鍍銅光亮劑 Copper Plating Brightener|PCB 與半導體 RDL 鍍銅製程添加劑
酸性鍍銅槽電鍍光亮劑系統添加劑 — 由光亮劑(Brightener / SPS)、整平劑(Leveler)、載運劑(Carrier / PEG)三組分構成、協同改善硫酸銅電鍍鍍層光亮度、平整度、延展性與通孔 / 盲孔填銅能力。適配 PCB 通孔電鍍、IC 載板電鍍、半導體 RDL(Redistribution Layer)鍍銅。本頁規格 3900LT 屬於光亮劑、整平劑或整套添加劑,以及加藥量,請依供應商 TDS/SDS 確認;下文三組分、RDL、TSV 等是酸性鍍銅添加劑的一般說明,不代表本品規格。
鍍銅光亮劑是電子業酸性鍍銅製程的關鍵化學藥水 — 不是單一化合物、是三組分有機添加劑系統。光亮劑(如 SPS / MPSA 含硫分子)加速鍍層生長並產生光亮鏡面;整平劑(含氮分子)抑制凸起處過度沉積讓鍍層平整;載運劑(PEG / PPG 高分子)控制整體沉積速率。三者協同作用、產生符合電子業要求的光亮、平整、延展性好的銅鍍層。
嘉鴻關係企業供應新竹科學園區一帶 PCB 廠、IC 載板廠、半導體封裝廠電鍍化學藥水、含標準型號與客製配方。提供 SDS、CVS 校準曲線、製程相容性報告。
規格表
| 項目 | 規格 / 內容 |
|---|---|
| 產品類型 | 酸性硫酸銅電鍍用光亮劑(本頁 3900LT;組成與加藥量依供應商 TDS/SDS) |
| 系統組分 | (1) 光亮劑 Brightener(SPS / MPSA 等含硫分子)+ (2) 整平劑 Leveler(含氮分子)+ (3) 載運劑 Carrier / Suppressor(PEG / PPG 高分子) |
| 外觀 | 無色至淺黃色透明液體 |
| 典型加藥量 | 5 – 20 mL / L 鍍液(依配方與製程而定,一般情況,仍需視個案而定) |
| 適用槽液 | 酸性硫酸銅電鍍槽(CuSO₄ + H₂SO₄ + 氯離子 + 添加劑系統) |
| 適用 PCB 製程 | 通孔電鍍(深寬比 5:1 以上)、雙面 / 多層板電鍍、HDI 微盲孔填銅 |
| 適用半導體製程 | IC 載板 BUM(Build-Up Multilayer)、RDL 鍍銅(線寬 2-5 μm)、TSV 銅填充 |
| 儲存條件 | 避光、室溫 15-25°C、密封、開封後 6-12 個月內用完 |
| 監控方法 | CVS(Cyclic Voltammetric Stripping)或 HPLC 在線分析、依結果補充 |
| 包裝 | 1 L / 5 L / 20 L PE 桶(含 UN 認證運輸罐) |
| SDS / 合規 | 提供 SDS 安全資料表、RoHS / REACH 符合性、GHS 危害分類標籤 |
※ 規格為酸性鍍銅添加劑業界一般範圍、實際配方與加藥量須依客戶槽液參數(銅離子濃度、酸度、溫度、攪拌方式、陽極類型)、製程節點與電鍍件規格做小試評估(一般情況、仍需視個案而定)。
應用情境
1. PCB 通孔電鍍(Through-Hole Plating)
雙面 / 多層 PCB 通孔深寬比 5:1 以上、需要強通孔填銅能力(Throwing Power)讓孔內均勻鍍銅。光亮劑系統配方偏重 Carrier 載運劑與 Leveler 整平劑、控制深孔沉積速率。
2. IC 載板 / HDI 微盲孔填銅
HDI(High Density Interconnect)板與 IC 載板的微盲孔(孔徑 50-100 μm、深度 60-100 μm)必須完全填滿銅、不能有空洞。光亮劑系統強化 Brightener 加速劑、底部優先沉積實現「Bottom-Up Filling」。
3. 半導體 RDL 鍍銅
晶圓級封裝(WLP)的 RDL(Redistribution Layer)銅線寬細到 2-5 μm、需要極平整鍍層 + 低應力(避免線路扭曲變形)。光亮劑配方偏重整平與應力控制。
4. TSV 銅填充(Through-Silicon Via)
3D IC 封裝的 TSV 直徑 5-20 μm、深度可達 100 μm 以上、深寬比極高。光亮劑系統需特殊配方實現「Super-Filling」、孔底完全填銅且表面平整。
選型重點:依製程對應添加劑特性
| 製程 | 關鍵指標 | 建議配方重點 | 典型加藥量 |
|---|---|---|---|
| PCB 雙面 / 多層板 | 通孔均勻性、延展性 | 強 Carrier / 中等 Leveler | 10-15 mL/L |
