第八讲 孔金属化技术
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多层板孔金属化工艺探讨本文主要论述了多层板的去钻污和沉铜工艺,剖析了各工步的原理及作用。
一、前言众所周知,孔金属化是多层板生产过程中最关键的环节,她关系到多层板内在质量的好坏。
孔金属化过程又分为去钻污和化学沉铜两个过程。
化学沉铜是对内外层电路互连的过程;去钻污的作用是去除高速钻孔过程中因高温而产生的环氧树脂钻污(特别在铜环上的钻污),保证化学沉铜后电路连接的高度可靠性。
二、孔金属化多层板工艺分凹蚀工艺和非凹蚀工艺。
凹蚀工艺同时要去除环氧树脂和玻璃纤维,形成可靠的三维结合;非凹蚀工艺仅仅去除钻孔过程中脱落和汽化的环氧钻污,得到干净的孔壁,形成二维结合,单从理论上讲,三维结合要比二维结合可靠性高,但通过提高化学沉铜层的致密性和延展性,完全可以达到相应的技术要求。
非凹蚀工艺简单、可靠,并已十分成熟,因此在大多数厂家得到广泛应用。
高锰酸钾去钻污是典型的非凹蚀工艺。
工艺流程环氧溶胀→二级逆流漂洗→高锰酸钾去钻污→二级逆流漂洗→中和还原→二级逆流漂洗→调整→二级逆流漂洗→粗化→二级逆流漂洗→预浸→离子钯活化→二级逆流漂洗→还原→水洗→化学沉铜→二级逆流漂洗→预浸酸→预镀铜工艺原理及控制溶胀目的:溶胀环氧树脂,使其软化,为高锰酸钾去钻污作准备。
配方环氧树脂是高聚形化合物,具有优良的耐蚀性。
其腐蚀形式主要有溶解、溶胀和化学裂解(如:浓硫酸对环氧树脂主要是溶解作用,其凹蚀作用是十分明显的)。
根据“相似相溶”的经验规律,醚类有机物一般极性较弱,且有与环氧树脂有相似的分子结构(R-O-R'),所以对环氧树脂有一定的溶解性。
因为醚能与水发生氢键缔合,所以在水中有一定的溶解性。
因此,常用水溶性的醚类有机物作为去钻污的溶胀剂。
溶胀液中的氢氧化钠含量不能太高,否则,会破坏氢键缔合,使有机链相分离。
在生产中,常用此中方法来分析溶胀剂的含量。
去钻污目的: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。
配方高锰酸钾是一种强氧化剂,在强酸性溶液中,与还原剂作用,被还原为Mn2+;在中性和弱碱性环境中,被还原为MnO2;在NaOH浓度大于2moL/L,被还原为MnO42-。
过孔操作步骤注意:未经同意以此文章用作私利用途。
可能受到严厉的民事及刑事制裁,并将在法律许可的范围内受到最大可能的起诉。
准备工作:将电路板需要钻孔的地方先处理好。
需要过孔的均需钻出所需的孔(对于1.1的对孔钉可先钻1.0的孔能紧进即可,如不能通孔再行钻出1.1的孔)。
注意:0.5的过孔操作只需穿过过孔后只需要进行第4步骤(或直接在底层上锡)。
不需要进行前3个步骤的操作。
提醒:焊盘毛刺要彻底清除,孔钉一定要完全压下去,否则容易引起接触不良。
一般钉的T 头作为上锡侧效果最好。
如希望获得更好的效果可以在安装过孔钉前先将顶层焊盘上一层锡,在焊接底层时将通过过孔钉加热顶层的锡增加接触度。
在安装孔钉后将顶底焊盘与孔钉上锡效果更好。
安装完成后可通过0.8-0.9的钻头,慢速对通孔进行去毛刺或扩孔,以适应一些引脚稍大的元件。
步骤如下:<!--[if !supportLists]-->1、<!--[endif]-->把过孔钉套在小顶针上<!--[if !vml]--><!--[endif]--><!--[if !supportLists]-->2、<!--[endif]-->用顶针将过孔钉压入过孔。
<!--[if !vml]--><!--[endif]--><!--[if !supportLists]-->3、<!--[endif]-->将电路板翻过来放在垫板上,用大顶针压在过孔钉上并用锤子或重物敲击1-2下。
令过孔壁微微向外翻出。
<!--[if !vml]--><!--[endif]--><!--[if !supportLists]-->4、<!--[endif]-->用平头钉压在微微向外翻出的过孔钉上并用锤子或重物敲击1-2下。
令过孔翻出部分贴在焊盘并平整。
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。
