日常PCB沉铜试验控制方法

  化学镀铜(Eletcroless Plating Copper)是电路板制造中的一种工艺,通常也叫沉铜或孔化(PTH)是一种自身催化性氧化还原反应。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(钯是一种十分昂贵的金属,价格高且一直在上升,为降低成本现在国外有实用胶体铜工艺在运行),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。
  印制电路板孔金属化技术是印制电路板制造技术的关键之一。严格控制孔金属化质量是确保最终产品质量的前提,而控制沉铜层的质量却是关键。日常用的试验控制方法如下:
  1.化学沉铜速率的测定:
  使用化学沉铜镀液,对沉铜速率有一定的技术要求。速率太慢就有可能引起孔壁产生空洞或针孔;而沉铜速率太快,将产生镀层粗糙。为此,科学的测定沉铜速率是控制沉铜质量的手段之一。以先灵提供的化学镀薄铜为例,简介沉铜速率测定方法:
  (1)材料:采用蚀铜后的环氧基材,尺寸为100×100(mm)。
  (2)测定步骤:
  A. 将试样在120-140℃烘1小时,然后使用分析天平称重W1(g);
  B. 在350-370克/升铬酐和208-228毫升/升硫酸混合液(温度65℃)中腐蚀10分钟,清水洗净;
  C.在除铬的废液中处理(温度30-40℃)3-5分钟,洗干净;
  D. 按工艺条件规定进行预浸、活化、还原液中处理;
  E. 在沉铜液中(温度25℃)沉铜半小时,清洗干净;
  F. 试件在120-140℃烘1小时至恒重,称重W2(g)。
  (3) 沉铜速率计算:
  速率=(W2-W1)104/8.93×10×10×0.5×2(μm)
  (4) 比较与判断:
  把测定的结果与工艺资料提供的数据进行比较和判断。
  2.玻璃布试验方法
  在孔金属化过程中,活化、沉铜是化学镀的关键工序。尽管定性、定量分析离子钯和还原液可以反映活化还原性能,但可靠性比不上玻璃布试验。在玻璃布沉铜条件最苛刻,最能显示活化、还原及沉铜液的性能。现简介如下:
  (1)材料:将玻璃布在10%氢氧化钠溶液里进行脱浆处理。并剪成50×50(mm),四周末端除去一些玻璃丝,使玻璃丝散开。
  (2)试验步骤:
  A.将试样按沉铜工艺程序进行处理;
  B. 置入沉铜液中,10秒钟后玻璃布端头应沉铜完全,呈黑色或黑褐色,2分钟后全部沉上,3分钟后铜色加深;对沉厚铜,10秒钟后玻璃布端头必须沉铜完全,30-40秒后,全部沉上铜。
  C.判断:如达到以上沉铜效果,说明活化、还原及沉铜性能好,反则差。
  3.蚀刻液蚀刻速率测定方法
  通孔镀前,对铜箔进行微蚀处理,使微观粗化,以增加与沉铜层的结合力。为确保蚀刻液的稳定性和对铜箔蚀刻的均匀性,需进行蚀刻速率的测定,以确保在工艺规定的范围内。
  (1)材料:0.3mm覆铜箔板,除油、刷板,并切成100×100(mm);
  (2)测定程序:
  A.试样在双氧水(80-100克/升)和硫酸(160-210克/升)、温度30℃腐蚀2分钟,清洗、去离子水清洗干净;
  B.在120-140℃烘1小时,恒重后称重W2(g),试样在腐蚀前也按此条件恒重称重W1(g)。
  (3)蚀刻速率计算
  速率=(W1-W2)104/2×8.933T(μm/min)
  式中:s-试样面积(cm2)  T-蚀刻时间(min)
  (4)判断:1-2μm/min腐蚀速率为宜。(1.5-5分钟蚀铜270-540mg)。

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