制作CB板孔镀锡

第7章

孔金属化技术现代印制电路原理和工艺孔金属化技术

概述1钻孔技术2去钻污工艺3化学镀铜技术4一次化学镀厚铜孔金属化工艺5孔金属化的质量检测6直接电镀技术7LOGO孔金属化技术孔金属化工艺是印制电路板制造技术中最为重要的工序之一目前的金属化孔主要有三类：埋孔、盲孔和过孔埋孔盲孔过孔图7-1多层挠性线路中的过孔、埋孔和盲孔LOGO孔金属化技术

那么孔金属化到底是怎么定义的呢？孔金属化是指在两层或多层印制板上钻出所需要的过孔，各层印制导线在孔中用化学镀和电镀方法使绝缘的孔壁上镀上一层导电金属使之互相可靠连通的工艺。双面印制板或多层印制办制造工艺的核心问题是孔金属化过程。LOGO孔金属化技术

其质量的好坏受三个工艺控制，这三个工艺是1、钻孔技术。2、去钻污工艺。3、化学镀铜工艺。LOGO孔金属化技术7.2钻孔技术目前印制电路板通孔的加工方法包括数控钻孔、机械冲孔、等离子体蚀孔、激光钻孔、化学蚀孔等。孔金属化线蚀刻机LOGO影响钻孔的六个主要因素

②钻头

①钻床

③工艺参数④盖板及垫板

⑥加工环境

⑤加工板材

因素LOGO孔金属化技术激光钻孔微小孔的加工是生产高密度互连（HDI）印制板的重要步骤，激光钻孔是目前最容易被人接受的微小孔的加工方式。PCB激光钻孔机

LOGO孔金属化技术1.激光成孔的原理

激光射到工件的表面时会发生三种现象即反射、吸收和穿透。

激光钻孔的主要作用就是能够很快地除去所要加工的基板材料，它主要靠光热烧蚀和光化学裂蚀或称之为切除。LOGO孔金属化技术

3.激光钻孔加工

(1).CO2激光成孔的不同的工艺方法

(1).开铜窗法(2).开大窗口工艺方法

(3).树脂表面直接成孔工艺方法

(4).采用超薄铜箔的直接烧蚀的工艺方法

LOGO孔金属化技术图7－5示：采用CO2激光“开大窗口”成孔

左图底垫已经进行除钻污处理

LOGO孔金属化技术

(2).Nd：YAG激光钻孔工艺方法

Nd：YAG激光技术在很多种材料上进行徽盲孔与通孔的加工。其中在聚酰亚胺覆铜箔层压板上钻导通孔，最小孔径是25μm。LOGO孔金属化技术

1).根据两类激光钻孔的速度采取两种并用的工艺方法

基本作业方法就是先用YAG把孔位上表面的铜箔烧蚀，然后再采用速度比YAG钻孔快的CO2激光直接烧蚀树脂后成孔。图7－6两类激光钻孔并用的工艺方法LOGO孔金属化技术2).直接成孔工艺方法UVYAG可直接穿铜与烧树脂及纤维而成孔基本原理和工艺方法采用YAG激光钻微盲孔两个步骤：第一枪打穿铜箔，第二步清除孔底余料。LOGO孔金属化技术化学蚀孔方法比等离子等离子体蚀孔、激光蚀孔法价格便宜，能蚀刻50μm以下的孔。但所能蚀刻的材料有限，主要针对聚酰亚胺材料。LOGO孔金属化技术钻污的产生是由印制板的材料组成决定的7.3去钻污工艺环氧树脂或环氧玻纤布铜层图7－7刚性板的组成结构聚酰亚胺丙烯酸、环氧类热固胶膜铜层图7－8挠性板组成结构LOGO孔金属化技术当前去钻污方法有很多，分干法和湿法两种干法处理是在真空环境下通过等离子体除去孔壁内钻污。湿法处理包括浓硫酸、浓铬酸、高锰酸钾和PI调整处理，LOGO孔金属化技术等离子体处理法1.等离子体去钻污凹蚀原理等离子体是电离的气体，整体上显电中性，是一种带电粒子组成的电离状态，称为物质第四态。2.等离子体去钻污凹蚀系统印制板专用的等离子体化学处理系统-等离子体去腻污凹蚀系统孔金属化双面电路互连型LOGO等离子体处理工艺过程等离子体去钻污凹蚀高压湿喷砂

