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)。
后處理:提升 PCB 性能與外觀
清洗干燥:用去離子水清洗電鍍后的殘留鍍液,再用熱風(fēng)(60-80℃)烘干,防止金屬氧化。
表面處理:根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇不同的表面處理工藝,常見類型如下:
熱風(fēng)整平(HASL):將 PCB 浸入熔融錫鉛合金(或無鉛錫合金)中,再用熱風(fēng)吹平表面,形成均勻的錫層(焊接用)。
化學(xué)鎳金(ENIG):先化學(xué)鍍鎳(厚度 3-5μm),再化學(xué)鍍金(厚度 0.05-0.2μm),適用于高頻、高可靠性場(chǎng)景(如手機(jī)主板、連接器)。
OSP(有機(jī)保焊劑):在銅表面涂覆一層有機(jī)薄膜,防止銅氧化,焊接時(shí)薄膜可被焊錫溶解,成本較低(適用于消費(fèi)電子)。
直流電鍍(DC Plating)
核心原理:采用恒定直流電源對(duì) PCB 工件施加電流,使電鍍液中的金屬離子(如 Cu2?、Ni2?)在陰極(PCB 待鍍表面)獲得電子并沉積為金屬層,是基礎(chǔ)、通用的電鍍方式。
工藝特點(diǎn):
電流穩(wěn)定,金屬沉積速率均勻,鍍層結(jié)晶相對(duì)致密;
設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低,無需復(fù)雜的電源控制系統(tǒng)。
PCB 應(yīng)用場(chǎng)景:
常規(guī) PCB 的 “全板電鍍”(整板沉積銅 / 鎳 / 金,為后續(xù)蝕刻做基礎(chǔ));
非精密線路的表面鍍層(如普通消費(fèi)類 PCB 的焊盤鎳金電鍍)。
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(qiáng)化電鍍液循環(huán)(如噴射、攪拌),加快金屬離子遷移速率,實(shí)現(xiàn) “短時(shí)間內(nèi)沉積厚鍍層” 的目標(biāo)。
工藝特點(diǎn):
沉積速率快(如銅鍍層沉積速率可達(dá) 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(yīng))、散熱系統(tǒng)(避免電流過大導(dǎo)致局部過熱);
鍍層易出現(xiàn) “邊緣效應(yīng)”(工件邊緣鍍層偏厚),需通過工裝優(yōu)化。
PCB 應(yīng)用場(chǎng)景:
PCB “通孔電鍍”(THP)的厚銅需求(如電源板、服務(wù)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(shí)間,提升產(chǎn)能)。