最佳的多層柔性線路板化學(xué)鍍銅工藝
來(lái)源：龍人計(jì)算機(jī)研究所 作者：站長(zhǎng) 時(shí)間：2011-05-30 10:41:34
多層柔性線路板是由單面柔性線路板或者雙面柔性線路板，通過(guò)熱壓層間粘結(jié)片使其固化實(shí)現(xiàn)各層之間的牢固粘接而形成的。
跟著各種電子設(shè)備的小型化和輕量化的發(fā)展，就要求產(chǎn)品尺寸小，耐熱性高，同時(shí)具有優(yōu)勝?gòu)澱蹤C(jī)能以及多功能化的柔性線路板。為了加工出具有優(yōu)勝?gòu)澱蹤C(jī)能和多功能化的柔性線路板，多層柔性線路板便應(yīng)運(yùn)而生，且具有動(dòng)態(tài)區(qū)即無(wú)膠的區(qū)域，以提供優(yōu)異的彎折機(jī)能。影響多層柔性線路板發(fā)展的樞紐題目是多層柔性線路板導(dǎo)通孔金屬化電鍍、細(xì)密線路、多層互聯(lián)技術(shù)等。目前，采用酸性硫酸銅鍍銅對(duì)導(dǎo)通孔進(jìn)行電鍍，酸性鍍銅鍍液成分簡(jiǎn)樸，溶液不亂，工作時(shí)無(wú)刺激性氣體溢出，電流效率高，沉積速度快，廢水處理簡(jiǎn)樸。但電鍍前需要對(duì)工件進(jìn)行預(yù)鍍，以便增加鍍層與絕緣樹(shù)脂的結(jié)協(xié)力，目前采用化學(xué)沉銅（PTH）技術(shù)，黑化金屬化等用于導(dǎo)通孔金屬化。本研究針對(duì)六層柔性線路板，系統(tǒng)研究了化學(xué)鍍銅工藝對(duì)多層柔性線路板導(dǎo)通孔金屬化質(zhì)量的影響。
一、實(shí)驗(yàn)材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)材料：多層柔性線路板，板厚：0.31mm，最小孔徑：0.2mm。
1.2 實(shí)驗(yàn)步驟
多層線路板導(dǎo)通孔金屬化過(guò)程分為孔金屬化前處理階段和孔金屬化處理階段兩個(gè)過(guò)程。
（一）孔金屬化前處理階段：
1、孔壁電漿處理：采用美國(guó)march電漿機(jī)進(jìn)行孔壁清潔處理。
工藝流程：
�。ǘ┛捉饘倩幚黼A段：
1、化學(xué)沉銅（PTH）：選用麥特隆公司185與518化學(xué)沉銅系列藥水對(duì)比試驗(yàn)，以選用較好的藥水制作多層板。
化學(xué)沉銅工藝流程：整孔→熱水洗→水洗（兩次）→微蝕→水洗（兩次）→預(yù)活化→活化→水洗（兩次）→還原→水洗（兩次）→化學(xué)沉銅→水洗（兩次）。
2、黑化工藝：采用藥水使用麥特美公司藥水。
工藝流程：入板→微蝕一→溢流水洗一→溢流水洗二→除油→溢流水洗三→溢流水洗四→DI 雙水洗→黑化浸洗一→強(qiáng)風(fēng)吹干浸洗二→強(qiáng)風(fēng)吹干→熱風(fēng)吹干→溢流水洗八→微蝕二→溢流水洗九→溢流水洗十→溢流水洗十一→DI雙水洗→抗氧化→溢流水洗十二→溢流水洗十三→DI雙水洗→強(qiáng)風(fēng)吹干→熱風(fēng)吹干→出板
3、酸性鍍銅：
材料：電鍍液組成基本配方 硫酸銅:55g/L，硫酸:200g/L，氯離子:30—80mg/L，添加劑：酸性啞光銅走位劑。
操縱前提：陰極電流密度:1.1ASD，溫度:25℃，振蕩:雙振蕩共振，攪拌方式:連續(xù)過(guò)濾＋空氣攪拌＋陰極45°移動(dòng)。
工藝流程：除油→水洗（兩次）→酸浸→電鍍銅→水洗（兩次）。
1.3 鍍層質(zhì)量評(píng)價(jià)
1.3.1 背光（Backlight）檢修：指PTH或一次銅孔經(jīng)切片后，置于放大鏡下背對(duì)著光，以確認(rèn)銅層籠蓋狀況的檢修。背光級(jí)數(shù)以1-10級(jí)表示，其中10級(jí)、9級(jí)、8級(jí)是合格品；7級(jí)是存在缺陷品，需做重復(fù)樣；6級(jí)及6級(jí)以下屬于次品，需要重工。（注：檢修過(guò)程中應(yīng)排除因剪刀擠壓而產(chǎn)生的裂縫和砂紙上的沙粒對(duì)背光切片的損傷。）：
