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1、PCB化學(xué)鍍銅工藝流程解讀(一) 化學(xué)鍍銅(EletcrolessPlatingCopper)通常也叫沉銅或孔化(PTH)是一種自身催化性氧化還原反應(yīng)。首先用活化劑處理,使絕緣基材表面吸附上一層活性的粒子通常用的是金屬鈀粒子(鈀是一種十分昂貴的金屬,價格高且一直在上升,為降低成本現(xiàn)在國外有實用膠體銅工藝在運行),銅離子首先在這些活性的金屬鈀粒子上被還原,而這些被還原的金屬銅晶核本身又成為銅離子的催化層,使銅的還原反應(yīng)繼續(xù)在這些新的銅晶核表面上進(jìn)行?;瘜W(xué)鍍銅在我們PCB制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,目前最多的是用化學(xué)鍍銅進(jìn)行PCB的孔金屬化。PCB孔金屬化工藝流程如下
2、: 鉆孔→磨板去毛刺→上板→整孔清潔處理→雙水洗→微蝕化學(xué)粗化→雙水洗→預(yù)浸處理→膠體鈀活化處理→雙水洗→解膠處理(加速)→雙水洗→沉銅→雙水洗→下板→上板→浸酸→一次銅→水洗→下板→烘干 一、鍍前處理 1.???去毛刺??? 鉆孔后的覆銅泊板,其孔口部位不可避免的產(chǎn)生一些小的毛刺,這些毛刺如不去除將會影響金屬化孔的質(zhì)量。最簡單去毛刺的方法是用200~400號水砂紙將鉆孔后的銅箔表面磨光。機械化的去毛刺方法是采用去毛刺機。去毛刺機的磨輥是采用含有碳化硅磨料的尼龍刷或氈。一般的去毛刺機在去除毛刺時,在順著板面移動方向有部分毛刺倒向孔口內(nèi)壁,改進(jìn)型的磨板機,具
3、有雙向轉(zhuǎn)動帶擺動尼龍刷輥,消除了除了這種弊病?! ?.???整孔清潔處理??? 對多層PCB有整孔要求,目的是除去鉆污及孔微蝕處理。以前多用濃硫酸除鉆污,而現(xiàn)在多用堿性高錳酸鉀處理法,隨后清潔調(diào)整處理。 孔金屬化時,化學(xué)鍍銅反應(yīng)是在孔壁和整個銅箔表面上同時發(fā)生的。如果某些部位不清潔,就會影響化學(xué)鍍銅層和印制導(dǎo)線銅箔間的結(jié)合強度,所以在化學(xué)鍍銅前必須進(jìn)行基體的清潔處理。最常用的清洗液及操作條件列于表如下:清洗液及操作條件???????配方組分123碳酸鈉(g/l)40~60——磷酸三鈉(g/l)40~60——OP乳化劑(g/l)2~3——氫氧化鈉(g/l)—10
4、~15—金屬洗凈劑(g/l)——10~15溫???度(℃)505040處理時間(min)333攪拌方法空氣攪拌機械移動空氣攪拌機械移動空氣攪拌?機械移動 3.???覆銅箔粗化處理??? 利用化學(xué)微蝕刻法對銅表面進(jìn)行浸蝕處理(蝕刻深度為2-3微米),使銅表面產(chǎn)生凹凸不平的微觀粗糙帶活性的表面,從而保證化學(xué)鍍銅層和銅箔基體之間有牢固的結(jié)合強度。以往粗化處理主要采用過硫酸鹽或酸性氯化銅水溶液進(jìn)行微蝕粗化處理?,F(xiàn)在大多采用硫酸/雙氧水(H2SO4/H202)其蝕刻速度比較恒定,粗化效果均勻一致。由于雙氧水易分解,所以在該溶液中應(yīng)加入合適的穩(wěn)定劑,這樣可控制雙氧水的快速
5、分解,提高蝕刻溶液的穩(wěn)定性使成本進(jìn)一步降低。常用微蝕液配方如下: 硫酸H2SO4 150~200克/升 雙氧水H202 40~80毫升/升 常用穩(wěn)定劑如下: 穩(wěn)定劑化合物 添加量 蝕刻銅速率 雙氧水H202分解率 C2H5NH2 10g/l 28% 1.4mg/l.min n-C4H9NH2 10ml/l 232% 2.7mg/l.min n-C8H17NH2 1ml/l 314% 1.4mg/l.min H2NCH2NH2
6、 10g/l 2.4mg/l.min C2H5CONH2 0.5g/l 98% / C2H5CONH2 1g/l 53% / 不加穩(wěn)定劑 0 100% 快速分解 我們以不加穩(wěn)定劑的蝕刻速率為100%,那么蝕刻速率大于100%的為正性加速穩(wěn)定劑,小于100%的為負(fù)性減速穩(wěn)定劑。對于正性的加速穩(wěn)定劑不用加熱,在室溫(25度C)條件下就具有較高的蝕刻速度。而負(fù)性減速穩(wěn)定劑,必須加熱使用才能產(chǎn)生微蝕刻銅的效果。應(yīng)注意新開缸的微蝕刻液,開始蝕刻時速率較慢
7、,可加入4g/l硫酸銅或保留25%的舊溶液?! 《?、活化 活化的目的是為了在基材表面上吸附一層催化性的金屬粒子,從而使整個基材表面順利地進(jìn)行化學(xué)鍍銅反應(yīng)。常用的活化處理方法有敏化—活化法(分步活化法)和膠體溶液活化法(一步活化法)?! ?.敏化-活化法(分步活化法) ?。?)敏化處理 常用的敏化液是氯化亞錫的水溶液。其典型配方如下: 氯化亞錫(Sncl2.2H2O) 30~50g/L 鹽酸 50~100ml/L 錫?! ?~5g/l 配制時先將水和鹽酸混合,然后加入氯化亞錫邊攪拌使其溶解。錫??煞乐筍
8、n2+氧化