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