臺灣博碩士論文加值系統

　　本論文針對FR-4規格的基板，以無電鍍與濺鍍兩種方法沉積銅，探討銅膜與基板之間附著力的影響因素。於無電鍍鍍液中加入添加劑聚乙二醇以及硫代硫酸鈉，以正向拉力試驗進行附著力測試，並與不同厚度之濺鍍銅膜的附著力作比較；再以掃描式電子顯微鏡、X光粉末繞射儀、能量散射光譜儀、四點探針等儀器探討分析鍍層。
　　由實驗結果可得知添加50ppm 聚乙二醇以及5ppm 硫代硫酸鈉的無電鍍鍍層，由掃描式電子顯微鏡觀察到表面較為平整，由掃描式電子顯微鏡截面型態顯示膜厚增加而且析鍍速度增快，由四點探針測得電阻率較低，由Ｘ光粉末繞射儀得知結晶顆粒小，由能量散射光譜儀測出銅元素的含量增加，由正向拉力測試得知鍍層的附著力達到5.09MPa。

　　This thesis discuss about the effects of adhesive in electroless and sputtering copper plating deposition on FR-4. After electroless copper deposition and electro copper plating, conduct the measures of the surface adhesive force by using pull-off test, and compare the surface adhesive force with the adhesive of sputtered copper films. Observation surface morphology of thin film by using scanning electron microscopy (SEM), measurement of crystal structure was carried out by using X-ray powder diffractometer(XRPD), and measure the changes of thin film resistance by using four-point probe, by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) with various additive concentration influence electroless plating reaction mechanism, respectively.
　　These results show add 50ppm PEG and 5ppm sodium thiosulfate of plating coating, the plating rate was increased, the surface morphology was smooth, the resistivity was decreased, the size of the crystal was decreased, the charge transfer resistance and double layer capacitance of the working electrode were increased. The film of electroless plating of adhesion was increased to 5.09MPa.

目錄
摘　要 i
Abstract ii
誌 謝 iii
目　錄 iv
圖目錄 viii
表目錄 xi
第一章　序論 1
1.1 前言 1
1.2 印刷電路板之文獻與發展 1
1.2.1 積體電路內金屬連線的演進 2
1.2.2 銅箔基板 4
第二章　文獻回顧 5
2.1 無電鍍銅之理論 7
2.1.1 化學鍍銅之反應式 10
2.1.2 無電鍍銅之反應機制 11
2.1.3 無電鍍銅析鍍液之組成及其作用 12
2.2 濺鍍之理論 13
2.2.1 電漿 13
2.2.2 濺鍍系統 14
2.2.3 薄膜微結構 16
2.2.4 薄膜沉積過程 17
2.3 附著力理論 18
2.3.1 附著力的類型 18
2.3.2 附著力測試的方法 20
2.3.3 影響附著力的因素 21
2.4 交流阻抗儀分析原理 22
2.4.1 常見等效電路元件之電化學物理性質 24
2.4.2 交流阻抗光譜的基本解析圖 27
2.5 研究動機 31
第三章　實驗方法及儀器分析原理 33
3.1 無電鍍銅析鍍 33
3.1.1 無電鍍銅使用之藥品 33
3.1.2 基材前處理 35
3.1.3 無電鍍銅之藥品配方 36
3.1.4 無電鍍銅之實驗步驟 37
3.2 濺鍍銅析鍍 38
3.2.1 濺鍍銅使用之藥品 38
3.2.2 濺鍍銅之使用儀器 38
3.2.3 濺鍍銅之實驗步驟 38
3.3 電化學電鍍法 40
3.3.1 電鍍銅鍍使用之藥品 40
3.3.2 電鍍銅之藥品配方 40
3.3.3 電鍍銅之實驗步驟 41
3.4 微影製程 42
3.4.1 微影製程使用之藥品 44
3.4.2 微影製程使用之儀器 45
3.4.3 微影製程之藥品配方 45
3.4.4 微影製程之實驗步驟 46
3.5 銅鍍層附著力 47
3.5.1 測試附著力使用之藥品 47
3.5.2 測試附著力使用之實驗步驟 47
3.6 無電鍍銅層分析儀器及量測原理 48
3.6.1 正向拉力測量儀 48
3.6.2 四點探針電阻率量測儀 49
3.6.3 X光粉末繞射儀 49
3.6.4 掃描式電子顯微鏡 50
3.7 交流阻抗光譜分析 52
3.7.1 交流阻抗光譜分析使用之藥品 52
3.7.2 交流阻抗光譜分析之儀器 53
3.7.3 交流阻抗電鍍液之藥品配方 54
3.7.4 交流阻抗光譜之實驗步驟 54
第四章　結果與討論 55
4.1 無電鍍銅析鍍厚度與析鍍速率 55
4.2 鍍層之電阻率 59
4.3 化學銅鍍層表面形態之分析 60
4.4 無電銅鍍層結晶結構、晶粒大小分析 64
4.4.1 結晶結構 64
4.4.2 結構係數 68
4.4.3 晶粒大小 70
4.5 無電鍍銅層之元素分析 72
4.6 無電鍍及濺鍍的銅層附著力 77
4.7 以交流阻抗光譜探討無電鍍液之析鍍機制 79
4.7.1 奈奎斯特圖 79
4.7.2 波特圖 81
4.7.3 等效電路模擬圖 82
第五章　結論 85
參考文獻 86
作者簡介 90

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