2023-04-19
也許我們會奇怪，線路板的基材只有兩面有銅箔，而中間是絕緣層，那么線路板兩面或多層線路之間怎么連接在一起，使電流順暢的經(jīng)過呢？
接著上一篇《PCB工藝流程二：鉆孔》（點擊了解）工序后，這一環(huán)節(jié)的“沉銅”工序會解答上述疑惑。
PCB工藝流程三：沉銅PTH
沉銅是化學(xué)鍍銅（Eletcroless Plating Copper）的簡稱，也叫做鍍通孔（Plated Through hole），簡寫為PTH。
沉銅目的：就是在已鉆孔的不導(dǎo)電的孔壁基材上，用化學(xué)的方法覆上一層薄薄的化學(xué)銅，為后續(xù)“圖形電鍍”工藝中的電銅電錫做準(zhǔn)備，讓其導(dǎo)電。兩層或多層板完成鉆孔后就要進(jìn)行PTH的流程。
工藝流程：
沉銅前磨板→除膠渣→水洗→堿性除油→水洗→粗化(微蝕)→水洗→預(yù)浸→活化→水洗→加速→沉銅→水洗→ 背光檢測 →下工序
01 PCB沉銅—沉銅前磨板
沉銅前磨板—清潔板面
PCB基板經(jīng)過前鉆孔工序，難免會產(chǎn)生毛刺，它是造成劣質(zhì)孔金屬化的最重要的隱患。沉銅前必須采用全面清潔加以解決。
PCB板子進(jìn)入沉銅線前，首先會經(jīng)過一個磨板機(jī)，沉銅前磨板機(jī)，采用機(jī)械方式，對板面以及內(nèi)孔壁無進(jìn)行初步清潔。
觀察上述對比圖可見：自動磨板機(jī)讓附著板面和孔內(nèi)的粉塵、前工序殘留的批鋒被去除、去除氧化，為下一步化學(xué)沉銅做準(zhǔn)備。
PCB板在生產(chǎn)工序流轉(zhuǎn)過程中，長時間曝光在空氣中，容易氧化影響后續(xù)”銅“的反應(yīng)作用。
02 PCB沉銅—沉銅線作業(yè)
新杰通鑫PCB-沉銅線
新杰通鑫的自動沉銅線， 依次進(jìn)行著不同的化學(xué)反應(yīng)，由機(jī)械臂進(jìn)行取板放板，專業(yè)部門同事進(jìn)行實時監(jiān)測，確保PCB板能順利完成沉銅反應(yīng)。
沉銅線主要進(jìn)行著除膠渣→堿性除油→粗化(微蝕)→預(yù)浸/活化→沉銅等步驟，一起進(jìn)一步學(xué)習(xí)。
1、除膠渣
因為鉆孔時產(chǎn)生的高溫超過了玻璃化轉(zhuǎn)化溫度(Tg值），樹脂呈現(xiàn)軟化而隨鉆頭的旋轉(zhuǎn)附著上孔壁，產(chǎn)生膠渣。
除膠渣是為了去除鉆孔時附著在孔壁的膠渣，裸露各層需要互連的銅環(huán)。
Tg值：玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度。(本章節(jié)不做展開敘述）
除膠渣方式
高錳酸鉀與環(huán)氧樹脂反應(yīng)原理
6KMnO?+(C11H12O3)n =3K2MnO4+3MnO2+3CO2↑+3H2O
在KMnO4作用下，環(huán)氧樹脂中的苯環(huán)與氧之間的鍵斷開，然后KMnO4與基團(tuán)生成K2MnO4、CO2、H2O。
即經(jīng)過上述反應(yīng)，環(huán)氧樹脂被去除。
如果膠渣未除盡，會在銅孔壁與內(nèi)層孔環(huán)間留下無法導(dǎo)通的鴻溝，造成開路。見下方示圖：
2、堿性除油
除去板面油污，指印，氧化物;對孔壁基材進(jìn)行極性調(diào)整(使孔壁由負(fù)電荷調(diào)整為正電荷)便于后工序中膠體鈀（活化劑）的吸附。
除油調(diào)整的好壞直接影響到沉銅背光效果。
3、微蝕
除去板面的氧化物，粗化板面，保證后續(xù)沉銅層與基材底銅之間良好的結(jié)合力;新生成的銅面具有很強(qiáng)的活性，可以很好吸附膠體鈀。
4、預(yù)浸/活化處理
預(yù)浸：保護(hù)鈀槽免受前處理槽液的污染，便于后續(xù)活化液有效的活化。
活化：經(jīng)前處理堿性除油極性調(diào)整后，帶正電的孔壁可有效吸附足夠帶有負(fù)電荷的膠體鈀顆粒，以保證后續(xù)沉銅的均勻性，連續(xù)性和致密性。
除油與活化對后續(xù)沉銅的質(zhì)量起著十分重要的作用。因此生產(chǎn)中應(yīng)特別注意活化的效果，保證足夠的時間，濃度(或強(qiáng)度)、溫度，缺一不可。
5、沉銅(化學(xué)沉銅)：
通過鈀槽的活化誘發(fā)化學(xué)沉銅自催化反應(yīng)，新生成的化學(xué)銅和反應(yīng)副產(chǎn)物氫氣都可以作為反應(yīng)催化劑催化反應(yīng)，使沉銅反應(yīng)持續(xù)不斷進(jìn)行。
沉銅槽
按照沉銅線作業(yè)步驟處理后，即可在板面或孔壁上沉積一層化學(xué)銅。
形成的沉銅厚度一般很薄，通常只有0.3~0.5μm，隨著化學(xué)藥水的改變，沉厚銅工藝的銅厚可以到2μm左右。
03 PCB沉銅—背光檢查
沉銅工序完成后，所有的線路板均需逐一進(jìn)行品質(zhì)檢測：主要是以背光測試檢驗銅的沉積覆蓋率和覆蓋完整度。
沉銅的效果將直接影響線路板的整體產(chǎn)品品質(zhì)，因為一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，往往是整個批次，而不是單一面板的問題。因此，在進(jìn)行這道工序生產(chǎn)時，必須嚴(yán)格遵守作業(yè)規(guī)范，防止最終造成產(chǎn)品不可逆轉(zhuǎn)的質(zhì)量隱患。
生產(chǎn)取樣
按生產(chǎn)批次將沉銅后線路板邊5個孔的切片，作為觀察沉銅樣品。
背光檢查
在實驗室中用放大鏡進(jìn)行背光檢查，對PTH 制程鍍通孔的沉積覆蓋率做評估和監(jiān)控(PTHprocess）
背光檢查標(biāo)準(zhǔn)圖
質(zhì)量評定
一般線路板廠按照大于或等于9/9.5級為劃分點，判定為合格。我們公司背光等級要求是大于或等于9.5級判定為合格，不合格品需要二次返工。
對PTH 制程鍍通孔的沉積覆蓋率的評估和監(jiān)控(PTHprocess)是一個十分重要的質(zhì)量控制的檢查。
這樣可以確保化學(xué)銅沉積處理后的鍍層可以有效的提供后續(xù)鍍通孔的導(dǎo)電和其他性能要求，也可以及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線的一些無法預(yù)知的問題及時地在該環(huán)節(jié)流程進(jìn)行必要的或者可能返工處理。
線路板行業(yè)需要關(guān)注每一環(huán)節(jié)品質(zhì)監(jiān)管，才是保證最終成品的完美交付。
當(dāng)前位置：