化学镀铜

化学镀铜(Eletcroless Plating Copper)通常也叫沉铜或孔化（PTH）是一种自身催化的氧化还原反应。双

面板以上完成钻孔后即进行TH(plated through hole 镀通孔)步骤。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，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。PTH目的使孔

壁上的非导体部分的树脂及玻璃束进行金属化，以进行后来的电镀铜制程 ,完成足够导电及焊接的金属孔壁.。

孔金属化工艺流程如下：磨板→上板→溶涨→去钻污→中和→整孔→微蚀→预浸→活化→解胶→沉铜→下

板

刷板

目的：

1 通过刷棍一定压力的磨刷去除孔口毛刺、粗化铜箔表面；

2 通过循环水洗、高压水洗、市水洗冲洗清洁

生产板；原理解释：钻孔后的覆铜箔板，其孔口部位不可避免的产生一些小的毛刺（1 未切断的铜丝2 未

切断玻璃丝留 ,称为毛刺），这些毛刺因其要断不断，而且粗糙,若不将其除去，将会影响金属化孔的质量，可

能造成通孔不良及孔小等。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，除了

这种弊病。

失误对策：太轻的刷磨会使板材表面的杂质无法顺利的清除干净或者会造成不均匀的表面；太重的刷磨则

会去除表面过多的铜层，或是造成一个粗糙的及不匀的表面。太重或不当的刷磨也会使板材边缘产生流胶现象，

或是使刷轮本身也会出现流胶现象。此种流胶将使得化学镀铜及电镀镀铜制程产生严重的问题。

去钻污段

一；容涨

1；目的：软化膨松环氧树脂,降低聚合物间的键结能 , 使KMnO4更易咬蚀形成粗糙面

2

原理解释：

初期溶出可降低较弱的键结，使其键结有了明显的差异。若浸泡过长，强的键结也渐次降低，终致整块成

为低键结能增大表面，如果达到如此状态，将无法形成不同强度结面.。若浸泡过短，则无法形成低键结及键

结差异，如此将KMnO4咬蚀难以形成蜂窝面，终致影响到PTH的效果。

3 表面张力的问题

无论大小孔，皆有可能有气泡残留，而表面张力对孔内侵润也影响很大。故采用较高温操作，有助于降低表面张力及去除气泡。至于浓度的问题，为使减少消耗而使用略低的浓度者，只要设备设计得当，事实上较高的浓度也可以操作且速度较快.在制程中，必须先侵润孔内壁,，以后才能使药水进入作用，不然有空气残留，后续制程更不易进入孔内，其残留将不能去除.。

二：去钻污

1:反应反应原理:

4MnO4- + C + 4OH- → MnO42- + CO2 + 2H2O (此为主反应)

2MnO4- + 2OH-→ 2MnO42- + 1/2O2 +H2O(此为高PH值时自发性分解反应)

MnO4- + H2O → Mn2 + 2OH- + 1/2 O2(此为自然反应会造成Mn4+沉淀)

2:操作方式:

电极还原的方式，使其槽液比较稳定

3:其化学成份状况皆以化验室分析得知，但Mn+7 为紫色，Mn+6为绿色,Mn为黑色 ,可由直观的色度来直接判断大略状态，若有不正常发生器，则可能是电极效率出了问题在于，应注意。

4:咬蚀的影响因素：

5: KMnO4形成微粗糙的原因

由于溶涨造成膨松 , 且因有结合力的强弱 , 如此使咬蚀时产生选择性别, 而形成所谓的微粗糙.但如因过度咬蚀，将再度平滑。

6：咬蚀能力也会随基材不同而有所改变。

7：电极必须留心保养，电极效率较难定出绝对的标准，且也很难确认是否足够应付实际需要。故平时所得经验及供应商所提供资料，为电极需求的参考。

三：中和剂：

中和 MLB216--- 清除去污后残留的MnO2、NaOH和锰酸盐等，确保孔壁为最佳状态，从而可以有效避免产生镀层空洞、孔壁与化学沉铜层的结合力不良和污染后续加工槽液等问题；

沉铜段

一：整孔

经钻孔处理的板件分两部分

①仍然被铜箔覆盖的基材表面

②经过钻孔后形成的内壁为环氧树脂玻璃纤维

断面和环壮铜箔（多层板）的非金属化孔，需处理的是第二部分的非金属的环氧树脂，玻丝。断面和环壮的铜箔（多层板）的表面。基材铜箔表面带正电荷，非金属化的基材表面带有均匀的弱负电荷，多层板在经过去钻污处理后负电性更强。在活化时鈀胶体的胶团也带有负电，这样负负相斥，鈀胶体无法进行有效的吸附，所以要改变板件的表面尤其是非金属化的表面电性。

除油整孔利用表面活性剂的两端，分别为疏水基本规律和亲水基的长连结构，当在溶液时。表面活性剂变为根水基有意选择一种表面活性剂它的疏水基的一端正好在负电，亲水基的一端带正电，这样当板件进入溶液时疏水基避开水，向板面集中，若板面有污物疏水基就钻入基体根部，将其除去此时板面上个处分布了一层表面活性剂，它的确疏水基紧紧的吸附在板面向水的一面带正电的亲水基向外，这样板面不但清洁也带了一层正电，可以开始完成吸附钯胶体的使命了。

2：为使孔内呈现适当状态，除油整孔具有两种基本功能。

A清洁表面

B使孔内呈正电性，以利负电离子Bd/Sn 胶体的吸附。

二：微蚀

1．实现选择性镀铜的目的。

清除表面之除油整孔剂所形成的FILM。除油整孔剂中的表面活性剂在除油整孔时布满了整个板件，也包括铜箔面，非金属化的孔内的树脂上和玻丝断面上。微蚀将板面的清除掉。使在下一步活化时不会将昂贵的鈀胶体浪费在面积巨大的板面上

2．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，同时也可清洗铜表面的氧化物。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。现在大多采用硫酸过硫酸钠（H2SO4/SPS ）其蚀刻速度比较恒定，粗化效果均匀一致。

Cu+ S2O82-→Cu2+ + 2SO42-