1.3.2 熱應(yīng)力試驗(yàn)：288±5℃，浸錫10秒，3次，參照IPC-TM-650第2.6.8尺度――熱應(yīng)力沖擊，鍍通孔（發(fā)行年月：1998年3月，版本為D版本）。
1.3.3 鍍層剝離試驗(yàn)：鍍層附著力測(cè)試按IPC-TM-650第2.4.1尺度――鍍層附著力（發(fā)行年月：2004年5月，版本為E版本）進(jìn)行測(cè)試，其做法為將一條0.5英寸寬，2英寸長(zhǎng)的感壓性膠帶壓貼在被測(cè)試的線路表面，然后在一分鐘內(nèi)，加一個(gè)與電路圖形垂直的力迅速把膠帶拉下。每次測(cè)試要用新的膠帶。用肉眼觀察膠帶和試樣，從膠粘帶上有鍍層微粒和圖形以確定電鍍層是否從試樣上剝離。
1.3.4 鍍層厚度丈量：參照IPC-TM-650第2.1.1尺度――手動(dòng)微切片法（發(fā)行年月：1998年3月，版本為D版本。）
1.3.5 高低溫輪回試驗(yàn)
1.3.5.1 自制材料尺寸為250mmX250mm 光板，在尺寸范圍內(nèi)，統(tǒng)一個(gè)方向設(shè)計(jì)100條走線，每條走線上鉆50個(gè)0.2mm導(dǎo)通孔，在統(tǒng)一根走線上相鄰三個(gè)導(dǎo)通孔通過(guò)不同面的導(dǎo)線相連，按照那樣設(shè)計(jì)，在250mmX250mm的5000個(gè)孔（即5000個(gè)點(diǎn)），有規(guī)律連接起來(lái)而形成的線路板。（下面簡(jiǎn)稱為百萬(wàn)孔試驗(yàn)板）
1.3.5.2 高低溫輪回 對(duì)象：在185A，518A及黑化藥水系列下，各測(cè)試10pnls百萬(wàn)孔試驗(yàn)板。前提： 低溫段：-10℃，恒溫30min，高溫段：+70℃，恒溫30min，輪回24hr
1.3.5.3 檢測(cè)可靠性：經(jīng)由高低溫輪回以后的百萬(wàn)孔試驗(yàn)板，使用萬(wàn)用表（型號(hào)為FLUKE 15B）的表筆接觸每條走線最邊沿兩點(diǎn)測(cè)試，萬(wàn)用表有電流值說(shuō)明線路電氣機(jī)能是合格，否則分歧格；若分歧格，固定萬(wàn)用表的一只表筆，另一只表筆往里走一個(gè)點(diǎn)，萬(wàn)用表有電流值說(shuō)明線路電氣機(jī)能是合格，否則分歧格；依次類推檢測(cè)每條走線的每個(gè)點(diǎn)，并記下數(shù)據(jù)。
二、 結(jié)果與討論
2.1 不同化學(xué)沉銅劑對(duì)六層板多層柔性線路板內(nèi)層銅互聯(lián)狀況的影響
在PTH過(guò)程中，化學(xué)藥劑的選擇對(duì)于化學(xué)沉銅質(zhì)量的好壞有著非常重要的影響。不同的化學(xué)藥劑對(duì)化學(xué)沉銅質(zhì)量的影響
由表2中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，518系列藥劑泛起了孔內(nèi)部連接斷開(kāi)跡象，見(jiàn)圖2（a號(hào)樣品切片），分歧格數(shù)據(jù)達(dá)到萬(wàn)分之六，而185系列鍍層內(nèi)連沒(méi)有泛起斷開(kāi)現(xiàn)象，見(jiàn)圖2（b號(hào)樣切片），同樣黑化藥劑對(duì)鍍層內(nèi)連沒(méi)有泛起斷開(kāi)現(xiàn)象,見(jiàn)圖2(c號(hào)樣切片)。在正常化學(xué)沉銅工藝前提下并且經(jīng)由高低溫輪回后，化學(xué)銅185系列和麥特美黑化藥水對(duì)孔金屬化可托賴度好于518系列藥水，故在制備多層板柔性線路板沉銅選用185系列，同時(shí)麥特美黑化藥水也知足多層板柔性線路板孔金屬化要求，但是因?yàn)辂溙孛篮诨幩惧X較貴，不利于間歇性出產(chǎn)需求，暫時(shí)考慮使用185系列藥水出產(chǎn)。
三、結(jié)論
1 板厚在0.31mm以下，孔徑在0.15mm以上的六層多層柔性線路板，目前鍍通孔采用185系列化學(xué)沉銅，鍍銅參數(shù)選擇1.0～1.5ASD，電鍍時(shí)間110min。
