一、寫在最前面

　　大家都知道，孔金屬化是多層板生產(chǎn)過(guò)程中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，他直接關(guān)系到多層板內(nèi)在質(zhì)量的好壞?？捉饘倩恼麄€(gè)過(guò)程又可以分為去鉆污和化學(xué)沉銅兩個(gè)步驟。化學(xué)沉銅是對(duì)內(nèi)外層電路互連的過(guò)程；去鉆污可以起到是去除高速鉆孔過(guò)程中因高溫而產(chǎn)生的環(huán)氧樹(shù)脂鉆污的作用，保證化學(xué)沉銅后電路連接的可靠性。

　　二、孔金屬化

　　多層板工藝分凹蝕工藝和非凹蝕工藝。凹蝕工藝同時(shí)要去除環(huán)氧樹(shù)脂和玻璃纖維，形成可靠的三維結(jié)合；非凹蝕工藝僅僅去除鉆孔過(guò)程中脫落和汽化的環(huán)氧鉆污，得到干凈的孔壁，形成二維結(jié)合，單從理論上講，三維結(jié)合要比二維結(jié)合可靠性高，但通過(guò)提高化學(xué)沉銅層的致密性和延展性，完全可以達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)要求。非凹蝕工藝簡(jiǎn)單、可靠，并已十分成熟，因此在大多數(shù)廠家得到廣泛應(yīng)用。高錳酸鉀去鉆污是典型的非凹蝕工藝。

　　工藝流程：

　　環(huán)氧溶脹→二級(jí)逆流漂洗→高錳酸鉀去鉆污→二級(jí)逆流漂洗→中和還原→二級(jí)逆流漂洗→調(diào)整→二級(jí)逆流漂洗→粗化→二級(jí)逆流漂洗→預(yù)浸→離子鈀活化→二級(jí)逆流漂洗→還原→水洗→化學(xué)沉銅→二級(jí)逆流漂洗→預(yù)浸酸→預(yù)鍍銅

　　工藝原理及控制

　　溶脹：

　　目的：溶脹環(huán)氧樹(shù)脂，使其軟化，為高錳酸鉀去鉆污作準(zhǔn)備。

　　配方：NaOH　20g/l、已二醇乙醚 30g/l、已二醇　2g/、水　　其余、溫度　60-80℃、時(shí)間　5min

　　環(huán)氧樹(shù)脂是高聚形化合物，具有優(yōu)良的耐蝕性。其腐蝕形式主要有溶解、溶脹和化學(xué)裂解（如：濃硫酸對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂主要是溶解作用，其凹蝕作用是十分明顯的）。根據(jù)“相似相溶”的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，醚類有機(jī)物一般極性較弱，且有與環(huán)氧樹(shù)脂有相似的分子結(jié)構(gòu)（R-O-R'），所以對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂有一定的溶解性。因?yàn)槊涯芘c水發(fā)生氫鍵締合，所以在水中有一定的溶解性。因此，常用水溶性的醚類有機(jī)物作為去鉆污的溶脹劑。溶脹液中的氫氧化鈉含量不能太高，否則，會(huì)破壞氫鍵締合，使有機(jī)鏈相分離。在生產(chǎn)中，常用此中方法來(lái)分析溶脹劑的含量。

　　去鉆污

　　目的：利用高錳酸鉀的強(qiáng)氧化性，使溶脹軟化的環(huán)氧樹(shù)脂鉆污氧化裂解。

　　配方：NaOH　35g/l、KMnO4　 55g/l、NaCIO　 0.5g/l、溫度　75℃、時(shí)間　10min

　　高錳酸鉀是一種強(qiáng)氧化劑，在強(qiáng)酸性溶液中，與還原劑作用，被還原為Mn2+；在中性和弱堿性環(huán)境中，被還原為MnO2；在NaOH濃度大于2moL/L，被還原為MnO42-。高錳酸鉀在強(qiáng)酸性的環(huán)境中具有更強(qiáng)的氧化性，但在在堿性條件下氧化有機(jī)物的反應(yīng)速度比在酸性條件下更快。在高溫堿性條件下，高錳酸鉀使環(huán)氧樹(shù)脂碳鏈氧化裂解：