去除玻璃纤维

烘板

等离子体凹蚀处理

LOGO孔金属化技术浓硫酸去钻污由于H2SO4具有强的氧化性和吸水性，能将环氧树脂炭化并形成溶于水的烷基磺化物而去除。反应式如下：

除钻污的效果与浓H2SO4的浓度、处理时间和溶液的温度有关。用于除钻污的浓H2SO4的浓度不得低于86％，室温下20∽40秒钟，如果要凹蚀，应适当提高溶液温度和延长处理时间。浓H2SO4CmH2nOnmC＋nH2OLOGO孔金属化跳技术7.3.香3碱性高艳锰酸钾斩处理法1.溶胀溶胀环鞠氧树脂菜，使其等软化，捧为高锰怀酸钾去怖钻污作掩准备。2.去钻污利用高锰库酸钾的强茂氧化性，搞使溶胀软喷化的环氧晒树脂钻污旱氧化裂解笼。3．还原去除高鬼锰酸钾尸去钻污擦残留的煎高锰酸滤钾、锰承酸钾和义二氧化直锰LOG档O孔金属化版技术7.3.承4PI调整法杆去钻污1.浸去离子挥水用去离子龙水浸泡，墨去掉一些田钻污和自夸来水2.去钻污添加剂尊把聚酰滩亚胺和闸丙烯酸钉胶膜腻危污溶涨男，使其恋容易被林分解和疮去除。秤接着聚杂酰亚胺电钻污与晚联胺（吗胫）反阔应分解善，从而新去除掉稿相应的恩钻污。3.自来水细洗去钻污后配要充分清沙洗LOGO孔金属党化技术7.4吉.1化学镀铜垄的原理它是一察种自催挤化氧化提还原反驱应，在遥化学镀功铜过程确中Cu2＋得到退电子还朱原为金毕属铜，番还原剂呢放出电医子，本浩身被氧累化。1.化学镀铜躬反应机理:①Cu鹿2＋－L＋2e秧=C农u＋L②2新HCH与O＋4OH－→2HC放OO－＋2H2＋2e＋H2O③C方u2＋+2HC名HO+4绍OH—→如Cu+2阻HCOO蹈-+2H围2O+H忌2↑7.4化学镀铜砖技术LOGO孔金属化宇技术副反应④2Cu2＋＋HCOH＋5OH宋—→C祥u2O＋H－ＣOO－＋３Ｈ２Ｏ⑤Cu2陕O＋H2O≒附2Cu＋+2OH－⑥2Cu＋＝Cu＋Cu2⑦2H－COH+才NaOH艘→H－COON讯a＋CH3－OHLOGO孔金属傲化技术2．化学镀养铜液的稳北定性在化学客镀铜液士中加入时适量的早稳定剂银，并采投用空气萝搅拌溶野液严格控丝式制化学央镀铜液缘瑞的操作榆温度严格控卵制化学迎镀铜液PH值连续过议滤化学鹅镀铜液在镀液中帮加入高分准子化合物丈掩蔽新生哈的铜颗粒LOGO孔金属化雄技术7.4.尖2化学镀悲铜的工驶艺过程1.典型孔茫金属化园工艺流扬程：钻孔板→淹去毛刺→溪去钻污→而清洁调整惩处理→水伤洗→粗化→亏水洗→预侵浸→活化稍处理→水御洗→加速廉处理→水孝洗→化学斩镀铜→二鸽级逆流漂勒洗→水洗括→浸酸口→电镀寒铜加厚→传水洗迅→干澡LOG票O孔金属化底技术7.5.伏1双面印制遥板一次化病学镀厚铜1.用液体体感光胶克（抗电封镀印料绸）制作眨双面电羡路图形界。然后氏蚀刻图酿形。2.网印或宾幕帘式帝涂布液漠体感光露阻焊剂轰，制出架阻焊图方形3.再用液通体感光层胶涂布要板面，坊用阻焊芦底片再点次曝光详，显钓影，蔑使孔位滤焊盘铜万裸露出本来。4.钻孔5.化学镀厚杆铜6.化学镀铜挎层涂抗氧礼化助焊剂LOGO7.5株.2多层板一赵次化学镀巩厚铜工艺1.用液体饭感光胶塘制作内窄层电路2.多层叠漏层与压逼制3.用液体挡感光胶椒制作外司层电路4.印阻焊伐掩膜，付固化5.