印制电路板孔金属化极其工艺改进途径探析

刘上

摘 要：本文将针对徐述印制电路板孔金属化技术进行相关研究，分别就其趋势、工艺以及当前所遇到的一些问题做分析，并最终指出孔金属化工艺的相关改进措施，并为以后发现提供重要参考，这里就以印制电路板孔金属化极其工艺改进途径探析做研究分析。

关键词：印制电路板；孔金属化；工艺改进；研究分析

引言：就目前来看，印制电路板又叫PCB板，是当前众多电子类产品绝佳的参考方案，并在在很多领域有所应用，已经成为我国电子产业链中不可或缺的组成部分。具有“印制电路之父”指称的英国，Panl Eisler首先研制出来，并博士成功研制以来已经在众多领域有所应用，比如在军事、卫星、通信、计算机、工业制造等众多行业应用，已经成为当下集成电路设计中最为重要的一环。它的出现推动了计算机的发展，也推动了科技的进步，并且它也加速了电子产品小型化 、高性能化发展。并且随着研究的深入，它也推动了印制电路板向多层 、深孔 、微孔 及微导电化的方向发展。

1印制电路板孔金属化概述

覆铜板是印制电路板中的基础性材料，通常它会在印制电路板中有选择性的进行相应操作，比如在电镀铜、刻蚀等操作，最终获得可导电电路板，并将其称作印制电路板，也叫PCB板。并且整个过程只有让板上通孔金属化后才能连通印制电路板的电路以及装配电子元件。我们通常说孔金属化其实就是在在板孔中采取化学镀和电镀的形式在绝缘孔壁上镀上一层可以用于导电金属层，并让其中的各部分导线连通呢工艺。所以不难看出，孔金属化是整个印制电路板设计制造的核心，它有很高的要求，并且需要其中的金属孔具备机械韧性跟导电性特性，另外其中的铜镀层还需要具备均匀完整性要求，所以其制造中的厚度应该保持在25到30微米上下，另外孔内无分层、无气泡、孔电阻在一千兆帕之下。

这些年随着高密度封装技术的进一步强化，也给印制电路板的设计带来了新的曙光，这些年也出现了表面安装技术，让金属化孔可以尽量缩小，而这也加快了并推其朝着微纳通孔、微细线路、薄型化等特点蔓延。这也对当前孔金属化技术有了新的目标。

2.印制电路板孔金属化工艺

印制电路板在进行孔金属化过程时一般需要做分镀前处理、活化与化学镀铜 ， 最后完成电镀铜加厚等过程，下面就相关介绍。

2.1镀前处理分析

第一步是进行烘板 ， 温度保持在120到150摄氏度上下，等待自然冷却进行有机树脂完全 固化，这样是为了避免加工出现形体变化。 接下来是钻孔步骤，由于穿孔会增加毛刺，需要做相关处理。另外钻头的高速旋转与切削作用，会导致内孔出现高温 ， 并且高过了树脂的玻璃化温度 ，内壁会产生树脂粘着层即钻污。并且这些钻污会对印刷版导电带来影响，电路不连通，并且将受到受到热冲击导致内层导体与孔壁镀层完全断开。所以，孔金属化工作时要做好去污去毛刺工作。一般镀前处理工艺流程步骤为：下料、烘板、钻孔、去毛刺去钻污一凹蚀、水洗、清洁处理、粗化、水洗。

2.2化学镀铜

铜的导电性在众多金属中很突出所以它也成为电路印刷版中的基础性材料，它具备电阻率低、与非金属基体结合力强等优点 ，所以在进行孔金属化时常用铜作为材料。在进行相关化学处理时，常常会在化学镀铜时需要进行活化处理，其最终目的是能够使绝缘体表面生成一层贵金属催化膜 ， 它能促进原铜离子的反应速度 ， 此外对于于铜原子的定向附着性还有益。

