(廣東致卓精密金屬科技有限公司，廣東佛山528247)
摘要：主要研究微量添加劑對化學鍍銅鍍液沉積速率及鍍液穩(wěn)定性的影響，通過試驗篩選合適的微量添加劑，在不改變化學鍍銅鍍液主反應物質(zhì)含量的情況下實現(xiàn)鍍速提高和鍍液穩(wěn)定性增加。開發(fā)出的高穩(wěn)定性中速化學鍍銅工藝，其性能滿足PCB工業(yè)化生產(chǎn)。
關鍵詞：化學鍍銅;沉積速率;微量添加劑;PCB
中圖分類號：TN41
文獻標識碼：A
文章編號：1009-0096(2012)06-0025-03
化學鍍銅是指在沒有外加電流的條件下，處于同一溶液中的銅離子和還原劑在具有催化活性的基體表面上進行自催化氧化-還原反應、沉積銅鍍層的一種表面處理技術。目前化學鍍銅在工業(yè)上最重要的應用領域之一是印制線路板的通孔金屬化過程，在印制板的絕緣孔壁內(nèi)沉積上一層銅，使之導通孔金屬化，以便隨后電鍍加厚鍍層導通層間線路[1]。
按照鍍層厚度的不同，可以將化學鍍銅分為薄銅和厚銅體系。PCB孔金屬化流程中目前以化學鍍薄銅工藝為主，化學鍍銅沉積層厚度控制在0.3μm~0.6μm，然后全板電鍍將鍍層加厚至5μm~8μm，進入圖形轉(zhuǎn)移工序，然后進行圖形電鍍。但近年來不少PCB工廠為了降低成本，縮短生產(chǎn)流程，改用中速化學鍍銅的工藝，即化學鍍銅沉積層厚度控制在1.2μm~1.8μm，在完成化學鍍中速銅后，省去了全板電鍍加厚流程，直接進入圖形轉(zhuǎn)移工序，然后進行圖形電鍍。
化學鍍銅液的主要成分有：銅鹽、絡合劑、還原劑、pH值調(diào)整劑、微量添加劑等。化學鍍銅微量添加劑是化學鍍銅中最活躍的研究課題，根據(jù)添加劑作用又可將添加劑分為穩(wěn)定劑、改性劑、表面活性劑等，添加劑用量一般在百萬分之幾十左右，但對化學鍍銅沉積速率、鍍液穩(wěn)定性及鍍層質(zhì)量都起關鍵作用[2][3]。普通的化學鍍薄銅工藝即使適當提高反應溫度和延長反應時間，沉積厚度也很難達到中速銅的厚度要求，為此需要開發(fā)專用的中速化學鍍銅工藝。本文主要研究了化學鍍銅微量添加劑對化學鍍銅沉積速率及鍍液穩(wěn)定性的影響，在化學鍍薄銅基礎參數(shù)上篩選出合適的微量添加劑，進而開發(fā)出PCB中速化學鍍銅體系。
鉆孔后的線路板，板厚：1.2mm，最小孔徑：0.3mm;覆銅板蝕去銅箔后的環(huán)氧樹脂板
整孔→熱水洗→水洗(兩次)→微蝕→水洗(兩次)→預浸→活化→水洗(兩次)→速化→水洗(兩次)→化學鍍銅→水洗(兩次)→電鍍銅
整孔：50℃，5%堿性除油劑，5min
微蝕：室溫，80g/L過硫酸鈉+3%硫酸，2min
預浸：室溫，100%預浸液，1min活化：40℃，含40×10-6Pd膠體鈀溶液，5min
速化：室溫，10%速化液，2min化學鍍銅：40℃，30min
基礎組分：CuSO4.5H2010g/L，EDTA40g/L，NaOH10g/L，甲醛(37%)10ml/L，2,2’-聯(lián)吡啶20mg/L，亞鐵氰化鉀60mg/L，用去離子水配制成溶液。
向化學鍍銅基礎溶液中添加不同種類的微量添加劑，并與未加添加劑的化學鍍銅液作參照，分別測定鍍速及鍍液穩(wěn)定性變化，初步篩選出既能提高沉積速率又能穩(wěn)定鍍液的添加劑;設計正交試驗，確定滿足中速化學鍍銅的最佳微量添加劑組合。
將印制板試樣化學鍍銅后沿導通孔孔邊切割為長條，用砂紙磨制到孔中心位置，背對著光源置于100倍放大鏡下觀察孔壁透光情況，以檢測化學鍍銅在孔壁覆蓋的完整性和致密性。通常根據(jù)孔壁透光情況分為1~10個等級，其中10級為完全不透光，覆蓋性最好。
樹脂板經(jīng)化學鍍銅全流程，沉積1.5微米左右化學鍍銅層，用掃描電鏡觀察鍍層表面形貌及晶體結構。
用于測試化學鍍銅層與樹脂層及電鍍銅層的結合力，測試條件：(288±5)℃，浸錫10s，3次，參照IPC-TM-650
2.6.8標準測試方法中―鍍通孔的熱應力試驗。
采用氯化鈀加速試驗，取50ml鍍液與100ml燒杯中，恒溫40℃，在無打氣狀態(tài)下加入1
ml活化槽液，觀察鍍液變化，以鍍液分解時間長短區(qū)分穩(wěn)定性。