technique (LAT). ** The use of different Outer Junction Fill Solutions require a modification of the electrochemical parameters. 有些仪器可能需要使用线性近似技术(LAT)。**使用不同的光亮剂体系溶液需要修改电化学参数。
*** Volumes may vary depending on the equipment available. ：容体积可能根据可用设备的不同而不同。
3.REAGENTS试剂
?CVS blank solution (1 liter) CVS空白溶液(1l)
?Add 75 g of copper sulfate pentahydrate to a graduated container.加入75克五水酸铜到1L的容量瓶里。
?Add about 600 mL of DI water. 加入约600毫升的去离子水
?With heavy mixing, slowly add 100mL of concentrated sulfuric acid. 强力搅拌，慢慢加入100毫升浓酸
?Add 0.13 mL of concentrated hydrochloric acid. 加入0.13 mL浓。
?Cool to room temperature. 冷却至室温。
?Add deionized water to a total volume of 1 L. 将去离子水加入总容量为1l。
?CVS Intercept solution. CVS intercept 溶液。
?Add 5 mL of MC-1200 Carrier to a 100 mL volumetric flask. 在100毫升容量瓶中加入5毫升MC-1200 carrier
?Fill to line with CVS blank solution. 用CVS空白溶液补充到刻度线
?MC-1200 Replenisher.
4.PROCEDURE 步骤
Note: All procedures consistent with proper operation of the CVS instrument (e.g. pump priming, electrode maintenance, etc.) must be followed. 注意:必须遵循与CVS仪器正确操作一致的所有程序(如泵注、电极维护等)。
Initial set up: Create a method/memory file labeled “MC-1200 Replenisher”，setting the parameters for the analysis as outlined above in Equipment & Settings. 初始设置:创建一个方法/内存文件标记为“mc – 1200replenisher”,设置参数上面概述的分析设备和设置。
1.Before each batch of samples: Using a 100 mL of CVS blank solution under the electrode, run 20 to 30 conditioning cycles. 每批样品前:在电极下使用100ml CVS空白溶液，进行20 - 30次调整循环。
2.For each sample:
?Using 100 mL of CVS blank solution under the electrode, run 10 conditioning cycles. 使用100毫升的CVS空白溶液下，运行10个周期，调整电极。
?Using 100 mL of CVS Intercept solution under the electrodes, click on “get new intercept” and run for new intercept.用100mlCVS空白溶液， 做新的Intercept 曲线
?Place 95 mL of sample bath and 5 mL of MC-1200 Carrier into 150 mL plastic beaker under the electrode, mix well. 取95ml的样品溶液和5ml的MC-1200carrier放入150 mL的塑料烧杯中，在电极下搅拌均匀。
?Run the sample per the normal MLAT procedures using undiluted MC-1200 Replenisher for the additions. 按照常规的MLAT程序使用未稀释的MC-1200补充剂进行添加。
?After each batch of samples: 每批样品后:
?Using 100 mL of CVS blank solution under the electrode, run 10 to 15 conditioning cycles. 使用100毫升的CVS空白溶液下，对电极运行10到15个周期调整。
?Using 100 mL of clean CVS blank solution under the electrode, run 10 to 15 conditioning cycles. 在电极下使用100毫升干净的CVS空白溶液，运行10到15个周期调整。
3.CALCULATIONS计算
?mL/L MC-1200 Replenisher = CPVS reading x 1.05
?% MC-1200 Replenisher = mL/L MC-1200 Replenisher

【特别声明】
此说明书内所有提议或建议，是以本公司信赖的实验及资料为基础。因不能控制其他从业者的实际操作，故本公司不能保证及负责任何不良后果。此说明书内的所有资料也不能用为侵犯版权的证据。所有数据和信息都以英文版为准