孔金属化技术
化学镀铜与直接电镀工艺
化学镀铜与直接电镀⼯艺⼀次化学镀厚铜孔⾦属化⼯艺不⽤电镀铜的⼀次化学镀厚铜进⾏双⾯板和多层板孔⾦属化，可以显著缩短加⼯周期，降低⽣产成本，⽤此种⼯艺⽅法很容易作出⾼精度的印制板。
通过实践证明⼀次化学镀厚铜的⾦属化孔可靠性要超过电镀铜，因为⼀次化学镀厚铜孔内镀层厚度⾮常均匀，不存在应⼒集中，特别是对于⾼密度的印制板⼩孔⾦属化（φ0.5以下的孔），对电镀来讲很难达到孔内镀层厚度均匀⼀致，⽽⽤化学镀铜的⽅法则是轻⽽易举的事，下⾯介绍双⾯和多层板⼀次化学镀厚铜的⽣产⼯艺。
5.1 双⾯印制板⼀次化学镀厚铜1）⽤液体感光胶（抗电镀印料）制作双⾯电路图形。
然后蚀刻图形。
液体感光胶可以⽤⽹印或幕帘式涂布，幕帘法⽣产效率⾼，⽽且涂层均匀⽆砂眼，⽹印法易产⽣⽓孔砂眼。
液体抗电镀感光胶分辨率⾮常⾼，显影⽆底层。
很容易得到精细的电路图形。
价格⽐⼲膜便宜。
蚀刻电路图形之后⽤5％NaOH去除感光胶层。
2）⽹印或幕帘式涂布液体感光阻焊剂，制出阻焊图形3）再⽤液体感光胶涂布板⾯，⽤阻焊底⽚再次曝光，显影，使孔位焊盘铜裸露出来。
4）钻孔5）化学镀厚铜。
1.酸性除油3分钟2.H2SO4/H2O2粗化3分钟3.预浸处理1分钟4.胶体钯处理3分钟②③④⑤⑥⑦①- ④处理液均为酸性溶液，板⾯上的液体感光胶层不会破坏，其结果是保护板⾯不受浸蚀，在进⾏活化时，孔内和板⾯上的感光胶层吸附了胶体钯。
⑤5％NaOH处理3分钟，然后⽔冲洗板⾯上的感光层，连同感光胶上的胶体钯⼀同被碱溶解下来。
孔内的胶体钯仍然保留。
⑥1％NaOH处理1分钟，然后⽔冲洗，进⼀步去除板⾯上的残胶。
⑦化学镀厚铜4⼩时，铜层厚度可达到20微⽶，化学镀铜过程中⾃动分析⾃动补加化学成份。
适⽤于连续化学镀厚铜的配⽅：CuSO4.5H2O 10g/1EDTA.2Na 40 g/1NaOH 15 g/1双联呲啶10mg/1CN-10mg/1操作条件：温度600C,化学镀铜过程中，通空⽓搅拌化学镀铜溶液，并连续过滤。
第八讲 孔金属化技术
作用：
1、去除铜面上的氧 化物及其他杂质。 2 、粗化铜表面，增 强 铜 面 与电 解铜 的 咬合力。
B、硫酸 -H2O2系列:
Cu+H2SO4+H2O2CuSO4 +2H2O
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第八讲 孔金属化技术
二 化学镀铜 3、预浸
作用： 1、防止板子带杂质污染物进入昂贵的 Pd槽。
化学镀也叫做自催化镀、无电解镀。 常用还原剂：次磷酸钠、硼氢化钠、二甲基胺硼烷、甲醛等。
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第八讲 孔金属化技术
二 化学镀铜
印制板生产工艺中的化学镀 :
化学镀 铜 化学镀 钯
• 孔金属化
化学镀 镍金
化学镀 铑
印制板生 产工艺中 的化学镀
激光化 学镀金
化学镀 银
化学镀 锡 • 焊接+图形保护层
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第八讲 孔金属化技术
由于 H2SO4具有强的氧化性和吸水性， 能将环氧树脂炭化并形成溶于水的烷基磺 化物而去除。反应式如下：
Cm(H2O)nn 浓H2SO4 mC＋nH2O
除钻污的效果与浓 H2SO4的浓度、处 理时间和溶液的温度有关。用于除钻污的 浓 H2SO4 的 浓 度 不 得 低 于 86 ％ ， 室 温 下 20~40 秒钟，如果要凹蚀，应适当提高溶 液温度和延长处理时间。
物理反应：
利用正离子撞击分子表 面的方式，使需要处理 的物质，脱离 PCB而达 成 处 理 的 目 的 。 （ Ar 可以更换为其他惰性气 体，如 N2等）
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第八讲 孔金属化技术
一 去钻污 等离子体处理法（Plasma）
等离子体处理工艺过程
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石墨烯孔金属化制程的重大突破
