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1、化學(xué)鍍銅（PTH）Chapter1沉銅原理(Shipley)一概述化學(xué)鍍銅：俗稱沉銅，是一種自身催化氧化還原反應(yīng)，可以在非導(dǎo)電的基體上進(jìn)行沉積，化學(xué)鍍銅的作用是實(shí)現(xiàn)孔金屬化，從而使雙面板，多層板實(shí)現(xiàn)層與層之間的互連，隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展對(duì)線路板制造業(yè)的要求越來越高，線路板的層次越來越多，同一塊板的孔數(shù)越來越多，孔徑越來越小，這些孔的金屬化質(zhì)量將直接影響到電氣的性能和和可靠性。二去鉆污原理：1去鉆污的必要性：由于鉆孔過程鉆嘴的轉(zhuǎn)速很高，可達(dá)16~~18萬rpm，而環(huán)氧玻璃基材為不良導(dǎo)體，鉆孔時(shí)會(huì)在短
2、時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生高溫，高溫會(huì)在孔壁上留下許多樹脂殘?jiān)瑥亩纬梢粚颖〉沫h(huán)氧樹脂鉆污，由于此樹脂鉆污與孔壁的結(jié)合力不牢，當(dāng)直接沉銅時(shí)，就會(huì)影響化學(xué)銅與孔壁的結(jié)合力，特別是多層板，會(huì)影響化學(xué)銅層與內(nèi)層銅的導(dǎo)通，去鉆污就是清除這些殘?jiān)?，改善孔壁結(jié)構(gòu)。2去鉆污方法的選擇：利用堿性KMnO4溶液作強(qiáng)氧化劑，在高溫下將孔壁樹脂氧化，這種處理不僅可以除掉這些鉆污，而且還可以改善孔壁樹脂表面結(jié)構(gòu)，經(jīng)過堿性KMnO4處理后的樹脂表面被微蝕形成許多孔隙，呈蜂窩狀，這樣大大促進(jìn)了化學(xué)銅與孔壁樹脂的結(jié)合力，此法是目前去鉆污流程使
3、用最廣泛的方法，具有高穩(wěn)定性，既經(jīng)濟(jì)又高效，管理操作簡(jiǎn)便。3去鉆污原理：①溶脹：Swelling利用有機(jī)溶劑滲入到孔壁的樹脂中，使其溶脹，形成結(jié)構(gòu)疏松的環(huán)氧樹脂，從而有利于堿性KMnO4的氧化除去，一般的溶脹劑都是有機(jī)物，反應(yīng)條件要求高溫及堿性環(huán)境。需采用不銹鋼工作液槽。MLB211膨脹劑是淡黃色，不混濁，不易燃的水溶液，含有有機(jī)物（10%左右的已烯基丁二醇—丁乙酸），對(duì)樹脂有一定的溶解作用，但主要作用是使環(huán)氧樹脂溶脹，溶脹劑不與樹脂起直接反應(yīng)，但隨著長(zhǎng)時(shí)間的高溫處理，溶脹劑易老化而需更換，換缸視生
4、產(chǎn)量而定，一般為6000m2/次。②去鉆污Desmearing：反應(yīng)原理：在堿性及高溫條件下，KMnO4對(duì)溶脹的樹脂起氧化作用。4MnO4-+C+4OH-→4MnO42-+CO2+2H2O此反應(yīng)需在316不銹鋼或鈦材料工作槽中進(jìn)行，同時(shí)存在副反應(yīng)：2MnO4-+2OH-→2MnO42-+1/2O2+H2O4MnO4-+2H2O→4MnO2+3O2+4OH-KMnO4的再生：要提高KMnO4工作液的使用效率，必須考慮將溶液中的MnO42-再生轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO4-，目前普遍采用的是電解再生法，再生器利用的是
5、陰極為大面積的不銹鋼柱形圓筒，陽(yáng)極為鈦材料，其與陰極的面積比很小，MnO4-2-在陽(yáng)極表面發(fā)生的反應(yīng)為MnO4-2--e→MnO4-。使用450~~550A的整流器，由于MnO42-不斷地氧化成MnO4-，因此工作液中不需大量添加KMnO4原料，它的少量添加是為了平衡工作液的帶出損耗，因而大大降低了生產(chǎn)成本，使用較長(zhǎng)時(shí)間的工作液在槽底會(huì)形成沉淀，需定期清除，以保證處理效果。MLB214D為樹脂蝕刻促進(jìn)劑，可提高KMnO4的樹脂蝕刻能力，提高工作液的潤(rùn)濕性，減少孔內(nèi)氣泡，其為白色粉末狀固體。③還原：工
6、作原理：經(jīng)堿性KMnO4處理過的板面殘留有MnO4-，其具有的氧化性會(huì)對(duì)后續(xù)的工作槽污染，會(huì)令其失去應(yīng)有的作用，需對(duì)其進(jìn)行還原中和處理。反應(yīng)為MnO4-+H2O2+H+→MnO42-+H2O+O2MLB216是淺黃色，不易燃，強(qiáng)酸性的水溶液，其PH值低于1.0。三化學(xué)沉銅原理1除油：（Conditioner）工作原理：在鉆孔時(shí)，孔壁和銅箔表面有油污，同時(shí)也可能有手指印，它們都會(huì)影響鍍銅層與基體的結(jié)合力，甚至沉不上銅，所以必須進(jìn)行清潔處理。調(diào)整：由于在鉆孔時(shí)，高速磨擦產(chǎn)生靜電荷，使孔壁帶上負(fù)電荷，這樣
7、不利于吸附帶負(fù)電性的膠體鈀催化劑，通常在清潔處理液中加入陽(yáng)離子型表Page1面活性劑，以提高孔壁對(duì)膠體鈀的吸附。2粗化：（MicroEtch）原理：；為保證化學(xué)銅與基材銅層的結(jié)合力，要對(duì)基銅進(jìn)行微蝕，在酸性環(huán)境下過硫酸銨與基銅反應(yīng)：S2O82-+Cu→2SO42-+Cu2+粗化度一般控制在0.8~~1.2um/min，粗化時(shí)間一般為2min。微蝕速率（um/min）=失重（g）*11.2/（總面積dm2*處理時(shí)間min）①蝕刻速度與溶液中Cu2+含量關(guān)系可用圖表示：從圖中可看出，當(dāng)Cu2+含量大于7
8、g/L，蝕刻速率保持恒定，新開缸的微蝕液，開始時(shí)較慢，可以加入4g/L的硫酸銅，或保留25%的舊液。②為保證微蝕效果，要求定時(shí)測(cè)試銅的微蝕速率，并及時(shí)補(bǔ)充過硫酸銨。③微蝕速率隨溫度的升高而升高，為保持速率均勻一致，應(yīng)設(shè)置溫控系統(tǒng)。3預(yù)浸（Predip）：原理：后續(xù)的活化液對(duì)水有一定的敏感性，水的積累帶入會(huì)引起活化液成分的較大變化，影響活化效果，甚至分層。所以通常在活化前先將印制板浸入預(yù)浸液處理，預(yù)浸液是與活化劑相配套使用的。①預(yù)浸槽與活化槽的成分基本相同，區(qū)別在于預(yù)浸
