化学镀铜与直接电镀工艺

化学镀铜与直接电镀⼯艺
⼀次化学镀厚铜孔⾦属化⼯艺
不⽤电镀铜的⼀次化学镀厚铜进⾏双⾯板和多层板孔⾦属化，可以显著缩短加⼯周期，降低⽣产成本，⽤此种⼯艺⽅法很容易作出⾼精度的印制板。

通过实践证明⼀次化学镀厚铜的⾦属化孔可靠性要超过电镀铜，因为⼀次化学镀厚铜孔内镀层厚度⾮常均匀，不存在应⼒集中，特别是对于⾼密度的印制板⼩孔⾦属化（φ0.5以下的孔），对电镀来讲很难达到孔内镀层厚度均匀⼀致，⽽⽤化学镀铜的⽅法则是轻⽽易举的事，下⾯介绍双⾯和多层板⼀次化学镀厚铜的⽣产⼯艺。

5.1 双⾯印制板⼀次化学镀厚铜
1）⽤液体感光胶（抗电镀印料）制作双⾯电路图形。

然后蚀刻图形。

液体感光胶可以⽤⽹印或幕帘式涂布，幕帘法⽣产效率⾼，⽽且涂层均匀⽆砂眼，⽹印法易产⽣⽓孔砂眼。

液体抗电镀感光胶分辨率⾮常⾼，显影⽆底层。

很容易得到精细的电路图形。

价格⽐⼲膜便宜。

蚀刻电路图形之后⽤5％NaOH去除感光胶层。

2）⽹印或幕帘式涂布液体感光阻焊剂，制出阻焊图形
3）再⽤液体感光胶涂布板⾯，⽤阻焊底⽚再次曝光，显影，使孔位焊盘铜裸露出来。

4）钻孔
5）化学镀厚铜。

1.酸性除油3分钟
2.H2SO4/H2O2粗化3分钟
3.预浸处理1分钟
4.胶体钯处理3分钟②③④⑤⑥⑦
①- ④处理液均为酸性溶液，板⾯上的液体感光胶层不会破坏，其结果是保护板⾯不受浸蚀，在进⾏活化时，孔内和板⾯上的感光胶层吸附了胶体钯。

⑤5％NaOH处理3分钟，然后⽔冲洗板⾯上的感光层，连同感光胶上的胶体钯⼀同被碱溶解下来。

孔内的胶体钯仍然保留。

⑥1％NaOH处理1分钟，然后⽔冲洗，进⼀步去除板⾯上的残胶。

⑦化学镀厚铜4⼩时，铜层厚度可达到20微⽶，化学镀铜过程中⾃动分析⾃动补加化学成份。

适⽤于连续化学镀厚铜的配⽅：
CuSO4.5H2O 10g/1
EDTA.2Na 40 g/1
NaOH 15 g/1
双联呲啶10mg/1
CN-10mg/1
操作条件：温度600C,化学镀铜过程中，通空⽓搅拌化学镀铜溶液，并连续过滤。

⾃动控制PH和Cu+1离⼦含量。

6）化学镀铜层涂抗氧化助焊剂（可保存六个⽉不损失可焊性），也可以化学镀镍再化学镀⾦。

或化学镀锡⼀铅合⾦。

5.2多层板⼀次化学镀厚铜⼯艺
1.⽤液体感光胶制作内层电路
2.多层叠层与压制
3.⽤液体感光胶制作外层电路
4.印阻焊掩膜，固化
5.⽤稀释的液体感光胶涂布⾯，⽤阻焊掩膜曝光，露出焊盘
6.钻孔
7.H2SO4/HF凹蚀处理
8.粗化，活化，NaOH解胶
9.化学镀厚铜20µm
⼀次化学镀厚铜有以下优点：①缩短加⼯周期，②可以制⾼精度电路图形，因为没有图形电镀⼯艺，消除了镀层突延所造成的图形失真，③⾦属化孔镀层厚度⾮常均匀，不存在电化学镀铜的镀液分散能⼒问题，从⽽提⾼了细微⾦属化孔的可靠性。

