黑孔化直接电镀工艺技术(一)

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1、黑孔化直接电镀工艺技术(一)一、概述黑孔化直接电镀的出现对传统的PTH是个挑战，它最大特点就是替代传统的化学镀铜工艺，利用物理作用形成的导电膜就可以直接转入电镀。从效率观点分析，由于其构成的工艺程序简化，减少了控制因素，与传统PTH制造程序相比较，使用药品数量减少，生产周期大大缩短，因此生产效率大幅度提高，同时污水处理费用减少，使印制电路板制造的总成本降低。二、黑孔化直接电镀的特点  1.黑孔化液不含有传统的化学镀铜成分，取消甲醛和危害生态环境的化学物质如EDTA、NTA、EDTP等在配方中使用，属于环保型产品。  2.工艺流程

2、简化，黑孔化制程只需12分钟，代替了极薄而难以控制的中间层（化学镀铜层），从而改善电镀铜的附着力，提高了PCB/FPC孔金属化的可靠性。  3.溶液的分析、维护和管理使用程序大幅度简化。  4.与传统的PTH相比，操作便捷，生产周期短，废物处理费用减少，从而降低了生产的总成本。  5.提供了一种新的工艺流程——选择性直接电镀。三、黑孔化直接电镀技术3.1黑孔化原理  它是将精细的石墨和碳黑粉浸涂在孔壁上形成导电层，然后进行直接电镀。它的关键技术就是黑孔溶液成分的构成。首先将精细的石墨和碳黑粉均匀的分散在介质内即去离子水中，利用溶

3、液内的表面活性剂使溶液中均匀分布的石墨和碳黑颗粒保持稳定，同时具有良好的润湿性能，使石墨和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。3.2构成成分黑孔化溶液主要有精细的石墨和碳黑粉（颗粒直径为0.2-0.3μm）、液体分散介质即去离子水和表面活性剂等组成。3.3各种成分的作用  （1）石墨和碳黑粉：它是构成黑孔化溶液的主要部分，起到导电作用。  （2）液体分散介质：是用于分散石墨和碳黑粉的高纯度去离子水。  （3）表面活性剂：主要作用是增进石墨和碳黑悬浮液的稳定性和润湿性能。  （4）工艺条件：PH

4、值：9.5—10.5，使用温度：25-32度。  （5）最佳处理面积：300-600c㎡/克。3.4黑孔化溶液的成分的选择与调整  （1）使用的表面活性剂，无论是阳离子、阴离子和非离子表面活性剂均可使用，但必须是可溶的、稳定的和能与其他成分形成均匀的液体。  （2）为提高黑孔化液的稳定性，最好采用氢氧化钾或试剂氨水调节溶液的PH值。  （3）用去离子水作为黑孔化溶液的分散介质。3.5黑孔化工艺流程和工艺说明 （1）清洁整孔处理     水清洗     黑孔化处理    干燥    微蚀处理水清洗     电镀铜 （2）工艺说明 

5、清洁整孔处理：黑孔化溶液内石墨和碳黑带有负电荷，和钻孔后的孔壁树脂表面所带负电荷相排斥，不能静电吸附，直接影响石墨碳黑的吸附效果。通过调整剂所带正电荷的调节，可以中和树脂表面所带的负电荷甚至还能赋予孔壁树脂正电荷，以便于吸附石墨和碳黑。² 水清洗：清洗孔内和表面多余的残留液。² 黑孔化处理：通过物理吸附作用，使孔壁基材的表面吸附一层均匀细致的石墨碳黑导电层。² 水清洗：清洗孔内和表面多余的残留液。² 干燥：为除去吸附层所含水分，可采用短时间高温和长时间的低温处理，以增进石墨碳黑与孔壁基材表面之间的附着力。² 微蚀处理：首先用碱金

6、属硼盐溶液处理，使石墨和碳黑层呈现微溶胀、，生成微孔通道。这是因为在黑孔化过程中，石墨碳黑不仅被吸附在孔壁上，而且也吸附在内层铜环及基板的表面铜层上，为确保电镀铜与基体铜有良好的结合，必须将铜上的石墨碳黑除去。为此只有石墨和碳黑层生成微孔通道，才能被蚀刻液除去。因蚀刻液通过石墨和碳黑层生成的微孔通道浸蚀到铜层，并使铜面微蚀掉1-2μm左右，使铜上的石墨碳黑因无立足之处而被除掉，而孔壁非导体基材上的石墨和碳黑保持原来的状态，为直接电镀提供良好的导电层。² 检查：用检孔镜或体视显微镜检查孔内表面涂覆是否完整、均匀。² 电镀铜：带电入

7、槽，并采用冲击电流，确保导电镀层全部被覆盖。²最近美诺电化有限公司推出印制电路板黑孔化工艺新方法，见表1所示：                                   表1           挠性板(多层)直接电镀工艺规范工序号工序名称使用溶液工艺条件备注成分含量（g/L）温度（℃）时间（分）1消除应力60~75120~240丙酮（75%）30丙酮25%体积比2化学除油擦拭3流动水清洗4除钻污碱性高锰酸钾4—5%（重量比）室温3-5试用法等离子处理法5清洁/调整MN-715A去离子水10%（v/v）90%（v/v）

8、60-661.56流动水清洗7去离子水洗8冷风干9黑孔化溶液MN-701A100%（比重1.01-1.03）PH值9.5-10.5固形分2.8-3.2%25~321.5~3最佳2分钟10热风干11微蚀MN-726A室温或25-351.5~212流动清水洗13热风