孔金屬化:多層板的 “關(guān)鍵步驟”
多層板的過(guò)孔(孔徑通常 0.2-0.8mm)內(nèi)壁為絕緣樹(shù)脂,需通過(guò)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(shù)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(wú)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(guò)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(xiàn)路銅層增厚至 15-35μm(滿(mǎn)足電流承載需求)。
圖形電鍍:定義 “導(dǎo)電線(xiàn)路”
通過(guò)光刻 + 電鍍的方式,僅在需要導(dǎo)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(shù)脂(光刻膠),烘干后形成保護(hù)膜。
曝光與顯影:用帶有線(xiàn)路圖形的菲林覆蓋基板,通過(guò)紫外線(xiàn)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(xiàn)路區(qū)域)。
圖形電鍍:僅在露出的線(xiàn)路區(qū)域電鍍銅(增厚至目標(biāo)厚度),若需焊接保護(hù),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(hù)的銅層,終留下所需的導(dǎo)電線(xiàn)路。
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(jí):
無(wú)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(wú)鉛錫合金(如 Sn-Cu-Ni)替代。
薄化與精細(xì)化:針對(duì) 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(kāi)發(fā)低污染鍍液(如無(wú)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(guò)程的環(huán)境影響。
脈沖電鍍(Pulse Plating)
核心原理:采用脈沖電源(電流隨時(shí)間周期性 “通 - 斷” 或 “強(qiáng) - 弱” 變化,如矩形波、正弦波)替代直流電源,通過(guò)控制脈沖頻率(100Hz~1MHz)、占空比(通電時(shí)間 / 周期)調(diào)節(jié)鍍層生長(zhǎng)。
工藝特點(diǎn):
脈沖 “斷流期” 可減少陰極附近金屬離子的 “濃度極化”,降低鍍層孔隙率;
鍍層結(jié)晶更細(xì)小、純度更高,硬度和耐腐蝕性?xún)?yōu)于直流電鍍;
對(duì)電源精度要求高,成本高于直流電鍍。
PCB 應(yīng)用場(chǎng)景:
高密度 PCB(HDI)的精密線(xiàn)路電鍍(如線(xiàn)寬≤0.1mm 的線(xiàn)路,避免鍍層粗糙導(dǎo)致短路);
對(duì)鍍層性能要求高的場(chǎng)景(如汽車(chē) PCB、工業(yè)控制 PCB 的耐磨 / 耐蝕鍍層)。