第⼆节直接电镀
电⼦部⼗五所陈长⽣
1、概述
印制板孔⾦属化技术是印制板制造技术的关键之⼀，长期以来⼈们⼀直延⽤化学镀铜的⽅法，但是化学镀铜溶液中的甲醛对⽣态环境有危害，并且有致癌的潜在危险，同时化学镀铜溶液中的络合剂（如EDTA等）不易进⾏⽣物降解，废⽔处理困难，除此之外，化学镀铜溶液的稳定性较差，操作稍有不慎就会出现溶液分解，需对其进⾏严格的监控和维护，同时⽬前化学镀铜层的机构性能（如延伸率和抗拉强度等）都⽐不上电镀铜层。

⽽且化学镀铜⼯艺流程长，操作维护极不⽅便，因此迫使⼈们放弃原有的化学镀铜⽽研究开发新的孔⾦属化⼯艺，直接电镀技术就应运⽽⽣。

直接电镀的基本思想是1963年IBM公司Mr.RODOVSKY提出来的，近年来这项技术得到了迅速的发展和应⽤。

作为代替化学镀铜的直接电镀技术必须满⾜以下条件：
1）在⾮导体包括环氧玻璃布，聚酰亚胺，聚四氟⼄烯等孔壁基材上，通过特殊处理形成⼀层导电层，以实现⾦属电镀。

同时还必须保证镀层与基体铜具有良好的结合⼒。

2）形成导电层所⽤的化学药⽔对环境污染⼩，易于进⾏"三废"处理，不会再造成严重污染。

3）形成导电层的⼯艺流程越短越好，⽽且要求操作范围应较宽，便于操作与维护。

4）能适应各种印制板的制作。

如⾼板厚/孔径⽐的印制板，盲孔印制板，特殊基材的印制板等。

直接电镀技术虽起步较早，以前⼯艺不成熟，应⽤较少，1983年以后加快了对新的直接电镀技术的研究与开发，先后出现了多种多样的直接电镀技术，各种不同的直接电镀系列药品相继商品化。

直接电镀技术按导电材料分类，基本上可归纳为三种类型。

1.钯系列（以钯或其化合物作为导电物质）
2.导电性能离分⼦系列[如聚呲咯（Pyrrole）,聚苯胺（Polyaniline）]
3.碳⿊系列
常见的直接电镀法列于表6-5.
表6-5常见的直接电镀法分类表
下⾯针对各种导电系列分别作简单介绍。

2、钯系列
2.1技术原理
钯系列⽅法是通过吸附Pd胶体或钯离⼦，使印制板⾮导体的孔壁获得导电性，为后续电镀提供了导电层，吸附钯胶体与过去化学镀铜前的活化处理所吸附的胶体钯不同，直接电镀⽤胶体钯层要致密，其中胶体钯粒⼦⾮常细腻约为10-25A，⽽传统胶体钯的粒⼦约为300A.通过在钯溶液中加⼊添加剂，使钯的吸附紧密，互相重合成为层状，以提⾼其导电性，通过选择合适的清洁整孔剂或助催化剂等⽅法来提⾼孔壁基材对导电钯的吸附量，⽽在铜上的吸附量减少。

为了进⼀步提⾼吸附钯膜的导电性，有多种⽅法，如硫化处理，稳定性处理或中和处理等。

利⽤钯作为直接电镀⽤的导电层的⽅法很多，例如Shipley公司的Crimson法，是采⽤pd-Sn胶体催化，通过改变整孔剂，使钯⼀锡胶体的吸附量提⾼了三倍，为了提⾼导电性，从胶粒中去除锡，使钯形成易导电的硫化钯。

Solu tech公司开发的Neopact 法中使⽤的胶体钯不含Sn2+，⽽含有⼀种弱酸性可溶性有机聚合物，易清洗，通过后浸和选择剂处理后，将铜⾯上的Pd除去，同时微蚀铜表⾯，改善导电pd膜与孔壁的结合⼒以及电镀铜与基体铜的结合⼒，从⽽提⾼了⼯艺可靠性。

2.2⼯艺流程
形成导电pd层的⽅法不同，其⼯艺流程也不完全相同，表6-6简要介绍⼀下⼏种⽅法的⼯。