PCB高穩(wěn)定性中速化學鍍銅工藝研究

謝金平王群王恒義

(廣東致卓精密金屬科技有限公司，廣東佛山528247)

摘要：主要研究微量添加劑對化學鍍銅鍍液沉積速率及鍍液穩(wěn)定性的影響，通過試驗篩選合適的微量添加劑，在不改變化學鍍銅鍍液主反應物質含量的情況下實現(xiàn)鍍速提高和鍍液穩(wěn)定性增加。開發(fā)出的高穩(wěn)定性中速化學鍍銅工藝，其性能滿足PCB工業(yè)化生產。

關鍵詞：化學鍍銅;沉積速率;微量添加劑;PCB

中圖分類號：TN41文獻標識碼：A文章編號：1009-0096(2012)06-0025-03

1·前言

化學鍍銅是指在沒有外加電流的條件下，處于同一溶液中的銅離子和還原劑在具有催化活性的基體表面上進行自催化氧化-還原反應、沉積銅鍍層的一種表面處理技術。目前化學鍍銅在工業(yè)上最重要的應用領域之一是印制線路板的通孔金屬化過程，在印制板的絕緣孔壁內沉積上一層銅，使之導通孔金屬化，以便隨后電鍍加厚鍍層導通層間線路[1]。

按照鍍層厚度的不同，可以將化學鍍銅分為薄銅和厚銅體系。PCB孔金屬化流程中目前以化學鍍薄銅工藝為主，化學鍍銅沉積層厚度控制在0.3μm~0.6μm，然后全板電鍍將鍍層加厚至5μm~8μm，進入圖形轉移工序，然后進行圖形電鍍。但近年來不少PCB工廠為了降低成本，縮短生產流程，改用中速化學鍍銅的工藝，即化學鍍銅沉積層厚度控制在1.2μm~1.8μm，在完成化學鍍中速銅后，省去了全板電鍍加厚流程，直接進入圖形轉移工序，然后進行圖形電鍍。

化學鍍銅液的主要成分有：銅鹽、絡合劑、還原劑、pH值調整劑、微量添加劑等?；瘜W鍍銅微量添加劑是化學鍍銅中最活躍的研究課題，根據(jù)添加劑作用又可將添加劑分為穩(wěn)定劑、改性劑、表面活性劑等，添加劑用量一般在百萬分之幾十左右，但對化學鍍銅沉積速率、鍍液穩(wěn)定性及鍍層質量都起關鍵作用[2][3]。普通的化學鍍薄銅工藝即使適當提高反應溫度和延長反應時間，沉積厚度也很難達到中速銅的厚度要求，為此需要開發(fā)專用的中速化學鍍銅工藝。本文主要研究了化學鍍銅微量添加劑對化學鍍銅沉積速率及鍍液穩(wěn)定性的影響，在化學鍍薄銅基礎參數(shù)上篩選出合適的微量添加劑，進而開發(fā)出PCB中速化學鍍銅體系。

2·實驗

2.1實驗材料

鉆孔后的線路板，板厚：1.2mm，最小孔徑：0.3mm;覆銅板蝕去銅箔后的環(huán)氧樹脂板

2.2化學鍍銅工藝流程

整孔→熱水洗→水洗(兩次)→微蝕→水洗(兩次)→預浸→活化→水洗(兩次)→速化→水洗(兩次)→化學鍍銅→水洗(兩次)→電鍍銅

整孔：50℃，5%堿性除油劑，5min

微蝕：室溫，80g/L過硫酸鈉+3%硫酸，2min

預浸：室溫，100%預浸液，1min活化：40℃，含40×10-6Pd膠體鈀溶液，5min

速化：室溫，10%速化液，2min化學鍍銅：40℃，30min

2.3化學鍍銅液基本組成

基礎組分：CuSO4.5H2010g/L，EDTA40g/L，NaOH10g/L，甲醛(37%)10ml/L，2,2’-聯(lián)吡啶20mg/L，亞鐵氰化鉀60mg/L，用去離子水配制成溶液。