2.3电镀铜

为了更好的扩大镀层厚度 ， 一般经过化学镀铜后就需要进电镀铜处理工艺。而其中印制电路板作为电镀铜溶液体系 ， 它就需以下特性：

（1）首先需要要兼具高分散能力和深镀能力。

（2）第二点是镀液 具备良好的抗污染能力。

（3）第三点是镀液具备良好的稳定性。

（4）第四点是镀液易于操作维护。

一般我们平时一般使用的电镀铜溶液体系是酸性硫酸铜光亮镀铜体系，其主要原因是酸性硫酸盐在镀铜工艺维护上更加容易，并且现代工业中早就替代了焦磷酸盐镀铜工艺 。印制电路板处理中会采用酸性硫酸盐镀铜液，其主要成为包括了硫酸铜 、 氯离子、硫酸以及添加剂。并且其中硫酸铜将被纳为主盐，其中的硫酸能提高溶液导电性，可以避免铜盐水解，提高镀层结晶致密性 ，另外它对高镀液分散能力和深孔电镀能力也有帮助，最终促进其沉淀 ， 并在其中形一层CuCl 膜 ， 避免铜的电沉积，从而促使镀层结晶细化，并且cl的负离子也有增大极化的效果。在其中放入添加剂将促进晶粒细化，让其保持光洁度与平整度。

3.印制电路板孔金属化工艺改进策略

就目前来看我国孔金属化工艺成熟。既能够有效保证质量也能保证数量，不过就目前来看仍有一些问题需要解决：其中涉及的问题如下所示：

（1）第一个就是我们最常见的环保问题，在进行化学镀铜时会利用甲醛作还原剂，这些物质有危害性，对人身体造成影响，并且相关废液也不好处理。

（2）第二点问题是孔金属化工艺长 ，大厚径比微孔金属化质量不可靠 。

（3）第三点问题是在工艺中将采用贵金属pd作为活化液 ，价格成本想对较高。

（4）最后就是电镀铜液的均镀和深镀能力有待更进一步的提高 。下面就对上述问题做出相应措施。

3.1环保型新工艺

为了提倡环保，当前工艺中已经淘汰了卤基板，并且这些年也将以前常用的甲醛纳为限制使用的化學药品，并在工艺生产中寻找替代品。而这些替代的化学药品就包括了硼氢化钠次磷酸钠、二甲胺基硼烷以及水合腆等化学药剂 ， 不过尽管找到了替代药剂降低了环境污染，但是这些药剂仍旧面临一些问题，比如反应稳定性差、价格相对较高等仍然不被很多工业所采纳。并且寻找甲醛替代品还将成为一个漫长的过程。

3.2直接孔金属化

就目前来说镀铜工艺一直以来就存在问题，并且从20世纪八十年代起人们就在不断探索，改进工艺上的缺点，一开始人们进行替代化学镀铜的直接电镀工艺的研究。到了上个世纪九十年代以后才有所突破进入实用阶段，这段时期工艺也在不断优化改进中，并且直接孔金属化工艺有导电性聚合物体系 和炭黑悬浮液体系。

导电性聚合物或炭黑沉积在 孔中 ， 用来替代化学镀铜层 ， 因此取代了化学镀铜工艺 。用于孔金属化的导 电高聚物有聚毗咯、聚苯胺 、聚唾吩及其衍生物，经过镀前处理 后 ， 将基材浸于导电性聚合物悬浮液中，或粒径小的炭黑和石墨悬浮液中，其导电性聚合物或炭黑浓度必须足以 在基材表面上生成一层能够确保电镀铜所要求的导电性涂层 。现代已经采用孔金属化工艺取代了传统化学镀铜工艺，很大程度上保护了自然环境，冰品减少了化学物品带来了危害，尤其是是甲醛污染，并且不需要使用贵金属把催化剂 ， 因此也降低了成本 。

结束语：进入二十一世纪以后，我国电子产业的规模、技术都有了很大进步，并且更加标准化，科学化生产，也促进了我国化学、材料、以及电路设计等领域的发展。尤其是这些年孔金属化工业的快速发展，已经让周围产业链有了新一轮的产业升级。 所以为了提高 孔金属化技术水平和保证孔金属化质量 ， 就需要考虑各方面的因素，如环保还有产业技术等领域做深入考虑，随着我国高密度安装技术的快速发展 ， 将进一步强化孔金属化工艺，并着力优化缺点，并强化环保要求，并深入开展提高均镀和深镀能力的电镀铜新工艺做研究。

参考文献：

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