核心目的
實現(xiàn)電路導通:在基板(如 FR-4 環(huán)氧樹脂板)表面沉積銅、錫等金屬,形成導電線路;對多層板的 “過孔” 進行電鍍(孔金屬化),打通層間電路。
提升可靠性:通過電鍍鎳、金等耐腐蝕金屬,保護銅層不被氧化,延長 PCB 使用壽命;電鍍錫可作為焊接保護層,確保元器件焊接牢固。
增強機械性能:部分場景下電鍍厚銅(如功率 PCB),提升電流承載能力;電鍍鎳層可增強表面硬度,避免線路磨損。
圖形電鍍:定義 “導電線路”
通過光刻 + 電鍍的方式,僅在需要導電的區(qū)域沉積金屬,步驟如下:
涂覆光刻膠:在基板表面均勻涂覆感光樹脂(光刻膠),烘干后形成保護膜。
曝光與顯影:用帶有線路圖形的菲林覆蓋基板,通過紫外線曝光使曝光區(qū)域的光刻膠固化;再用顯影液沖洗,去除未固化的光刻膠,露出需要電鍍的銅表面(線路區(qū)域)。
圖形電鍍:僅在露出的線路區(qū)域電鍍銅(增厚至目標厚度),若需焊接保護,可繼續(xù)電鍍錫(厚度 5-10μm)或鎳金。
褪膜與蝕刻:去除剩余的光刻膠,再用酸性蝕刻液(如氯化鐵溶液)腐蝕未被電鍍金屬保護的銅層,終留下所需的導電線路。
電鍍質(zhì)量直接取決于參數(shù)控制,核心參數(shù)如下:
鍍液溫度:如電解鍍銅的鍍液溫度需控制在 20-25℃,溫度過高會導致銅層結晶粗糙,溫度過低則沉積速度變慢。
電流密度:電流密度過大易導致金屬層燒焦、脫落;過小則沉積效率低。例如化學鍍銅無需電流,電解鍍銅的電流密度通常 1-2A/dm2。
鍍液 pH 值:如化學鍍銅的鍍液 pH 需控制在 12-13(堿性環(huán)境),pH 過低會導致還原劑失效,無法沉銅。
鍍液純度:需定期過濾鍍液(用 5-10μm 濾芯),去除雜質(zhì)顆粒,避免雜質(zhì)導致金屬層出現(xiàn)針孔、麻點。
高速電鍍(High-Speed Plating)
核心原理:通過提高電流密度(通常是直流電鍍的 2~5 倍)+ 強化電鍍液循環(huán)(如噴射、攪拌),加快金屬離子遷移速率,實現(xiàn) “短時間內(nèi)沉積厚鍍層” 的目標。
工藝特點:
沉積速率快(如銅鍍層沉積速率可達 20~50μm/h,是常規(guī)直流電鍍的 3~4 倍);
需配套高濃度電鍍液(保證離子供應)、散熱系統(tǒng)(避免電流過大導致局部過熱);
鍍層易出現(xiàn) “邊緣效應”(工件邊緣鍍層偏厚),需通過工裝優(yōu)化。
PCB 應用場景:
PCB “通孔電鍍”(THP)的厚銅需求(如電源板、服務器 PCB,通孔銅厚需≥25μm);
批量生產(chǎn)中的鍍層沉積(縮短單塊 PCB 的電鍍時間,提升產(chǎn)能)。