　　4MnO4-+C環(huán)氧樹(shù)脂+40H- = 4MnO42-+CO2(g)+2H2O

　　同時(shí)，高錳酸鉀發(fā)生以下副反應(yīng)：

　　4MnO4- +40H- = 4MnO42- + O2(g) + 2H2O

　　MnO42-在堿性介質(zhì)中也發(fā)生以下副反應(yīng)：

　　MnO42- + 2H2O + 2e- = MnO2(s) + 40H-

　　NACIO作為高錳酸鉀的再生劑，主要是利用其強(qiáng)氧化性使MnO42-氧化為MnO4-。

　　還原：

　　目的：去除高錳酸鉀去鉆污殘留的高錳酸鉀、錳酸鉀和二氧化錳

　　配方：H2SO4　100mL/l、NaC2O4　 30g/l、溫度　 40℃、

　　錳離子是重金屬離子，它的存在會(huì)引起“鈀中毒”，使鈀離子或原子失去活化活性，從而導(dǎo)致孔金屬化的失敗。因此，化學(xué)沉銅前必須去除錳的存在。

　　在酸性介質(zhì)中：

　　3MnO42-+4H+ = 2MnO4-+MnO2(s)+2H2O

　　2MnO4-+5C2O42-+16H+ = 2Mn2++10CO2(g)+8H2O5

　　C2O42-+MnO2+4H+ = Mn2++2CO2+2H2O

　　由以上反應(yīng)可知，通過(guò)還原步驟，可完全去除高錳酸鉀去鉆污殘留的高錳酸鉀、錳酸鉀和二氧化錳。有關(guān)資料中，也有用肼類化合物及其他一些強(qiáng)還原性物質(zhì)進(jìn)行還原處理的，這主要是從塑料電鍍中處理殘留的 Ｃｒ６＋ 沿用過(guò)來(lái)的，也具有一定的效果，但對(duì)二氧化錳的作用，有待探討，這就需要盡量避免二氧化錳的生成。

　　調(diào)整：

　　目的：調(diào)整孔壁電荷

　　配方：陰離子型表面活性劑 0.5g/l

　　為使環(huán)氧樹(shù)脂表面在后序處理中吸附到均勻的鈀離子，必須把印制板津入到含有陰離子表面活性劑中，使其表面吸附到一層均勻負(fù)性的有機(jī)薄膜。

　　粗化：

　　目的：除去銅表面的有機(jī)薄膜；微觀粗化銅表面。

　　配方：H2SO4　100mL/l、H2O2　 80ML/l、NH2CH2NH2　10g/l

　　調(diào)整處理時(shí)，在環(huán)氧樹(shù)脂吸附有機(jī)表面活性劑的同時(shí)，銅表面也形成了一層有機(jī)薄膜。如果不加以處理，這層薄膜將使銅表面在活化溶液中吸附大量的鈀離子，造成鈀離子的大量浪費(fèi)，同時(shí)，由于薄膜的存在，將降低基體銅層與化學(xué)鍍銅層的結(jié)合力。經(jīng)粗化處理后，基體銅層形成微觀粗糙表面，增加結(jié)合力。

　　預(yù)浸：

　　目的：預(yù)防帶入雜質(zhì)；潤(rùn)濕環(huán)氧樹(shù)脂孔壁。

　　配方：H2SO4　1mL/l；有機(jī)堿絡(luò)合劑　　 20mL/l

　　由于活化液的使用周期較長(zhǎng)，且活性受雜質(zhì)影響明顯，所以在活化前必須進(jìn)行預(yù)浸處理，防止雜質(zhì)積累，影響其活性。在預(yù)浸液中，絡(luò)合劑和活化液中的絡(luò)合劑相同，但由于預(yù)浸液呈酸性，絡(luò)合劑以鹽的形式存在，其并沒(méi)有絡(luò)合能力，僅是浸潤(rùn)孔壁，為絡(luò)合鈀離子作準(zhǔn)備。

