电镀系列之一：孔金属化技术,PCB板普通镀铜工艺

电镀系列之一：孔金属化技术，PCB板普通镀铜工艺
线路板在制作过程中，通常要经过钻孔来实现线路的导通以及封装插件。

孔金属化工艺是PCB制造技术中最为重要的工序之一，为了实现孔的金属化，通常采取化学铜（PTH制程）、黑孔（Black Hole）以及导电高分子膜的方法来实现树脂基材的导电，通过这些方法实现的导电层不足以达到使用的条件，因此还需要利用电镀铜的方法来加厚导电层。

（1）化学铜（PTH制程）：化学镀铜是利用铜离子在还原剂的条件下还原为金属铜单质的原理。

其过程可以分为三个步骤：沉铜前处理、活化和沉铜。

具体的工艺流程：除油——蓬松——粗化——中和——整孔——水洗——微蚀——水洗——预浸——活化——水解——促化——水洗——沉铜——水洗
化学镀铜液的基本组成包括：铜盐、络合剂、还原剂、pH调节剂以及添加剂。

其中常见的还原剂有甲醛、二甲基氨基硼烷、次亚磷酸盐、水合肼、低价金属盐、还原性糖类等。

其中甲醛价格低廉且所得镀层中的铜相对含量较高，因此使用最多，最广。

但是甲醛有易挥发，不稳定等缺点，近些年如何替代甲醛也是研究的重点。

络合剂是化学镀铜的关键成份之一，可以使铜离子极化增大，达到结晶细致光亮的镀层；另一方面可以使镀液稳定，防止沉淀。

常见的有酒石酸、EDTA、三乙醇胺、三异丙醇胺等。

禾川化学经过研究，开发出一款化学铜药水，具有以下特点：
（1）可用于PCB的孔金属化处理；
（2）具有良好的稳定性，且沉积速率较高；
（3）形成的铜层结晶致密，结合力好，镀层为粉红色；
（4）背光等级好（9.5级以上）。

图1、化学铜镀层颜色（左）以及孔背光（右）
（2）黑孔（Black Hole）：黑孔药水是将精细的石墨或导电碳黑粉均匀的分散在去离子水中，利用表面活性剂使石墨或导电碳黑悬浮液保持稳定，并拥有良好的润湿性能，使石墨或导电碳黑能充分被吸附在非导体的孔壁表面上，形成均匀细致的、结合牢固的导电层。

具体的工艺流程：清洁——水洗——整孔——冷风干——黑孔——热风干——黑孔——干燥——微蚀——水洗——风干——镀铜
禾川化学经过研究，开发出一款黑孔药水，具有很好的导电性能、很好结合力，且长期放置，稀释都很稳定。

图2、经过黑孔处理后的线路板镀铜0.9A，10min正反面效果图
（3）导电高分子膜：非导体表面在高锰酸钾碱性水溶液中发生化学反应，生成二氧化锰层，然后在酸性溶液中，单体吡咯或者吡咯系列的杂环化合物在非导体表面上失去质子而聚合，生成紧附的不溶性导电聚合物。

然后将附有这类导电聚合物的线路板直接电镀完成金属化。

该过程工艺主要分成三部分：前处理；生成导电聚合物；硫酸铜电镀。

HN 聚合电镀铜
图3、导电高分子膜法工艺示意图
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