石墨烯孔金属化制程的重大突破方景礼;陈伟元【摘要】石墨烯是一种集多功能优异特性于一身,可使各种制造业发生革命性变格的新材料.我们克服了石墨烯难以剥离、难溶于水、难以稳定地分散在水溶液中等难题,系统完成了各种柔性和刚性印制板直接用石墨烯水溶液进行孔金属化的小试、中试和工业化生产的考核,实现了用石墨烯工艺取代污染严重和成本高昂的化学镀铜工艺,使我国成为石墨烯金属化工艺应用于工业化生产的第一个国家.本文详细介绍了石墨烯的结构、性能、制造方法以及化学镀铜、直接电镀、氧化石墨烯和石墨烯孔金属化等工艺的流程、性能和优缺点.【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2019(027)004【总页数】7页(P33-39)【关键词】石墨烯;氧化石墨烯;印制电路板;孔金属化【作者】方景礼;陈伟元【作者单位】南京大学化学系,江苏南京210093;赛姆烯金科技有限公司,广东深圳518000【正文语种】中文【中图分类】TN411 石墨烯概念1.1 石墨烯的发现石墨烯的概念早在1947年提出[1]，它本来就存在于石墨中，只是难以剥离出单层结构。
2004年英国曼彻斯特大学物理学家在实验室中，从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带,就能把石墨片一分为二。
不断重复这一操作，薄片就变得越来越薄,最后得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。
随后石墨烯材料的研究受到世界各国的高度关注，大都启动了相关研究计划和项目，力争把石墨烯材料技术和产业革命的主动权和先机掌控在手。
1.2 石墨烯的定义与结构在国家标准《石墨烯材料的术语、定义及代号》中对石墨烯定义如下：石墨烯是指由一个碳原子与周围三个近邻碳原子结合形成蜂窝状结构的碳原子单层；石墨烯材料则是由石墨烯作为结构单元堆垛而成的，层数少于10层，可独立存在或进一步组装而成的碳材料的统称。
单层石墨烯材料只有一个碳原子厚，即0.335 nm，1 mm厚的石墨中约有150万层左右的单层石墨烯材料。
试论微波印制板孔金属化加工技术
也 是最 为 关键 的一 步。
有 多 种 方 法 可 用 于 化 学 沉 铜 前 处 理 ，但 总 结 起 来 ， 能 达 到 保 证 产 品 质 量 并 适 合 于 批 生 产 的 ， 主 要 有 以 下 两 种 方
法 ：
上板 一 溶 胀 二 级 逆 流 水 洗一 凹 蚀 回 收 水 洗一 二
药 品名称
份 额
金 属钠
２３克 （ ． 摩 尔 ） ． ０１
的是高 毒 性的 甲醛 作 为还原 剂 ，污 染作 业 环境 ，危 害 操作 者 身 体 健 康 ， 出现 了一 种 全 新 的 印制 板 孔 金 属 化 制 造 工
艺一 一 印 制 板 的 孔 金 属 化 直 接 电 镀 工 艺 。
ｔ ｅ ＰＩ ｔｎｇ ｔ ｈ ａ ｉ ｈ ｏｕｇ ＯＩ ｒ ｈｈ ｅ
氟 乙烯 介 质层 压板 覆铜 箔 材料 ，进 行微 波 印制板 的加工 。 对于 聚 四氟 乙烯 材 料 印制板 的制造 来说 ，必须 解决 的 孔 金 属化 制 作 前 的材 料表 面 活化 问题 ，否则 后续 的 化学 沉
作 为 孔 金 属 化 直 接 电 镀 代 表 之 一 的 活 性 炭 直 接 电 镀 工 艺 ， 其 一 度 为 广 大 印 制 板 制 造 企 业 所 选 用 。 其 主 要 工 艺 流
孔金属化工艺流程
孔金属化工艺流程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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双面板孔金属化的制作方法详解
双面板孔金属化的制作方法详解在印制板加工厂采用的是自动化的连续作业设备，设备成本昂贵，这在业余条件下是根本不可能做到的。
我们在这里推出的是一种接近工厂正规生产工艺流程，但生产工艺相对简单，设备极其低廉，业余条件下比较容易完成操作的方法。
