化學(xué)鍍銅(Eletcroless Plating Copper)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(jià)格高且一直在上升，為降低成本現(xiàn)在國外有實(shí)用膠體銅工藝在運(yùn)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。化學(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：
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
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(huì)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(jī)械化的去毛刺方法是采用去毛刺機(jī)。去毛刺機(jī)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(jī)在去除毛刺時(shí)，在順著板面移動(dòng)方向有部分毛刺倒向孔口內(nèi)壁，改進(jìn)型的磨板機(jī)，具有雙向轉(zhuǎn)動(dòng)帶擺動(dòng)尼龍刷輥，消除了除了這種弊病。
2. 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(shí)，化學(xué)鍍銅反應(yīng)是在孔壁和整個(gè)銅箔表面上同時(shí)發(fā)生的。如果某些部位不清潔，就會(huì)影響化學(xué)鍍銅層和印制導(dǎo)線銅箔間的結(jié)合強(qiáng)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 1 2 3
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) — 10～15 —
金屬洗凈劑(g/l) — — 10～15
溫 度(℃) 50 50 40
處理時(shí)間(min) 3 3 3
攪拌方法 空氣攪拌機(jī)械移動(dòng) 空氣攪拌
機(jī)械移動(dòng) 空氣攪拌 機(jī)械移動(dòng)
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(qiáng)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。現(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
C2H5NH 2 10g/l 28% 1.4mg/l.min
n-C4H9NH2 10ml/l 232% 2.7 mg/l.min
n-C8H17NH2 1 ml/l 314% 1.4mg/l.min
H2NCH2NH2 10g/l 2.4 mg/l.min
C2H5CONH2 0.5 g/l 98% /
C2H5CONH2 1 g/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(shí)速率較慢，可加入4g/l硫酸銅或保留 25%的舊溶液。
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