孔金屬化:多層板的 “關(guān)鍵步驟”
多層板的過孔(孔徑通常 0.2-0.8mm)內(nèi)壁為絕緣樹脂,需通過以下步驟實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電:
除膠渣:用高錳酸鉀溶液氧化孔壁的樹脂殘?jiān)ㄣ@孔時(shí)產(chǎn)生),避免殘?jiān)绊懡饘俑街?
化學(xué)鍍銅(沉銅):在無外接電源的情況下,將基板浸入含硫酸銅、甲醛(還原劑)的鍍液中,通過化學(xué)反應(yīng)在孔壁和基板表面沉積一層薄銅(厚度 0.5-1μm),形成初始導(dǎo)電層。
原理:甲醛將 Cu2?還原為 Cu 單質(zhì),均勻附著在非導(dǎo)電的孔壁上。
電解鍍銅(加厚銅):將沉銅后的基板作為陰極,放入含硫酸銅、硫酸的鍍液中,通以直流電(電流密度 1-2A/dm2),使銅離子在陰極放電沉積,將孔壁和線路銅層增厚至 15-35μm(滿足電流承載需求)。
在 PCB 電鍍過程中,易出現(xiàn)以下問題,需針對性解決:
孔壁無銅(斷路):
原因:除膠渣不徹底、化學(xué)鍍銅液失效、孔內(nèi)有氣泡(未排氣)。
解決方案:優(yōu)化除膠渣參數(shù)、定期更換鍍液、電鍍前進(jìn)行孔內(nèi)排氣。
金屬層附著力差(脫落):
原因:前處理除油不徹底、微蝕不足(表面過光滑)。
解決方案:加強(qiáng)除油工序、調(diào)整微蝕時(shí)間(確保表面粗糙度達(dá)標(biāo))。
線路邊緣不整齊(蝕刻不均):
原因:光刻膠曝光不足、蝕刻液濃度過高。
解決方案:延長曝光時(shí)間、控制蝕刻液濃度(定期檢測并補(bǔ)充)。
隨著 PCB 向 “高密度、高頻率、小型化” 發(fā)展,電鍍工藝也在不斷升級:
無鉛化:受環(huán)保法規(guī)(如 RoHS)要求,傳統(tǒng)錫鉛電鍍已逐步被無鉛錫合金(如 Sn-Cu-Ni)替代。
薄化與精細(xì)化:針對 Mini LED、IC 載板等高端 PCB,需實(shí)現(xiàn) “超薄金屬層”(如金層厚度 綠色電鍍:開發(fā)低污染鍍液(如無甲醛化學(xué)鍍銅液)、廢水回收系統(tǒng)(如銅離子回收裝置),降低電鍍過程的環(huán)境影響。
化學(xué)鍍(Electroless Plating,無電解電鍍)
核心原理:無需外接電源,通過電鍍液中的還原劑(如甲醛、次磷酸鈉)與金屬離子發(fā)生氧化還原反應(yīng),使金屬離子在 PCB 表面(需先吸附催化劑,如鈀)自催化沉積為鍍層。
工藝特點(diǎn):
鍍層厚度均勻性(可滲透至 PCB 盲孔、埋孔的微小縫隙,解決 “電流無法到達(dá)” 的問題);
無需導(dǎo)電基底(可在絕緣基材表面沉積金屬,為后續(xù)電鍍做 “導(dǎo)電種子層”);
沉積速率慢(銅鍍層約 1~3μm/h),成本高于電解電鍍。
PCB 應(yīng)用場景:
PCB“盲孔 / 埋孔電鍍” 的打底(先化學(xué)鍍銅 1~2μm,形成導(dǎo)電層,再進(jìn)行電解電鍍增厚);
柔性 PCB(FPC)的鍍層(避免電流不均導(dǎo)致的鍍層開裂,保證柔性基材上鍍層的完整性);
絕緣基材(如陶瓷 PCB)的金屬化(在陶瓷表面化學(xué)鍍銅 / 鎳,實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電連接)。