郑州东明电子研究所为此专门设计生产了“东明DM—2120型孔金属化箱”，该箱体小巧，内置孔金属化所需要的全部化学药品、器皿、磷铜电极、电镀电源（5V 20A电流可调节），可以完成不大于200*200mm电路板的孔金属化全过程，具体操作流程如下：1、钻孔：完成热转印制版后，根据设计要求对焊盘钻孔，钻孔时孔应尽量对准焊盘中心。
2、预浸：将预浸液倒进托盘中，放入电路板，预浸30秒到1分钟。
其主要作用是确保孔壁被均匀浸润及电荷调整，同时防止电路板上的有害杂质带入KH-22- L活化液中，预浸的目的主要是保护价格昂贵的活化液。
3、活化：将PCB板拿出后直接放入活化液中活化，活化液温度应控制在20℃--40℃之间，时间为5—7分钟。
室温过低时应对活化液加热。
活化时线路板应轻微晃动，以使药液匀流过线路板，使电路板的每个部分都能为后续的化学镀铜提供充足有效的催化活性核心。
4、加速：将电路板放入加速液，加速还原2—3分钟，加速液温度应控制在20℃--35℃，在加速液中也应轻微晃动板子。
5、沉铜：将电路板放入沉铜液，沉铜前须向沉铜液中加入定量的甲醛，使沉铜液开始产生化学反应后，将电路板放入沉铜液，沉铜反映应进行10—15分钟。
沉铜时应不停的晃动板子，使化学铜能均匀沉在线路板的每个地方。
6、电镀：将电路板用稀硫酸去除氧化层后，带上负电极放入东明DM2120提供的电镀箱进行电镀。
电镀前应将东明DM2120提供的电镀电源调至所需电流，电镀电流按每平方分米3A的电流计算。
电镀时电镀箱内的电机会带动传动机构轻微晃动板子，基板（磷铜板）放在电镀槽两端的白色涤纶布袋中，电镀时基板接电镀电源的正极，印制板接电源负极。
金属化孔常见缺陷及预防
金属化孔常见缺陷及预防
金属化孔是电子工业中常见的一种技术，它能够连接电路板上的电子元件，并实现信号传输和电能转换。
然而，金属化孔在制造过程中常常会出现一些缺陷，这些缺陷可能会导致电子元件的故障或者降低电路板的性能。
因此，预防金属化孔的缺陷非常重要。
金属化孔常见的一个缺陷是孔壁的不平整。
这可能是由于制造过程中的工艺参数不当或者设备使用不当所导致的。
为了预防这个缺陷，我们应该在制造过程中严格控制工艺参数，并对设备进行定期的维护和检修。
此外，还可以在金属化孔的设计中考虑增加一些支撑结构，以增强孔壁的稳定性。
金属化孔的另一个常见缺陷是孔壁的氧化。
这可能是由于材料质量不好或者制造过程中的氧气和湿度等环境因素所导致的。
为了预防这个缺陷，我们应该选择优质的材料，并在制造过程中控制好环境因素。
此外，还可以在金属化孔的设计中考虑增加一些防氧化层，以保护孔壁不受氧化的影响。
金属化孔的另一个常见缺陷是孔壁的裂纹。
这可能是由于制造过程中的应力集中或者设备操作不当所导致的。
为了预防这个缺陷，我们应该在制造过程中注意控制好应力，并严格按照操作规程进行设备操作。
金属化孔常见的缺陷包括孔壁的不平整、孔壁的氧化和孔壁的裂纹。
为了预防这些缺陷，我们应该在制造过程中严格控制工艺参数和环境因素，选择优质的材料，并在设计中考虑增加一些支撑结构、防氧化层和缓冲结构。
只有这样，才能够确保金属化孔的质量和性能，提高电子元件的可靠性和电路板的稳定性。
PCB孔金属化与电镀
PCB孔金属化与电镀讲座提纲1孔金属化孔金属化是指在PCB生产中使孔导通而达到层间互连的重要课题和关键工种（序）。
孔是PCB在制板经钻孔（机械或激光等方法）而形成的，而孔金属化主要是把孔壁非导体部分形成导电层。
1.1 孔的结构与质量⑴孔的结构。
经钻孔过的孔壁是由环状的铜层截面和介质材料（一般为树脂和玻纤布等组成）层截面组成的。
铜环截面有着厚度的差别。
介质层截面有着树脂类型差别和玻纤布结构不同。
⑵孔的质量。
孔的质量是指孔壁的质量，主要是指孔壁的粗糙度和污染（钻污）程度。
①孔壁粗糙度。
主要是由钻头（嘴）质量和钻孔参数来决定的。
孔壁粗糙度要求将随着孔径减小而缩小，一般为孔径的10%左右。
实际上，由于孔的减小，孔壁粗糙度要求由过去40∽50µm减小到≤20µm，以保证导通的可靠性。
的树脂）②孔壁污染程度。