2 麥特美黑化藥劑可以知足六層板軟硬結(jié)合板內(nèi)層銅互聯(lián)技術(shù)要求。
跟著各種電子設(shè)備的小型化和輕量化的發(fā)展，就要求產(chǎn)品尺寸小，耐熱性高，同時(shí)具有優(yōu)勝?gòu)澱蹤C(jī)能以及多功能化的柔性線路板。為了加工出具有優(yōu)勝?gòu)澱蹤C(jī)能和多功能化的柔性線路板，多層柔性線路板便應(yīng)運(yùn)而生，且具有動(dòng)態(tài)區(qū)即無(wú)膠的區(qū)域，以提供優(yōu)異的彎折機(jī)能。影響多層柔性線路板發(fā)展的樞紐題目是多層柔性線路板導(dǎo)通孔金屬化電鍍、細(xì)密線路、多層互聯(lián)技術(shù)等。目前，采用酸性硫酸銅鍍銅對(duì)導(dǎo)通孔進(jìn)行電鍍，酸性鍍銅鍍液成分簡(jiǎn)樸，溶液不亂，工作時(shí)無(wú)刺激性氣體溢出，電流效率高，沉積速度快，廢水處理簡(jiǎn)樸。但電鍍前需要對(duì)工件進(jìn)行預(yù)鍍，以便增加鍍層與絕緣樹(shù)脂的結(jié)協(xié)力，目前采用化學(xué)沉銅（PTH）技術(shù)，黑化金屬化等用于導(dǎo)通孔金屬化。本研究針對(duì)六層柔性線路板，系統(tǒng)研究了化學(xué)鍍銅工藝對(duì)多層柔性線路板導(dǎo)通孔金屬化質(zhì)量的影響。
一、實(shí)驗(yàn)材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)材料：多層柔性線路板，板厚：0.31mm，最小孔徑：0.2mm。
1.2 實(shí)驗(yàn)步驟
多層線路板導(dǎo)通孔金屬化過(guò)程分為孔金屬化前處理階段和孔金屬化處理階段兩個(gè)過(guò)程。
（一）孔金屬化前處理階段：
1、孔壁電漿處理：采用美國(guó)march電漿機(jī)進(jìn)行孔壁清潔處理。
工藝流程：
�。ǘ┛捉饘倩幚黼A段：
1、化學(xué)沉銅（PTH）：選用麥特隆公司185與518化學(xué)沉銅系列藥水對(duì)比試驗(yàn)，以選用較好的藥水制作多層板。
化學(xué)沉銅工藝流程：整孔→熱水洗→水洗（兩次）→微蝕→水洗（兩次）→預(yù)活化→活化→水洗（兩次）→還原→水洗（兩次）→化學(xué)沉銅→水洗（兩次）。
2、黑化工藝：采用藥水使用麥特美公司藥水。
工藝流程：入板→微蝕一→溢流水洗一→溢流水洗二→除油→溢流水洗三→溢流水洗四→DI 雙水洗→黑化浸洗一→強(qiáng)風(fēng)吹干浸洗二→強(qiáng)風(fēng)吹干→熱風(fēng)吹干→溢流水洗八→微蝕二→溢流水洗九→溢流水洗十→溢流水洗十一→DI雙水洗→抗氧化→溢流水洗十二→溢流水洗十三→DI雙水洗→強(qiáng)風(fēng)吹干→熱風(fēng)吹干→出板
3、酸性鍍銅：
材料：電鍍液組成基本配方 硫酸銅:55g/L，硫酸:200g/L，氯離子:30—80mg/L，添加劑：酸性啞光銅走位劑。
操縱前提：陰極電流密度:1.1ASD，溫度:25℃，振蕩:雙振蕩共振，攪拌方式:連續(xù)過(guò)濾＋空氣攪拌＋陰極45°移動(dòng)。
工藝流程：除油→水洗（兩次）→酸浸→電鍍銅→水洗（兩次）。
1.3 鍍層質(zhì)量評(píng)價(jià)
1.3.1 背光（Backlight）檢修：指PTH或一次銅孔經(jīng)切片后，置于放大鏡下背對(duì)著光，以確認(rèn)銅層籠蓋狀況的檢修。背光級(jí)數(shù)以1-10級(jí)表示，其中10級(jí)、9級(jí)、8級(jí)是合格品；7級(jí)是存在缺陷品，需做重復(fù)樣；6級(jí)及6級(jí)以下屬于次品，需要重工。（注：檢修過(guò)程中應(yīng)排除因剪刀擠壓而產(chǎn)生的裂縫和砂紙上的沙粒對(duì)背光切片的損傷。）：
1.3.2 熱應(yīng)力試驗(yàn)：288±5℃，浸錫10秒，3次，參照IPC-TM-650第2.6.8尺度――熱應(yīng)力沖擊，鍍通孔（發(fā)行年月：1998年3月，版本為D版本）。
