印制電路板孔金屬化極其工藝改進途徑探析

劉上

摘 要：本文將針對徐述印制電路板孔金屬化技術進行相關研究，分別就其趨勢、工藝以及當前所遇到的一些問題做分析，并最終指出孔金屬化工藝的相關改進措施，并為以后發現提供重要參考，這里就以印制電路板孔金屬化極其工藝改進途徑探析做研究分析。

關鍵詞：印制電路板；孔金屬化；工藝改進；研究分析

引言：就目前來看，印制電路板又叫PCB板，是當前眾多電子類產品絕佳的參考方案，并在在很多領域有所應用，已經成為我國電子產業鏈中不可或缺的組成部分。具有“印制電路之父”指稱的英國，Panl Eisler首先研制出來，并博士成功研制以來已經在眾多領域有所應用，比如在軍事、衛星、通信、計算機、工業制造等眾多行業應用，已經成為當下集成電路設計中最為重要的一環。它的出現推動了計算機的發展，也推動了科技的進步，并且它也加速了電子產品小型化 、高性能化發展。并且隨著研究的深入，它也推動了印制電路板向多層 、深孔 、微孔 及微導電化的方向發展。

1印制電路板孔金屬化概述

覆銅板是印制電路板中的基礎性材料，通常它會在印制電路板中有選擇性的進行相應操作，比如在電鍍銅、刻蝕等操作，最終獲得可導電電路板，并將其稱作印制電路板，也叫PCB板。并且整個過程只有讓板上通孔金屬化后才能連通印制電路板的電路以及裝配電子元件。我們通常說孔金屬化其實就是在在板孔中采取化學鍍和電鍍的形式在絕緣孔壁上鍍上一層可以用于導電金屬層，并讓其中的各部分導線連通呢工藝。所以不難看出，孔金屬化是整個印制電路板設計制造的核心，它有很高的要求，并且需要其中的金屬孔具備機械韌性跟導電性特性，另外其中的銅鍍層還需要具備均勻完整性要求，所以其制造中的厚度應該保持在25到30微米上下，另外孔內無分層、無氣泡、孔電阻在一千兆帕之下。

這些年隨著高密度封裝技術的進一步強化，也給印制電路板的設計帶來了新的曙光，這些年也出現了表面安裝技術，讓金屬化孔可以盡量縮小，而這也加快了并推其朝著微納通孔、微細線路、薄型化等特點蔓延。這也對當前孔金屬化技術有了新的目標。

2.印制電路板孔金屬化工藝

印制電路板在進行孔金屬化過程時一般需要做分鍍前處理、活化與化學鍍銅 ， 最后完成電鍍銅加厚等過程，下面就相關介紹。

2.1鍍前處理分析

第一步是進行烘板 ， 溫度保持在120到150攝氏度上下，等待自然冷卻進行有機樹脂完全 固化，這樣是為了避免加工出現形體變化。 接下來是鉆孔步驟，由于穿孔會增加毛刺，需要做相關處理。另外鉆頭的高速旋轉與切削作用，會導致內孔出現高溫 ， 并且高過了樹脂的玻璃化溫度 ，內壁會產生樹脂粘著層即鉆污。并且這些鉆污會對印刷版導電帶來影響，電路不連通，并且將受到受到熱沖擊導致內層導體與孔壁鍍層完全斷開。所以，孔金屬化工作時要做好去污去毛刺工作。一般鍍前處理工藝流程步驟為：下料、烘板、鉆孔、去毛刺去鉆污一凹蝕、水洗、清潔處理、粗化、水洗。

2.2化學鍍銅

銅的導電性在眾多金屬中很突出所以它也成為電路印刷版中的基礎性材料，它具備電阻率低、與非金屬基體結合力強等優點 ，所以在進行孔金屬化時常用銅作為材料。在進行相關化學處理時，常常會在化學鍍銅時需要進行活化處理，其最終目的是能夠使絕緣體表面生成一層貴金屬催化膜 ， 它能促進原銅離子的反應速度 ， 此外對于于銅原子的定向附著性還有益。