用稀释的邀液体感光矛胶涂布面价，用阻焊钞掩膜曝光随，露出焊易盘6.钻孔7. H荷2SO4挺/HF凹蚀处理8.粗化，我活化，NaOH解胶9.化学镀哭厚铜20μ斧m孔金属摇化技术LOGO孔金属化逗技术7.6.损1背光试验锣法背光试令验法是厉检查孔宿壁化学让镀铜完球整性最照常用的哲方法。LOG仍O孔金属化笋技术7.6像.2玻璃布狗试验玻璃布铃试验是盾为了检关查化学些镀铜槽自液活性疫而设计咐的一种帅验证方典法。7.6.康3金相显搭微剖切金相显微需剖切是观泻察孔壁上钱除钻污、页化学铜及剩电镀层全列貌和厚度匪的最可靠魔方法LOGO孔金属化腔技术7.7腹.1概述直接电镀禽的优点：(1)不含传扔统的化陕学Cu产品。(2)工艺流程红简化，取央消了反应姑复杂的化广学Cu槽液；减胖少了中间忆层（化学Cu沉积层）室。改善了颗电镀Cu的附着翁力，提洁高了PCB的可靠性烘。(3)减少了升控制因槐素，简询化了溶据液分析搂、维护幻玉和管理逢。(4)药品数量睛减少，生惭产周期短晓，废物处株理费用减扎少，降低酿了生产的如总成本。(5)提供了一年种新的流决程——选择性奸直接电龄镀（或根称完全啊的图形街电镀）趁。7.7直接电牙镀技术LOG竞O孔金属乳化技术7.7暂.2钯系列1．技术原乐理钯系列剥方法是辛通过吸爆附Pd胶体或钯口离子，使支印制板非乐导体的孔再壁获得导穿电性，为翠后续电镀作提供了导秃电层.2.工艺流乡丰程以典型的Neop露act法工艺金流程见盐表7－4。LOGO孔金属化业技术7.7飘.3导电性高斥分子系列非导体联表面在凡高锰酸糖钾碱性颠水溶液增中发生忽化学反偿应生成迹二氧化验锰层,然后在脱酸溶液仰中,单体吡贺咯或吡杠咯系列辉杂环化决合物在疮非导体瞒表面上谊失去质双子而聚崇合，生喂成紧附婆的不溶垒性导电闸聚合物泡。将附锅有这类淹导电聚毯合物的胶印制板仗直接电伐镀完成确金属化亭。1.技术原理(1)吡咯的尊导电机断理(2)覆铜板上汪覆盖聚吡泻咯膜(3)导电膜上廉电镀铜原悦理LOG阁O孔金属化拴技术2．工艺有概述使用导近电性有屯机聚合荐物的直令接金属副化工艺阵称之为DMSⅡ袍(Dir发ect甩Meta但lliz烈atio是nSy弦stem炭Ⅱ)工艺.它可以膏分为前爬处理,生成导窜电性聚棋合物膜剧和酸性塑硫酸铜抓电镀三窑个基本松阶段,.钻孔后的救覆铜箔板—水洗—整平—水洗—氧化—水洗—单体溶液翼催化—水洗—干燥.然后进碑行板面妹电镀,板面图形励电镀或完截全图形电租镀.LOGO导电膜缸上电镀锁铜工艺整平把钻孔后的印制板浸在65℃的整平剂溶液中3ｍｉｎ,然后取出,在25℃,于去离子水中漂洗2min。氧化DMSⅡ过程综合处理的目的是在孔壁内(含表面)生成一层连续的、无空洞的、结合牢固的致密沉积铜

催化催化剂是有机物的单体溶液.当覆盖有二氧化锰氧化层的印制板孔壁接触酸性单体溶液,便在非导体孔壁表面上生成不溶性导电聚合物层,作为以后直接电镀的基底导电层

电镀

将涂覆有导电性有机聚合物膜的印制板置于普通电镀铜溶液中电镀.电镀时间取决于印制板的板厚/孔径比,一般30ｍｉｎ内完成孔金属化.LOG馋O孔金属化伪技术7.7撞.3碳黑系列――C黑导电膜财。取消化爸学镀铜肌工艺的摧直接电栽镀工艺宅的研究,其中较岁