　　活化：

　　目的：為形成化學(xué)沉銅所需的活化中心做準(zhǔn)備。

　　配方：PbCL2　0.3g/l、絡(luò)合劑X　　5g/l、NaOH　 5g/l、HBO3　 5g/l、去離子水　　余量

　　在活化溶液中，絡(luò)合劑的選擇和PH的控制十分重要。首先，銅比鈀有更強(qiáng)的金屬活性，PbCl2的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位是-0.268V(PbCl2+2e-=Pb+2Cl-),Cu2+的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位是0.337V(Cu2++2e-=Cu)，銅和鈀離子是很容易發(fā)生置換反應(yīng)的：Cu+PbCl2=CuCl2+Pb

　　因此，作為離子型活化液，要防止PCB上的銅箔和鈀離子發(fā)生反應(yīng)，必須加入能與鈀離子形成穩(wěn)定絡(luò)合物的絡(luò)合劑。根據(jù)軟硬酸堿理論（硬親硬，軟親軟），屬于交界酸的PB2+與交界堿Ｘ能形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，可提高鈀的氧化還原電位，避免發(fā)生置換反應(yīng)。另外，ＰＨ值對(duì)鈀離子的活性影響很大，當(dāng)PH<10時(shí)，絡(luò)合劑X以離子形式存在，不與鈀離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，溶液中易產(chǎn)生Pb(OH)2沉淀，溶液活性降低；當(dāng)PH值過(guò)高時(shí)水洗時(shí)，PH值不能迅速有效降低，影響Pb2+在孔壁上的沉積。為使活化液能穩(wěn)定在PH10.5左右，可選用NaOh+HbO3的PH緩沖液。

　　還原：

　　目的：使PB2轉(zhuǎn)化為Pb

　　配方：CH3BH4　0.5g/l、HBO3　　　　　　　　　　5g/l

　　PB2必須轉(zhuǎn)化為Ｐｂ單質(zhì)才具有催化活性，引發(fā)沉銅反應(yīng)的產(chǎn)生。CH3BH4易分解（CH3BH4→HBO3），混入適當(dāng)?shù)呐鹚崮苓m當(dāng)?shù)淖柚狗纸夥磻?yīng)的發(fā)生。

　　化學(xué)沉銅：

　　目的：使各層間電路互連，實(shí)現(xiàn)其電器性能。

　　配方：絡(luò)合劑　　適量、Cu2+　3g/l、NaOH　10g/l、HCHO　　6g/l、穩(wěn)定劑　　少量

　　通常，絡(luò)合劑采用EDTA或EDTP或雙絡(luò)合劑（兩者混用）。

　　在多層板生產(chǎn)工藝已十分成熟的今天。在整個(gè)工藝的發(fā)展過(guò)程中，專業(yè)性的化學(xué)藥水供應(yīng)商是至關(guān)重要的，他們可以用自身的專業(yè)知識(shí)完善各種工藝配方，為印制板生產(chǎn)的企業(yè)提供強(qiáng)大的技術(shù)保障。印制板生產(chǎn)的企業(yè)為了保證質(zhì)量，基本上都會(huì)選擇用由化學(xué)藥水供應(yīng)商提供的濃縮藥液，這種生產(chǎn)與開(kāi)發(fā)分離的模式在很大的程度上給印制板生產(chǎn)企業(yè)提供了方便，但是很多化學(xué)藥水提供商對(duì)其產(chǎn)品是保密的，這也相應(yīng)的引起了在解決印制板生產(chǎn)過(guò)程中思維不夠活躍，僅僅依據(jù)藥水提供商的思路去解決問(wèn)題，當(dāng)然，我們不能否認(rèn)該模式在解決一般性問(wèn)題上的有效性，但是有些特殊的問(wèn)題，這種模式就顯得力不從心，因?yàn)榻鉀Q任何的問(wèn)題都應(yīng)該找到根源，認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)，這樣才能在解決問(wèn)題時(shí)顯得得心應(yīng)手。