PCB板沉銅的目的與作用以及工藝流程解析-電子發燒友網

PCB板的一般工藝流程包括：    開料--鑽孔--沉銅--圖形轉移--圖形電鍍--蝕刻--阻焊--字符--表面處理--啤鑼--終檢--包裝出貨。開料和鑽孔對於多數PCB愛好者來說不難理解，所以本文著重講講沉銅這道工序！ 在印製電路板製造技術中，這道工序是比較關鍵的一道工序。如果工藝參數控制不好就會產生孔壁空洞等諸多功能性的問題。
       
  一. 沉銅的目的與作用：

在已鑽孔的不導電的孔壁基材上，用化學的方法沉積上一層薄薄的化學銅，以作為後面電鍍銅的基底;

二. 工藝流程：

去毛刺→鹼性除油→二或三級逆流漂洗→粗化(微蝕)→二級逆流漂洗→預浸→活化→二級逆流漂洗→解膠→二級逆流漂洗→沉銅→二級逆流漂洗→浸酸

三. 流程說明：

（一）  去毛刺：

作用於目的： 沉銅前PCB基板經過鑽孔工序，此工序最容易產生毛刺，它是造成劣質孔金屬化的最重要的隱患。必須採用去毛刺工藝方法加以解決。通常採用機械方式，使孔邊和內孔壁無倒刺或堵孔的現象產生.

       （二）  鹼性除油:

作用與目的：除去板面油汙，指印，氧化物，孔內粉塵;對孔壁基材進行極性調整(使孔壁由負電荷調整為正電荷)便於後工序中膠體鈀的吸附;

多為鹼性除油體系，也有酸性體系，但酸性除油體系較鹼性除油體系無論除油效果，還是電荷調整效果都差，表現在生產上即沉銅背光效果差，孔壁結合力差，板面除油不淨，容易產生脫皮起泡現象。

鹼性體系除油與酸性除油相比：操作溫度較高，清洗較困難;因此在使用鹼性除油體系時，對除油後清洗要求較嚴

除油調整的好壞直接影響到沉銅背光效果;

（三）   微蝕：

作用與目的：除去板面的氧化物，粗化板面，保證後續沉銅層與基材底銅之間良好的結合力;新生成的銅面具有很強的活性，可以很好吸附膠體鈀;

粗化劑： 目前市場上用的粗化劑主要用兩大類：硫酸雙氧水體系和過硫酸體系，硫酸雙氧水體系優點：溶銅量大，(可達50g/L)，水洗性好，汙水處理較容易，成本較低，可回收，缺點：板面粗化不均勻，槽液穩定性差，雙氧水易分解，空氣汙染較重過硫酸鹽包括過硫酸鈉和過硫酸銨，過硫酸銨較過硫酸鈉貴，水洗性稍差，汙水處理較難，與硫酸雙氧水體系相比，過硫酸鹽有如下優點：槽液穩定性較好，板面粗化均勻，缺點：溶銅量較小(25g/L)過硫酸鹽體系中硫酸銅易結晶析出，水洗性稍差，成本高;           

另外有杜邦新型微蝕劑單過硫酸氫鉀，使用時，槽液穩定性好，板面粗化均勻，粗化速率穩定，不受銅含量的影響，操作簡單，適宜於細線條，小間距，高頻板等

（四）  預浸/活化：

預浸目的與作用：主要是保護鈀槽免受前處理槽液的汙染，延長鈀槽的使用壽命，主要成分除氯化鈀外與鈀槽成份一致，可有效潤溼孔壁，便於後續活化液及時進入孔內活化使之進行足夠有效的活化;

預浸液比重一般維持在18波美度左右，這樣鈀槽就可維持在正常的比重20波美度以上;

活化的目的與作用：經前處理鹼性除油極性調整後，帶正電的孔壁可有效吸附足夠帶有負電荷的膠體鈀顆粒，以保證後續沉銅的均勻性，連續性和緻密性;因此除油與活化對後續沉銅的質量起著十分重要的作用，

生產中應特別注意活化的效果，主要是保證足夠的時間，濃度(或強度)

活化液中的氯化鈀以膠體形式存在，這種帶負電的膠體顆粒決定了鈀槽維護的一些要點：保證足夠數量的亞錫離子和氯離子以防止膠體鈀解膠，(以及維持足夠的比重，一般在18波美度以上)足量的酸度(適量的鹽酸)防止亞錫生成沉澱，溫度不宜太高，否則膠體鈀會發生沉澱，室溫或35度以下;

（五）  解膠：

作用與目的：可有效除去膠體鈀顆粒外面包圍的亞錫離子，使膠體顆粒中的鈀核暴露出來，以直接有效催化啟動化學沉銅反應，?

原理：因為錫是兩性元素，它的鹽既溶於酸又溶於鹼，因此酸鹼都可做解膠劑，但是鹼對水質較為敏感，易產生沉澱或懸浮物，極易造成沉銅孔破;鹽酸和硫酸是強酸，不僅不利與作多層板，因為強酸會攻擊內層黑氧化層，而且容易造成解膠過度，將膠體鈀顆粒從孔壁板面上解離下來;一般多使用氟硼酸做主要的解膠劑，因其酸性較弱，一般不造成解膠過度，且實驗證明使用氟硼酸做解膠劑時，沉銅層的結合力和背光效果，緻密性都有明顯提高;

（六）  沉銅：

作用與目的：通過鈀核的活化誘發化學沉銅自催化反應，新生成的化學銅和反應副產物氫氣都可以作為反應催化劑催化反應，使沉銅反應持續不斷進行。通過該步驟處理後即可在板面或孔壁上沉積一層化學銅。

原理：利用甲醛在鹼性條件下的還原性來還原被絡合的可溶性銅鹽。

空氣攪拌：槽液要保持正常的空氣攪拌，目的是氧化槽液中的亞銅離子和槽液中的銅粉，使之轉化為可溶性的二價銅。

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