孔金屬化工藝過程是印制電路板制造中最關(guān)鍵的一個工序。
 FPC孔金屬化即SHADOW黑影工藝,黑影法分別擁有水平式及垂直式生產(chǎn)方式,但是由于垂直生產(chǎn)方式生產(chǎn)時間較長,不及水平式生產(chǎn)簡單,所以極力推薦黑影水平輸送生產(chǎn)方式,以取代現(xiàn)時傳統(tǒng)沉銅流程。黑影法最主要利用石墨作為導電物體。由于石墨分子結(jié)構(gòu)中,有大量游離電子,因此石墨導電性能比一般碳黑化為高。而電鍍速度與涂層導電性能是成正比例,所以涂層導電性能越高,電鍍速度越快
SHADOW與Blackhole在工藝上其中三個個不同地方是:1)Blackhole要過兩次,SHADOW一次即可;2)SHADOW有專利定影劑(Fixer);3)SHADOW使用GRAPHITE作導電物質(zhì),而BLACKHOLE使用碳黑;由于以上不同,所以可以考慮:1)為什么要過兩次BLACKHOLE,而非一次?早期BLACKHOLE也是采用一次,后來改為兩次。2)SHADOW采用定影劑來控制沉積在HOLEWALL上石墨厚度,而BLACKHOLE是采用風刀(AIR KNIFE)來控制沉積在孔壁上碳厚度,兩者優(yōu)劣不辨自明; 3)碳黑和石墨導電度差異是顯而易見;當沉積在孔壁上碳黑厚度太厚時,就會帶來孔壁分離問題,導致孔壁信賴度有問題,特別是做Multilayer時,問題更甚。
    碳結(jié)晶體結(jié)構(gòu)為 SP³,石墨結(jié)晶體結(jié)構(gòu)為SP²,所以石墨存在更多游離p電子,自然導電度也就更優(yōu)。當然,在Particle Size方面確實SHADOW比BLACKHOLE要大,BLACKHOLE為50~100 nm,SHADOW為0.6um,但石墨為片狀結(jié)晶,0.6um為其寬度尺寸,其厚度為寬度1/15即0.04um;所以在HOLEWALLcoverage方面SHADOW能達到很好覆蓋效果。另外,BLACKHOLE為溶液,SHADOW COLLOID為膠體,后者對銅離子污染容忍度較大,前者對銅離子及其它正電離子污染較敏感,這樣BLACKHOLEParticle Size就容易超出100nm,這時工藝就難以控制。
    黑影流程化學劑種類:
    (1) 清潔/整孔劑 (Cleaner/Conditioner)
    清潔/整孔劑是一種微堿性液體,主要功用是用來清潔孔壁表面以及作為一種整孔劑(Conditioner)調(diào)節(jié)玻璃纖維及環(huán)氧樹脂表面適合導電膠體擁有足夠吸附力。
    (2) 黑影劑 (Conductive Colloid)
    黑影劑是一種微堿性液體,成份含有獨特添加劑及導電膠狀物質(zhì),使孔壁上形成導電層。
    (3) 定影劑 (Fixer)
    除去孔壁上多余黑影劑,使黑影導電層更能平均分布于孔壁上。
    (4) 微蝕劑 (Micro-Etch)
    微蝕劑主要成份是過硫酸鈉和硫酸。微蝕劑主要作用是透過側(cè)蝕作用,除去銅面上黑影。由于樹脂及玻璃纖維是惰性,所以微蝕劑不能夠除去板料上黑影。
    (5) 防氧化劑 (Anti-Tarnish)
    防氧化劑是微酸液體,用途為保護銅面,使它不致容易氧化。
為此,就必須對基板的銅表面與孔內(nèi)表面狀態(tài)進行認真的檢查。
    (一)檢查項目
    1,表面狀態(tài)是否良好。無劃傷、無壓痕、無針孔、無油污等;
    2,檢查孔內(nèi)表面狀態(tài)應保持均勻呈微粗糙,無毛刺、無螺旋裝、無切屑留物等;
    3,沉銅液的化學分析,確定補加量;
    4,將化學沉銅液進行循環(huán)處理,保持溶液的化學成份的均勻性;
    5,隨時監(jiān)測溶液內(nèi)溫度,保持在工藝范圍以內(nèi)變化。
    (二)孔金屬化質(zhì)量控制
    1,沉銅液的質(zhì)量和工藝參數(shù)的確定及控制范圍并做好記錄;
    2,孔化前的前處理溶液的監(jiān)控及處理質(zhì)量狀態(tài)分析;
    3,確保沉銅的高質(zhì)量,應建議采用攪拌(振動)加循環(huán)過濾工藝方法;
    4,嚴格控制化學沉銅過程工藝參數(shù)的監(jiān)控(包括PH、溫度、時間、溶液主要成份);
    5,采用背光試驗工藝方法檢查,參考透光程度圖像(分為10級),來判定沉銅效時和沉銅層質(zhì)量;
    6.經(jīng)加厚鍍銅后,應按工藝要求作金相剖切試驗。待續(xù)。。