本文主要論述了多層板的去鉆污和沉銅工藝，剖析了各工步的原理及作用。

一、前言

    *，孔金屬化是多層板生產(chǎn)過程中zui關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它關(guān)系到多層板內(nèi)在質(zhì)量的好壞?？捉饘倩^程又分為去鉆污和化學沉銅兩個過程?；瘜W沉銅是對內(nèi)外層電路互連的過程；去鉆污的作用是去除高速鉆孔過程中因高溫而產(chǎn)生的環(huán)氧樹脂鉆污（特別在銅環(huán)上的鉆污），保證化學沉銅后電路連接的高度可靠性。

二、孔金屬化

    多層板工藝分凹蝕工藝和非凹蝕工藝。凹蝕工藝同時要去除環(huán)氧樹脂和玻璃纖維，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，但通過提高化學沉銅層的致密性和延展性，*可以達到相應的技術(shù)要求。非凹蝕工藝簡單、可靠，并已十分成熟，因此在大多數(shù)廠家得到廣泛應用。*去鉆污是典型的非凹蝕工藝。

工藝流程：

環(huán)氧溶脹→二級逆流漂洗→*去鉆污→二級逆流漂洗→中和還原→二級逆流漂洗→調(diào)整→二級逆流漂洗→粗化→二級逆流漂洗→預浸→離子鈀活化→二級逆流漂洗→還原→水洗→化學沉銅→二級逆流漂洗→預浸酸→預鍍銅

工藝原理及控制

溶脹：

目的：溶脹環(huán)氧樹脂，使其軟化，為*去鉆污作準備。

配方：NaOH　20g/l、已二醇乙醚 30g/l、已二醇　2g/、水　　其余、溫度　60-80℃、時間　5min

環(huán)氧樹脂是高聚形化合物，具有優(yōu)良的耐蝕性。其腐蝕形式主要有溶解、溶脹和化學裂解（如：濃硫酸對環(huán)氧樹脂主要是溶解作用，其凹蝕作用是十分明顯的）。根據(jù)“相似相溶”的經(jīng)驗規(guī)律，醚類有機物一般極性較弱，且有與環(huán)氧樹脂有相似的分子結(jié)構(gòu)（R-O-R''''），所以對環(huán)氧樹脂有一定的溶解性。因為醚能與水發(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，會破壞氫鍵締合，使有機鏈相分離。在生產(chǎn)中，常用此中方法來分析溶脹劑的含量。

去鉆污

目的：利用*的強氧化性，使溶脹軟化的環(huán)氧樹脂鉆污氧化裂解。

配方：NaOH　35g/l、KMnO4　 55g/l、NaCIO　 0.5g/l、溫度　75℃、時間　10min

    *是一種強氧化劑，在強酸性溶液中，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-。*在強酸性的環(huán)境中具有更強的氧化性，但在在堿性條件下氧化有機物的反應速度比在酸性條件下更快。在高溫堿性條件下，*使環(huán)氧樹脂碳鏈氧化裂解：

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

同時，*發(fā)生以下副反應：

4MnO4- +40H- = 4MnO42- + O2（g） + 2H2O

MnO42-在堿性介質(zhì)中也發(fā)生以下副反應：

MnO42- + 2H2O + 2e- = MnO2（s） + 40H-　

NACIO作為*的再生劑，主要是利用其強氧化性使MnO42-氧化為MnO4-。

還原：

目的：去除*去鉆污殘留的*、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，它的存在會引起“鈀中毒”，使鈀離子或原子失去活化活性，從而導致孔金屬化的失敗。因此，化學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

    由以上反應可知，通過還原步驟，可*去除*去鉆污殘留的*、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還原性物質(zhì)進行還原處理的，這主要是從塑料電鍍中處理殘留的 Ｃｒ６＋ 沿用過來的，也具有一定的效果，但對二氧化錳的作用，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性的有機薄膜。

粗化：

目的：除去銅表面的有機薄膜；微觀粗化銅表面。

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

    調(diào)整處理時，在環(huán)氧樹脂吸附有機表面活性劑的同時，銅表面也形成了一層有機薄膜。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，同時，由于薄膜的存在，將降低基體銅層與化學鍍銅層的結(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。

預浸：

目的：預防帶入雜質(zhì)；潤濕環(huán)氧樹脂孔壁。

配方：H2SO4　1mL/l；有機堿絡合劑　　 20mL/l

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

活化：

目的：為形成化學沉銅所需的活化中心做準備。

配方：PbCL2　0.3g/l、絡合劑X　　5g/l、NaOH　 5g/l、HBO3　 5g/l、去離子水　　余量

在活化溶液中，絡合劑的選擇和PH的控制十分重要。首先，銅比鈀有更強的金屬活性，PbCl2的標準氧化還原電位是-0.268V（PbCl2+2e-=Pb+2Cl-）,Cu2+的標準氧化還原電位是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，必須加入能與鈀離子形成穩(wěn)定絡合物的絡合劑。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)定的絡合物，可提高鈀的氧化還原電位，避免發(fā)生置換反應。另外，ＰＨ值對鈀離子的活性影響很大，當PH<10時，絡合劑X以離子形式存在，不與鈀離子發(fā)生絡合反應，溶液中易產(chǎn)生Pb（OH）2沉淀，溶液活性降低；當PH值過高時水洗時，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)沉銅反應的產(chǎn)生。CH3BH4易分解（CH3BH4→HBO3），加入適量的硼酸能有效阻止分解反應的發(fā)生。

化學沉銅：

目的：使各層間電路互連，實現(xiàn)其電器性能。

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

通常，絡合劑采用EDTA或EDTP或雙絡合劑（兩者混用）。

    目前，多層板生產(chǎn)工藝已十分成熟。在多層板生產(chǎn)工藝發(fā)展的過程中，專業(yè)性的化學藥水供應商起到了十分重要的作用。他們利用其自身過硬的專業(yè)知識完善了各種工藝配方，為印制板生產(chǎn)企業(yè)提供了強大的技術(shù)保障。印制板生產(chǎn)企業(yè)（特別規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)）為保證質(zhì)量的穩(wěn)定性，基本上都采用由化學藥水供應商提供的濃縮藥液，自己僅在生產(chǎn)中進行工藝性維護。這種生產(chǎn)與開發(fā)分離的模式在一定程度方便了印制板生產(chǎn)企業(yè)，但由于化學藥水供應商對其配方的嚴格保密，相應引起了在解決印制板生產(chǎn)過程中問題的死板性，僅僅依據(jù)藥水供應商提供的套路去解決問題。我們不能否認該模式在解決一般性問題的有效性，但在解決關(guān)鍵、特殊性問題時，該模式就顯得有些力不從心了。解決一切問題都應該從根源出發(fā)，認識了事物的本質(zhì)，解決問題才會得心應手、針對性強。