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PCB 化学镀铜工艺流程解读（一）

化学镀铜 (Eletcroless Plating Copper)通常也叫沉铜或孔化（PTH）是一

种自身催化性氧化还原反应。首先用活化剂处理，使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子通常用的是金属钯粒子（钯是一种十分昂贵的金属，价格高且一直在上升，为降低成本现在国外有实用胶体铜工艺在运行），铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原，而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层，

使铜的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。化学镀铜在我们 PCB制造业

中得到了广泛的应用，目前最多的是用化学镀铜进行PCB的孔金属化。 PCB孔金

属化工艺流程如下：

钻孔→磨板去毛刺→上板→整孔清洁处理→双水洗→微蚀化学粗化→双水洗→预浸处理→胶体钯活化处理→双水洗→解胶处理（加速）→双水洗→沉铜→双

水洗→下板→上板→浸酸→一次铜→水洗→下板→烘干

一、镀前处理

1．去毛刺

钻孔后的覆铜泊板，其孔口部位不可避免的产生一些小的毛刺，这

些毛刺如不去除将会影响金属化孔的质量。最简单去毛刺的方法是用 200～400号水砂纸将钻孔后的铜箔表面磨光。机械化的去毛刺方法是采用去毛刺机。去毛刺机的磨辊是采用含有碳化硅磨料的尼龙刷或毡。一般的去毛刺机在去除毛刺

时，在顺着板面移动方向有部分毛刺倒向孔口内壁，改进型的磨板机，具有双向

转动带摆动尼龙刷辊，消除了除了这种弊病。

2．整孔清洁处理

对多层 PCB有整孔要求，目的是除去钻污及孔微蚀处理。以前多用浓硫酸除钻污，而现在多用碱性高锰酸钾处理法，随后清洁调整处理。

孔金属化时，化学镀铜反应是在孔壁和整个铜箔表面上同时发生的。如果某些部位不清洁，就会影响化学镀铜层和印制导线铜箔间的结合强度，所以在化学镀铜前必须进行基体的清洁处理。最常用的清洗液及操作条件列于表如下：

清洗液及操作条件

配

方

1 2 3

组分

碳酸钠（ g/l ）40～60 ——

磷酸三钠（ g/l ）40～60 ——

OP乳化剂（ g/l ）2～3 ——

氢氧化钠（ g/l ）—10～ 15 —

金属洗净剂（ g/l ）——10～ 15

温度（℃）50 50 40 处理时间（ min） 3 3 3

空气搅拌机械移空气搅拌

空气搅拌机械移

搅拌方法

动动

机械移动

3．覆铜箔粗化处理

利用化学微蚀刻法对铜表面进行浸蚀处理（蚀刻深度为 2-3 微米），使铜表面产生凹凸不平的微观粗糙带活性的表面，从而保证化学镀铜层和铜箔基体之间有牢固的结合强度。以往粗化处理主要采用过硫酸盐或酸性氯化铜水溶液

进行微蚀粗化处理。现在大多采用硫酸 / 双氧水（H2SO4/H202）其蚀刻速度比较恒定，粗化效果均匀一致。由于双氧水易分解，所以在该溶液中应加入合适的稳定剂，这样可控制双氧水的快速分解，提高蚀刻溶液的稳定性使成本进一步降低。

常用微蚀液配方如下：

硫酸H2SO4 150~200 克/ 升

双氧水H202 40~80 毫升 / 升

常用稳定剂如下：

稳定剂化合物添加量蚀刻铜速率双氧水 H202分解率C2H5NH 2 10g/l 28% 1.4mg/l.min

n-C4H9NH2 10ml/l 232% 2.7 mg/l.min

n-C8H17NH2 1 ml/l 314% 1.4mg/l.min

H2NCH2NH2 10g/l 2.4 mg/l.min

C2H5CONH2 0.5 g/l 98% /

C2H5CONH2 1 g/l 53% /

不加稳定剂0 100% 快速分解

我们以不加稳定剂的蚀刻速率为 100%，那么蚀刻速率大于100%的为正性加速稳定剂，小于 100%的为负性减速稳定剂。对于正性的加速稳定剂不用加热，在室温（ 25 度 C）条件下就具有较高的蚀刻速度。而负性减速稳定剂，必须加热使用才能产生微蚀刻铜的效果。应注意新开缸的微蚀刻液，开始蚀刻时速率较慢，可加

入 4g/l 硫酸铜或保留 25%的旧溶液。

二、活化

活化的目的是为了在基材表面上吸附一层催化性的金属粒子，从而使整个基材表面顺利地进行化学镀铜反应。常用的活化处理方法有敏化—活化法（分步活化法）和胶体溶液活化法（一步活化法）。

1．敏化－活化法（分步活化法）

（1）敏化处理

常用的敏化液是氯化亚锡的水溶液。其典型配方如下：

氯化亚锡（ Sncl2.2H2O）30~50g/L

盐酸50~100ml/L

锡粒3~5g/l

配制时先将水和盐酸混合，然后加入氯化亚锡边搅拌使其溶解。锡粒可防止Sn2+氧化。

敏化处理在室温下进行，处理时间为3~5min，水洗后进行活化处理。

（2）活化处理

常用的离子型活化液是氯化钯的溶液，其典型配方如下：

氯化钯pdCl20. 5~1g/L

盐酸5~10ml/L

处理条件－室温，处理1~2min

敏化－活化法的溶液配制和操作工艺简单，在早期的印制板孔金属化工艺中曾得到广泛应用。这种方法有二个主要缺点：一是孔金属化的合格率低，在化学镀铜后总会发现有个别孔沉不上铜，其主要有二个方面的原因，其一是 Sn+2离子对环氧玻璃的基体表面湿润性不是很强，其二是 Sn+2很易氧化特别是敏化后水洗时间稍长， Sn+2被氧化为 Sn+4，造成失去敏化效果，使孔金属化后个别孔沉不上铜。二是化学镀铜层和铜箔的结合力差，其原因是在活化过程中，活化液中贵金属离子和铜箔间发生置换反应，在铜表面上形成一层松散的金属钯。如果不去除会影响沉铜层和铜箔间的结合强度。在多层连接以及图形电镀法工艺中，这种缺陷已经成为影响印制板质量主要矛盾，现在是用螯合离子钯分步活化法来解决这些问题，现在用得也比较少。

2．胶体钯活化法（一步活化法）

（1）配方

常用的胶体钯活化液配方列于表