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PCB孔加工之微小孔深孔镀的解决方法

  随着机械加工工业的快速发展,孔加工工作量不断增加,孔加工的难度也越来越大,尤其是在加工微小直径深孔、难加工材料的微小直径深孔、高精度要求的微小直径深孔,是当今国内外备受人们关注的技术难题。
  一般将板厚/孔径比大于5的孔称为深孔。即1.5mm厚的板,孔径小于0.3mm,即为深孔。在深孔镀时,要使整个孔壁的镀层均匀是很困难的事,因为孔径小,孔深,镀时电力线分布不均匀,而且镀液在孔内不易流动交换,易在孔壁发生气泡,因此微小孔的深孔镀除采用高分散能力的镀液外,还要在电镀设备上实现孔内镀液畅通交换,这可采用强烈机械搅拌、振动、超声和水平喷镀、脉冲镀等技术。另外还要注意孔壁的镀前处理以提高孔壁的湿润性。
  解决微小孔深孔镀可以采用直接电镀技术进行微小孔深孔镀,另一方法是采用化学镀,使孔壁镀不受电力线分布不均匀的影响,得到孔壁均匀的化学镀层。
  直接电镀
  直接电镀取消印制板化学镀铜工艺,不使用甲醛、EDTA和胶体钯。进行直接电镀,不仅减少了使用的有害化学药品,有利于环境保护,而且简化了工艺,缩短生产周期,提高生产率,降低生产成本,并提高了互连可靠性。同时电镀铜的延展性、致密性优于化学镀铜层。
  直接电镀有碳膜法、钯膜法和高分子导电膜法三类,近几年来有了迅速的发展,1994年全世界直接电镀法生产线已有250条,并还在继续增长。
  化学镀工艺
  1947年,首先由纳克斯(Narcus)报道了化学镀铜。商品化学镀铜出现于上个世纪50年代,第一个类似现代的化学镀铜溶液由卡希尔(Cahill)公开发表于1957年;该镀液为碱性酒石酸铜镀液,甲醛为还原剂。50年代末印制电路板(双面板)要求采用化学镀铜通孔连接以代替当时的空心铆钉工艺,为化学镀铜技术提供了巨大的市场。通过许多科学工作者的努力开发和研究,化学镀铜技术在60年代获得长足的进步;主要成就表现在:
  开发成功胶体Sn-Pd商品技术;
  除酒石酸盐之外,还采用了EDTA、烷基醇胺等络合剂;
  发现了一系列有效的稳定剂,显着地改善了化学镀铜溶液的稳定性;
  化学镀铜技术在70年代已经走向成熟;形成了印制电路板镀薄铜、图形镀、加法镀厚铜以及塑料镀的系列化的商品规模;化学镀铜溶液十分稳定;出现了镀液分析调整全自动控制的生产线。
  80年代高新技术的发展驾驭着印制电路产业的技术方向;市场要求印制电路板高精度、高层数和高性能。多层印制电路的高层数和高密度的发展,使得孔金属化成为印制电路制造的中心五一节之一;为保证产品的可靠性,对于化学镀铜层的性能,特别是抗张强度、延展性提出了十分苛刻的要求。这个时期的化学镀铜仍然采用经典工艺形式;然而有关工艺材料的控制技术,从内容和水平两方面发生了重大革新。
  目前,化学镀铜不仅在宽广的操作条件下长时间镀液保持稳定,而且,过程状态可以预测,镀层性能优秀。有的化学镀淮在孔径0.15mm,板厚与孔径之比为10时,平均镀层为65μm ,镀厚比为100%;抗张强度为400MPa时,延展性大于10%;有的镀层延展性高达15%。由于甲醛的固有缺点,不少人开始浓度采用次磷酸盐、肼或硼化合物作为还原剂替代。
  在化学镀铜30多年的历史中经历了发展和巨的进步,已成为相对新的领域;为电子产品的可靠性和丰富人民生活作出了贡献。由于环境和价格的因素,引发了研究代替化学镀铜的其他金属化方法;而环境、顾客品位的改烃,塑料装饰的电镀量也有明显的减少;但用于射频和磁屏蔽(EMI)的化学镀铜市场却在看好。化学镀铜在21世纪新一代多层印制电路-积成板(BUM),在微电子产业的应用仍在发展之中。

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