当钻头高速旋转时，由于发热引起树脂（特别是低Tg融（熔）化或焦化，从而在孔壁上形成一层薄的介质材料，不仅影响孔金属化进行，而且影响导通孔的可靠性。
1.2 去钻污方法从去钻污发展过程来看，有以下几种方法。
⑴浓硫酸去钻污方法。
利用浓硫酸的强氧化性来清除去孔壁上的树脂污染。
浓硫酸去钻污有效浓度为92∽98%之间，实际上，低于95%浓度的浓硫酸去钻污速度（率）太低，时间太长，因而大多采用≥95%浓度的浓硫酸去钻污。
由于浓硫酸极易吸收空气中的水分而使浓硫酸浓度迅速下降和波动，难以保证去钻污质量，因而也难以实现自动化生产。
同时，由于浓硫酸的粘度大，均匀性处理效果差，而细小孔去钻污根本无法实现。
加上浓硫酸有强烈的腐蚀性，特别要注意劳动保护与条件。
⑵铬酸去钻污方法。
利用铬酸的强氧化性清除孔壁上的树脂钻污。
此法优于浓硫酸，可自动化生产。
但铬酸污染性大，较难于处理。
同时，经铬酸处理的树脂表面光滑，结合力不强。
⑶高锰酸钾处理方法。
利用高锰酸钾的强氧化性而除去污染的树脂。
其加工步骤如下。
①溶胀（swelling）。
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孔金属化技术
7.3 去钻污工艺 钻污的产生是由印制板的材料组成决定的
环氧树 脂或环 氧玻纤 布 铜层
聚 酰 亚 胺
丙烯酸、 环氧类 热固胶膜
铜层
图7－7 刚性板的组成结构
图7－8 挠性板组成结构
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孔金属化技术
当前去钻污方法有很多，分干法和湿法两种 干法处理是在真空环境下通过等离子体除去孔壁 内钻污。 湿法处理包括浓硫酸、浓铬酸、高锰酸钾和PI调 整处理，
采用YAG激光钻微盲孔两个步骤： 第一枪打穿铜箔， 第二步清除孔底余料。
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化学蚀孔方法比等离子等离子体蚀孔、激光蚀孔 法价格便宜，能蚀刻50μ m以下的孔。但所能蚀刻 的材料有限，主要针对聚酰亚胺材料。
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孔金属化技术
3.激光钻孔加工 (1). CO2激光成孔的不同的工艺方法 (1).开铜窗法 (2).开大窗口工艺方法 (3).树脂表面直接成孔工艺方法 (4).采用超薄铜箔的直接烧蚀的工艺方法
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图7－5示：采用CO2激光“开大窗口”成孔 左图底垫已经进行除钻污处理
孔金属化双面电路互连型
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等离子体处理工艺过程
等离子体去钻污凹蚀
高压湿喷砂
烘板
等离子体 凹蚀处理
去除玻璃纤维
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7.3.2浓硫酸去钻污 由于H2SO4具有强的氧化性和吸水性，能将环氧树脂炭 化并形成溶于水的烷基磺化物而去除。反应式如下：
PCB激光钻孔机
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1. 激光成孔的原理 激光射到工件的表面时会发生三种现象即反射、 吸收和穿透。
激光钻孔的主要作用就是能够很快地除去所要加 工的基板材料，它主要靠光热烧蚀和光化学裂蚀 或称之为切除。
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(2). Nd：YAG激光钻孔工艺方法
Nd：YAG激光技术在很多种材料上进行徽盲孔与 通孔的加工。其中在聚酰亚胺覆铜箔层压板上钻 导通孔，最小孔径是25μ m。
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1).根据两类激光钻孔的速度采取两种并用的工
过孔
埋孔
盲孔
图7-1多层挠性线路中的过孔、埋孔和盲孔