2.3電鍍銅

為了更好的擴大鍍層厚度 ， 一般經過化學鍍銅后就需要進電鍍銅處理工藝。而其中印制電路板作為電鍍銅溶液體系 ， 它就需以下特性：

（1）首先需要要兼具高分散能力和深鍍能力。

（2）第二點是鍍液 具備良好的抗污染能力。

（3）第三點是鍍液具備良好的穩定性。

（4）第四點是鍍液易于操作維護。

一般我們平時一般使用的電鍍銅溶液體系是酸性硫酸銅光亮鍍銅體系，其主要原因是酸性硫酸鹽在鍍銅工藝維護上更加容易，并且現代工業中早就替代了焦磷酸鹽鍍銅工藝 。印制電路板處理中會采用酸性硫酸鹽鍍銅液，其主要成為包括了硫酸銅 、 氯離子、硫酸以及添加劑。并且其中硫酸銅將被納為主鹽，其中的硫酸能提高溶液導電性，可以避免銅鹽水解，提高鍍層結晶致密性 ，另外它對高鍍液分散能力和深孔電鍍能力也有幫助，最終促進其沉淀 ， 并在其中形一層CuCl 膜 ， 避免銅的電沉積，從而促使鍍層結晶細化，并且cl的負離子也有增大極化的效果。在其中放入添加劑將促進晶粒細化，讓其保持光潔度與平整度。

3.印制電路板孔金屬化工藝改進策略

就目前來看我國孔金屬化工藝成熟。既能夠有效保證質量也能保證數量，不過就目前來看仍有一些問題需要解決：其中涉及的問題如下所示：

（1）第一個就是我們最常見的環保問題，在進行化學鍍銅時會利用甲醛作還原劑，這些物質有危害性，對人身體造成影響，并且相關廢液也不好處理。

（2）第二點問題是孔金屬化工藝長 ，大厚徑比微孔金屬化質量不可靠 。

（3）第三點問題是在工藝中將采用貴金屬pd作為活化液 ，價格成本想對較高。

（4）最后就是電鍍銅液的均鍍和深鍍能力有待更進一步的提高 。下面就對上述問題做出相應措施。

3.1環保型新工藝

為了提倡環保，當前工藝中已經淘汰了鹵基板，并且這些年也將以前常用的甲醛納為限制使用的化學藥品，并在工藝生產中尋找替代品。而這些替代的化學藥品就包括了硼氫化鈉次磷酸鈉、二甲胺基硼烷以及水合腆等化學藥劑 ， 不過盡管找到了替代藥劑降低了環境污染，但是這些藥劑仍舊面臨一些問題，比如反應穩定性差、價格相對較高等仍然不被很多工業所采納。并且尋找甲醛替代品還將成為一個漫長的過程。

3.2直接孔金屬化

就目前來說鍍銅工藝一直以來就存在問題，并且從20世紀八十年代起人們就在不斷探索，改進工藝上的缺點，一開始人們進行替代化學鍍銅的直接電鍍工藝的研究。到了上個世紀九十年代以后才有所突破進入實用階段，這段時期工藝也在不斷優化改進中，并且直接孔金屬化工藝有導電性聚合物體系 和炭黑懸浮液體系。

導電性聚合物或炭黑沉積在 孔中 ， 用來替代化學鍍銅層 ， 因此取代了化學鍍銅工藝 。用于孔金屬化的導 電高聚物有聚毗咯、聚苯胺 、聚唾吩及其衍生物，經過鍍前處理 后 ， 將基材浸于導電性聚合物懸浮液中，或粒徑小的炭黑和石墨懸浮液中，其導電性聚合物或炭黑濃度必須足以 在基材表面上生成一層能夠確保電鍍銅所要求的導電性涂層 ?，F代已經采用孔金屬化工藝取代了傳統化學鍍銅工藝，很大程度上保護了自然環境，冰品減少了化學物品帶來了危害，尤其是是甲醛污染，并且不需要使用貴金屬把催化劑 ， 因此也降低了成本 。

結束語：進入二十一世紀以后，我國電子產業的規模、技術都有了很大進步，并且更加標準化，科學化生產，也促進了我國化學、材料、以及電路設計等領域的發展。尤其是這些年孔金屬化工業的快速發展，已經讓周圍產業鏈有了新一輪的產業升級。 所以為了提高 孔金屬化技術水平和保證孔金屬化質量 ， 就需要考慮各方面的因素，如環保還有產業技術等領域做深入考慮，隨著我國高密度安裝技術的快速發展 ， 將進一步強化孔金屬化工藝，并著力優化缺點，并強化環保要求，并深入開展提高均鍍和深鍍能力的電鍍銅新工藝做研究。

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