黑孔化工艺技术

黑孔化工艺技术

一、概述

黑孔化直接电镀的出现对传统的PTH是个挑战，它最大特点就是替代传统的沉铜工艺，利用物理作用形成的导电膜、碳膜就可以直接转入电镀。从效率观点分析，由于其构成的工艺程序简化，减少了控制因素，与传统PTH制造程序相比较，使用药品数量减少，生产周期大大缩短，因此生产效率大幅提高，同时污水处理费用减少，使印制电路板制造的总成本降低。

二、黑孔化直接电镀的特点

1.黑孔化液不含有传统的化学镀铜成分，取消甲醛和危害生态环境的化学物质如EDTA、NTA、EDTP等在配方中使用，属于环保型产品。

2.工艺流程简化，代替了极薄而难以控制的中间层（化学镀铜层），从而改善电镀铜的附着力，提高了PCB的可靠性。

3.溶液的分析、维护和管理使用程序大幅度简化。

4.与传统的PTH相比，药品简单、数量减少，生产周期短，废物处理费用减少，从而降低了生产的总成本。

5.提供了一种新的流程，选择性直接电镀。

三、黑孔化直接电镀技术

3.1 黑孔化原理

它是将精细的石墨或碳黑粉浸涂在孔壁上形成导电层，然后进行直接电镀。它的关键技术就是黑孔溶液成分的构成。首先将精细的石墨或碳黑粉均匀的分散在介质内即去离子水中，利用溶液内的表面活性剂使溶液均匀的石墨或碳黑悬浮液保持稳定，并还拥有良好的润湿性能，使石墨或碳黑能充分被吸附在非导体的孔壁表面上，形成均匀细致的、结合牢固的导电层。

3.2 构成成分

黑孔化溶液主要有精细的石墨或碳黑粉（颗粒直径为0.2-3μm）、液体分散介质即去离子水和表面活性剂等组成。

3.3 各种成分的作用

（1）石墨或碳黑粉：它是构成黑孔化溶液的主要部分，起到导电作用。

（2）液体分散介质：是用于分散石墨或碳黑粉形成均匀的悬浮液体。

（3）表面活性剂：主要作用是增进石墨或碳黑悬浮液的稳定性和润湿性能。

（4）工艺条件：PH值：10-12，温度：室温。

（5）最佳处理面积：300-600㎡/克。

3.4 黑孔化溶液的成分的选择与调整

（1）使用的表面活性剂时，无论是阳离子、阴离子和非离子表面活性剂均可使用，但必须是可溶的、稳定的和能与其他成分形成均匀的悬浮液体。

（2）为提高黑孔化液的稳定性，最好采用氢氧化钾调节溶液的PH值。

（3）用去离子水作为黑孔化溶液的分散介质。

3.5 黑孔化工艺流程和工艺说明

（1）清洁处理水清洗整孔处理水清洗黑孔化处理干燥微蚀处理水清

洗电镀铜

（2）工艺说明

①清洁处理：使用弱碱性清洁剂，将板表面的油污除去，以确保不带入其他杂质入槽。

②水清洗：就是将孔壁、板表面上的残留物去除干净。

③整孔处理：黑孔化溶液内碳黑带有负电荷，和钻孔后的孔壁树脂表面所带负电荷相排，不能静电吸附，直接影响石墨或碳黑的吸收效果。通过调整剂所带正电荷的调节，可以中和树脂表面所带的负电荷甚至还能赋予孔壁树脂正电荷，以便于吸附石墨或碳黑。

（1）基板直接电镀前需要进行钻孔和去毛刺，同样对孔质量的要求是严格的，应确保孔内无钻屑、粉末堵塞、毛刺等缺陷。直接电镀风干后进行光成像即贴膜、曝光和显影。为此，直接电镀至贴膜前停放的时间不能太长，最好直接电镀后直接进行贴膜。

（2）图形电镀前的除油应使用与直接电镀兼容的酸性除油剂。同时还要注意光成像电镀前存放的时间不超过24小时。

（3）图形电镀时，电镀时间应控制在1小时，阴极电流密度采用3A/d㎡，以确保内镀层厚度。