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孔金属化技术
那么孔金属化到底是怎么定义的呢？
孔金属化是指在两层或多层印制板上钻出所需要 的过孔，各层印制导线在孔中用化学镀和电镀方 法使绝缘的孔壁上镀上一层导电金属使之互相可 靠连通的工艺。双面印制板或多层印制办制造工 艺的核心问题是孔金属化过程。
孔金属化线蚀刻机
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影响钻孔的六个主要因素
①钻床
②钻头
板材
④盖板及垫板
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7.2.2激光钻孔
微小孔的加工是生产高密度互连（HDI）印制板 的重要步骤，激光钻孔是目前最容易被人接受的 微小孔的加工方式。
CmH2 nOn 浓H2SO4 mC＋nH2O
除钻污的效果与浓H2SO4的浓度、处理时间和溶液的温度 有关。用于除钻污的浓H2SO4的浓度不得低于86％，室温 下20∽40秒钟，如果要凹蚀，应适当提高溶液温度和延长 处理时间。
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7.3.3碱性高锰酸钾处理法 1.溶胀 溶胀环氧树脂，使其软化，为高锰酸钾去钻污作准备。 2. 去钻污 利用高锰酸钾的强氧化性，使溶胀软化的环氧树脂钻污氧 化裂解。
3. 自来水洗 去钻污后要充分清洗
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7.4 化学镀铜技术
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7.3.1等离子体处理法 1.等离子体去钻污凹蚀原理 等离子体是电离的气体，整体上显电中性，是一种带电粒 子组成的电离状态，称为物质第四态。 2.等离子体去钻污凹蚀系统 印制板专用的等离子体化学处理系统-等离子体去腻污凹 蚀系统
艺方法 基本作业方法就是先用YAG把孔位上表面的铜 箔烧蚀，然后再采用速度比YAG钻孔快的CO2激光 直接烧蚀树脂后成孔。
图7－6 两类激光钻孔并用的工艺方法
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2).直接成孔工艺方法 UV YAG可直接穿铜与烧树脂及纤维而成孔基本原理 和工艺方法
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孔金属化技术
其质量的好坏受三个工艺控制，这三个工艺是
1、钻孔技术。
2、去钻污工艺。
3、化学镀铜工艺。
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7.2 钻孔技术 目前印制电路板通孔的加工方法包括数控钻孔、 机械冲孔、等离子体蚀孔、激光钻孔、化学蚀 孔等。
3．还原 去除高锰酸钾去钻污残留的高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰
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7.3.4 PI调整法去钻污
1.浸去离子水 用去离子水浸泡，去掉一些钻污和自来水 2.去钻污 添加剂把聚酰亚胺和丙烯酸胶膜腻污溶涨，使其容易被分 解和去除。接着聚酰亚胺钻污与联胺（胫）反应分解，从 而去除掉相应的钻污。
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现代印制电路原理和工艺
第 7章 孔金属化技术
孔金属化技术
1
概述 钻孔技术 去钻污工艺 化学镀铜技术 一次化学镀厚铜孔金属化工艺 孔金属化的质量检测 直接电镀技术
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孔金属化技术
孔金属化工艺是印制电路板制造技术中最为重要 的工序之一 目前的金属化孔主要有三类：埋孔、盲孔和过孔