孔金屬化:多層板的 “關鍵步驟”
多層板的過孔(孔徑通常 0.2-0.8mm)內壁為絕緣樹脂,需通過以下步驟實現導電:
除膠渣:用高錳酸鉀溶液氧化孔壁的樹脂殘渣(鉆孔時產生),避免殘渣影響金屬附著。
化學鍍銅(沉銅):在無外接電源的情況下,將基板浸入含硫酸銅、甲醛(還原劑)的鍍液中,通過化學反應在孔壁和基板表面沉積一層薄銅(厚度 0.5-1μm),形成初始導電層。
原理:甲醛將 Cu2?還原為 Cu 單質,均勻附著在非導電的孔壁上。
電解鍍銅(加厚銅):將沉銅后的基板作為陰極,放入含硫酸銅、硫酸的鍍液中,通以直流電(電流密度 1-2A/dm2),使銅離子在陰極放電沉積,將孔壁和線路銅層增厚至 15-35μm(滿足電流承載需求)。
圖形電鍍:定義 “導電線路”
通過光刻 + 電鍍的方式,僅在需要導電的區域沉積金屬,步驟如下:
涂覆光刻膠:在基板表面均勻涂覆感光樹脂(光刻膠),烘干后形成保護膜。
曝光與顯影:用帶有線路圖形的菲林覆蓋基板,通過紫外線曝光使曝光區域的光刻膠固化;再用顯影液沖洗,去除未固化的光刻膠,露出需要電鍍的銅表面(線路區域)。
圖形電鍍:僅在露出的線路區域電鍍銅(增厚至目標厚度),若需焊接保護,可繼續電鍍錫(厚度 5-10μm)或鎳金。
褪膜與蝕刻:去除剩余的光刻膠,再用酸性蝕刻液(如氯化鐵溶液)腐蝕未被電鍍金屬保護的銅層,終留下所需的導電線路。
隨著 PCB 向 “高密度、高頻率、小型化” 發展,電鍍工藝也在不斷升級:
無鉛化:受環保法規(如 RoHS)要求,傳統錫鉛電鍍已逐步被無鉛錫合金(如 Sn-Cu-Ni)替代。
薄化與精細化:針對 Mini LED、IC 載板等高端 PCB,需實現 “超薄金屬層”(如金層厚度 脈沖電鍍(Pulse Plating)
核心原理:采用脈沖電源(電流隨時間周期性 “通 - 斷” 或 “強 - 弱” 變化,如矩形波、正弦波)替代直流電源,通過控制脈沖頻率(100Hz~1MHz)、占空比(通電時間 / 周期)調節鍍層生長。
工藝特點:
脈沖 “斷流期” 可減少陰極附近金屬離子的 “濃度極化”,降低鍍層孔隙率;
鍍層結晶更細小、純度更高,硬度和耐腐蝕性優于直流電鍍;
對電源精度要求高,成本高于直流電鍍。
PCB 應用場景:
高密度 PCB(HDI)的精密線路電鍍(如線寬≤0.1mm 的線路,避免鍍層粗糙導致短路);
對鍍層性能要求高的場景(如汽車 PCB、工業控制 PCB 的耐磨 / 耐蝕鍍層)。