简述孔金属化的作用和实现方法孔金属化是一项重要的表面处理技术,其作用是增强金属材料的表面性能,如防腐、耐磨、增强附着力等。
本文将介绍孔金属化的作用和实现方法。
一、孔金属化的作用孔金属化通过在金属表面形成微小的孔洞,增加了金属表面的表面积,并形成了一系列的微观结构,这些结构可以增强金属材料的性能。
具体来说,孔金属化可以实现以下作用:1.增强表面硬度:孔金属化可以在金属表面形成微细的孔洞,这些孔洞可以增加金属表面的硬度和耐磨性,从而延长金属材料的使用寿命。
2.增强表面附着力:孔金属化可以在金属表面形成微观结构,这些结构可以增加表面和涂层之间的摩擦力,从而增强涂层的附着力。
3.提高表面耐腐蚀性:孔金属化可以形成一层氧化层,这层氧化层可以防止金属表面腐蚀和氧化。
4.改善表面润滑性:孔金属化可以在金属表面形成微观结构,这些结构可以增加表面的润滑性,从而改善金属材料的运动性能。
二、孔金属化的实现方法孔金属化可以通过以下几种方法实现:1.化学孔金属化:化学孔金属化是一种利用化学反应在金属表面形成孔洞的方法。
该方法通常需要一定的前处理,如清洗、脱脂等,然后将金属材料浸入一种含有氧化剂的溶液中,在溶液中形成孔洞。
2.电化学孔金属化:电化学孔金属化是利用电化学反应在金属表面形成孔洞的方法。
该方法需要将金属材料作为阳极,将阳极浸入一种含有电解质的溶液中,然后施加电压,使金属表面出现孔洞。
3.机械孔金属化:机械孔金属化是一种利用机械加工在金属表面形成孔洞的方法。
该方法通常需要使用高速旋转的刷子或喷砂机,将金属表面加工成孔洞,从而实现孔金属化的效果。
4.激光孔金属化:激光孔金属化是一种利用激光在金属表面形成孔洞的方法。
该方法需要使用激光束对金属材料进行加工,从而在金属表面形成微小的孔洞。
孔金属化是一项重要的表面处理技术,可以增强金属材料的表面性能,提高金属材料的使用寿命和性能。
不同的孔金属化方法有不同的适用范围和优缺点,需要根据具体的应用场景选择合适的方法。
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。
传统PCB孔金属化技术解析及新型电镀技术延伸禾川化学是一家专业从事PCB孔金属化技术分析、研发的公司,具有丰富的分析研发经验,经过多年的技术积累,可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库,彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题,利用其八大服务优势,最终实现企业产品性能改进及新产品研发。
经过五年的不断沉淀,禾川化学自主研发成功超过100个项目,并拥有18篇专利技术,其他包含PCB 电镀领域一项专利创造:一种电镀线路板通孔盲孔的电镀液及电镀方法下发文件见文章尾页(专利号:201510970791.5)。
印制电路板孔金属化是指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。
金属化孔双面印制板制造工艺的核心问题是孔金属化过程。
金属化孔要求严格,要求有良好的机械韧性和导电性,铜层均匀完整,厚度在5一10μm,不允许有严重氧化、分层、气泡、钻屑、裂纹等现象,孔电阻在500μΩ以下。
孔金属化传统工艺流程:除油→逆流漂洗→粗化(微蚀)→逆流漂洗→预浸→活化→逆流漂洗→解胶→逆流漂洗→沉铜→逆流漂洗→浸酸→除油。
除油:除去板面油污、指印、氧化物、孔内粉尘;孔壁极性调整,便于胶体钯吸附;传统工艺中除油既可用酸性也客用碱性除油,而除油调整的好坏直接影响到沉铜背光效果。
关于两种除油体系的对比:(1)碱性除油体系在除油、电荷调整等方面比酸性体系表现更好,具体表现为沉铜背光效果、铜层孔壁结合力、板面除油洁净度、减少脱皮起泡现象等方面都有更好的表现。
故目前大多数制造商都采用碱性除油体系。
(2)酸性除油体系操作温度要求低,容易清洗;降低了能耗和除油后的清洗难度。
粗化(微蚀):除去板面氧化物,粗化板面,保证铜层与基材底铜之间良好的结合力,新铜层活性更佳可以更好地吸附胶体钯;粗化药水体系介绍:(1)硫酸双氧水体系溶铜量大,(可达50g/L),水洗性好,污水处理较易,成本低可回收。