多层板孔金属化工艺的探讨静电喷涂

多层板孔金属化工艺的探讨

多层板孔金属化工艺的探讨 2011： 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。　　2.1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　　2.2工艺原理及控制　　2.2.1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：NaOH　　　　　　20g/l　　　　　已二醇乙醚　　　30/l　　　　　已二醇　　　　　2g/l　　　　　水　　　　　　　其余　　　　　温度　　　　　　60-80℃　　　　　时间　　　　　　5min　　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。　　2.2.2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：NaOH　　　　　　35g/l　　　　　KMnO4　　　　　55g/l　　　　　NaCIO　　　　　0.5g/l　　　　　温度　　　　　　75℃　　　　　时间　　　　　　10min　　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-。高锰酸钾在强酸性的环境中具有更强的氧化性，但在在碱性条件下氧化有机物的反应速度比在酸性条件下更快。在高温碱性条件下，高锰酸钾使环氧树脂碳链氧化裂解：　　4MnO4-+C环氧树脂+40H-=4MnO42-+CO2(g)+2H2O　　　　　　　　　　①　　同时，高锰酸钾发生以下副反应：　　4MnO4-+40H-=4MnO42-+O2(g)+2H2O　　　　　　　　　　　　　②　　MnO42-在碱性介质中也发生以下副反应：　　MnO42-+2H2O+2e-=MnO2(s)+40H-　　　　　　　　　　　　　　③　　NACIO作为高锰酸钾的再生剂，主要是利用其强氧化性使MnO42-氧化为MnO4-。　　2.2.3还原　　目的：去除高锰酸钾去钻污残留的高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰　　配方：　　H2SO4　　　　　　　　100mL/l　　NaC2O4　　　　　　　30g/l　　温度　　　　　　　　40℃　　锰离子是重金属离子，它的存在会引起“钯中毒”，使钯离子或原子失去活化活性，从而导致孔金属化的失败。因此，化学沉铜前必须去除锰的存在。　　在酸性介质中：　　3MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2(s)+2H2O　　　　　　　　　　　　④　　2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2(g)+8H2O5　　　　　　　　⑤　　C2O42-+MnO2+4H+=Mn2++2CO2+2H2O　　　　　　　　　　　　⑥　　由以上反应可知，通过还原步骤，可完全去除高锰酸钾去钻污残留的高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰。有关资料中，也有用肼类化合物及其他一些强还原性物质进行还原处理的，这主要是从塑料电镀中处理残留的Ｃｒ６＋沿用过来的，也具有一定的效果，但对二氧化锰的作用，有待探讨，这就需要尽量避免二氧化锰的生成。　　2.2.4调整　　目的：调整孔壁电荷　　配方：阴离子型表面活性剂0.5g/l　　为使环氧树脂表面在后序处理中吸附到均匀的钯离子，必须把印制板津入到含有阴离子表面活性剂中

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