| HDI 微盲孔填銅 | 底部優先沉積(Bottom-Up) | 強 Brightener / 強 Leveler | 8-12 mL/L |
| IC 載板 BUM | 盲孔無空洞、表面平整 | 平衡型配方 | 10-15 mL/L |
| 半導體 RDL | 線寬均勻、低應力 | 強 Leveler / 弱 Brightener | 5-10 mL/L |
| TSV 銅填充 | Super-Filling、深孔無空洞 | 特殊 Super-Filling 配方 | 客製評估 |
三組分機制:Brightener + Leveler + Carrier 各做什麼
| 組分 | 典型化學分子 | 主要作用 | 過多 / 過少症狀 |
|---|---|---|---|
| Brightener 光亮劑 / 加速劑 | SPS(3,3′-Dithiodipropane sulfonic acid)、MPSA | 加速銅沉積、光亮鏡面、底部優先填孔 | 過多:應力大鍍層裂;過少:暗無光澤 |
| Leveler 整平劑 | JGB、SH-110、含氮季銨鹽 | 抑制凸起處沉積、深孔填銅、表面平整 | 過多:深孔填不滿;過少:表面粗糙 |
| Carrier / Suppressor 載運劑 | PEG 4000、PPG、EO/PO 共聚物 | 覆蓋陰極表面、控制整體沉積速率 | 過多:沉積慢;過少:表面微粒 |
| 輔助:氯離子 | HCl 或 NaCl | 協助光亮劑吸附(30-80 ppm) | 過多:邊緣燒焦;過少:光亮劑失效 |
※ 表列為一般經驗值,實際依原廠規格與使用條件為準。
為什麼是「三組分」而不是「一種光亮劑」?單一光亮劑加速劑會讓所有表面同時加速沉積、結果是凸起處更凸、凹陷處更凹(表面粗糙、深孔填不滿)。Leveler 整平劑優先吸附在凸起處抑制沉積、Carrier 載運劑控制整體速率、Brightener 在 Leveler 沒覆蓋的凹陷處加速 — 三者協同產生「凹陷處快速填、凸起處被抑制」的 Bottom-Up Filling 效果、實現深孔填銅與表面平整。
CVS 加藥控制:為什麼不能「定時補滿」
光亮劑三組分濃度會隨製程運行不斷變化:不同組分消耗速率不同、Brightener 通常消耗最快、Leveler 中等、Carrier 最慢。如果只靠「定時補滿初始量」會造成 Brightener 過量(應力大、粗糙)或 Leveler 不足(深孔填不滿)。
CVS(Cyclic Voltammetric Stripping,循環伏安溶出分析)
即時測 Suppressor / Carrier 濃度。原理:在標準鍍液中加入待測樣品、跑循環伏安掃描、量測「沉積峰」電量差來推算濃度。先進產線甚至有 inline CVS 自動加藥系統、每 30 分鐘到 4 小時取樣、依結果自動補充(一般經驗值,實際依原廠規格與使用條件為準)。
HPLC(高效能液相層析)
測 Leveler 含氮分子濃度更精確、但需專業實驗室、耗時 30-60 分鐘 / 樣品。中小型廠用 Hull Cell 試片 + 外觀比對作為替代簡易監控。
電鍍管理實務 Tips
槽液老化症狀辨識
鍍層出現霧面、條紋、Hull Cell 試片燒焦角、深孔填銅變差、加藥量上升但效果不明顯 — 都是分解副產物累積的警訊。每 6-12 個月做一次活性碳處理(一般情況、仍需視個案而定)、每 2-3 年大換槽。
儲存溫度控制
避免日照與高溫(>40°C 會加速分解)。長期儲存環境溫度過高、整桶光亮劑可能在「未開封」狀態下就失效。
環安與廢水處理
含硫 / 含氮有機化合物、接觸皮膚需立即清水沖洗、佩戴護目鏡與防化手套。電鍍廢水必須經中和、絮凝、沉澱、活性碳吸附等流程才能排放(排放限值依相關法規與各縣市規範)。台灣依「水污染防治法」規範。
換廠商最大陷阱:配方不相容
不同供應商的光亮劑、整平劑、載運劑分子結構不同、相互之間可能競爭吸附位置造成鍍層異常。換廠商不能「直接換槽」、必須先做活性碳處理把舊系統殘留清乾淨、再加新系統。否則會出現「兩家配方都符合 SDS、混在一起卻鍍不出來」的怪事。
換供應商前必做小試 / 中試 / 量產驗證
添加劑轉換是重大製程變更、不能直接換槽。完整流程 3-6 個月(一般情況、仍需視個案而定):Lab-scale Hull Cell(1-2 週)→ Pilot-scale 試鍍(2-4 週)→ Mass Production Qualification(4-8 週)→ 量產上線。