1.3.3 鍍層剝離試驗(yàn)：鍍層附著力測(cè)試按IPC-TM-650第2.4.1尺度――鍍層附著力（發(fā)行年月：2004年5月，版本為E版本）進(jìn)行測(cè)試，其做法為將一條0.5英寸寬，2英寸長(zhǎng)的感壓性膠帶壓貼在被測(cè)試的線路表面，然后在一分鐘內(nèi)，加一個(gè)與電路圖形垂直的力迅速把膠帶拉下。每次測(cè)試要用新的膠帶。用肉眼觀察膠帶和試樣，從膠粘帶上有鍍層微粒和圖形以確定電鍍層是否從試樣上剝離。
1.3.4 鍍層厚度丈量：參照IPC-TM-650第2.1.1尺度――手動(dòng)微切片法（發(fā)行年月：1998年3月，版本為D版本。）
1.3.5 高低溫輪回試驗(yàn)
1.3.5.1 自制材料尺寸為250mmX250mm 光板，在尺寸范圍內(nèi)，統(tǒng)一個(gè)方向設(shè)計(jì)100條走線，每條走線上鉆50個(gè)0.2mm導(dǎo)通孔，在統(tǒng)一根走線上相鄰三個(gè)導(dǎo)通孔通過(guò)不同面的導(dǎo)線相連，按照那樣設(shè)計(jì)，在250mmX250mm的5000個(gè)孔（即5000個(gè)點(diǎn)），有規(guī)律連接起來(lái)而形成的線路板。（下面簡(jiǎn)稱為百萬(wàn)孔試驗(yàn)板）
1.3.5.2 高低溫輪回 對(duì)象：在185A，518A及黑化藥水系列下，各測(cè)試10pnls百萬(wàn)孔試驗(yàn)板。前提： 低溫段：-10℃，恒溫30min，高溫段：+70℃，恒溫30min，輪回24hr
1.3.5.3 檢測(cè)可靠性：經(jīng)由高低溫輪回以后的百萬(wàn)孔試驗(yàn)板，使用萬(wàn)用表（型號(hào)為FLUKE 15B）的表筆接觸每條走線最邊沿兩點(diǎn)測(cè)試，萬(wàn)用表有電流值說(shuō)明線路電氣機(jī)能是合格，否則分歧格；若分歧格，固定萬(wàn)用表的一只表筆，另一只表筆往里走一個(gè)點(diǎn)，萬(wàn)用表有電流值說(shuō)明線路電氣機(jī)能是合格，否則分歧格；依次類推檢測(cè)每條走線的每個(gè)點(diǎn)，并記下數(shù)據(jù)。
二、 結(jié)果與討論
2.1 不同化學(xué)沉銅劑對(duì)六層板多層柔性線路板內(nèi)層銅互聯(lián)狀況的影響
在PTH過(guò)程中，化學(xué)藥劑的選擇對(duì)于化學(xué)沉銅質(zhì)量的好壞有著非常重要的影響。不同的化學(xué)藥劑對(duì)化學(xué)沉銅質(zhì)量的影響
由表2中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，518系列藥劑泛起了孔內(nèi)部連接斷開(kāi)跡象，見(jiàn)圖2（a號(hào)樣品切片），分歧格數(shù)據(jù)達(dá)到萬(wàn)分之六，而185系列鍍層內(nèi)連沒(méi)有泛起斷開(kāi)現(xiàn)象，見(jiàn)圖2（b號(hào)樣切片），同樣黑化藥劑對(duì)鍍層內(nèi)連沒(méi)有泛起斷開(kāi)現(xiàn)象,見(jiàn)圖2(c號(hào)樣切片)。在正常化學(xué)沉銅工藝前提下并且經(jīng)由高低溫輪回后，化學(xué)銅185系列和麥特美黑化藥水對(duì)孔金屬化可托賴度好于518系列藥水，故在制備多層板柔性線路板沉銅選用185系列，同時(shí)麥特美黑化藥水也知足多層板柔性線路板孔金屬化要求，但是因?yàn)辂溙孛篮诨幩惧X較貴，不利于間歇性出產(chǎn)需求，暫時(shí)考慮使用185系列藥水出產(chǎn)。
三、結(jié)論
1 板厚在0.31mm以下，孔徑在0.15mm以上的六層多層柔性線路板，目前鍍通孔采用185系列化學(xué)沉銅，鍍銅參數(shù)選擇1.0～1.5ASD，電鍍時(shí)間110min。
2 麥特美黑化藥劑可以知足六層板軟硬結(jié)合板內(nèi)層銅互聯(lián)技術(shù)要求。
