PCB沉铜（化学沉铜，又称化学镀铜，PTH）是制造多层PCB或双面板的关键步骤，用于在非导电孔壁（钻孔后）沉积一层导电铜层，实现层间电气互联。以下是详细的步骤说明：

PCB沉铜主要步骤：

1. 钻孔后准备

   • 完成PCB外层图形转移和叠压后，进行钻孔（通孔、盲埋孔）。
   • 钻孔后孔壁为裸露的树脂和玻璃纤维，无导电性。

2. 除胶渣（Desmear）

   • 目的：去除钻孔时高温熔融残留的树脂胶渣，使孔壁粗糙化，增强铜层附着力。
   • 方法：
     • 高锰酸钾处理（KMnO₄）：浸泡在碱性高锰酸钾溶液中氧化树脂。
     • 等离子处理（特殊板材适用）。
   • 关键点：控制时间避免过度腐蚀。

3. 清洗与中和

   • 彻底冲洗残留药液，用酸性溶液（如稀硫酸）中和孔壁碱性。

4. 预浸（Pre-dip）

   • 将板浸入含活化剂的溶液，防止后续药液污染，提升活化效果。

5. 活化（Activation）

   • 目的：在孔壁吸附催化金属颗粒（钯或胶体钯），作为化学沉铜的“种子”。
   • 方法：
     • 浸入含钯盐的胶体溶液（如Pd-Sn胶体），钯离子吸附在孔壁。
   • 关键点：浓度、温度和时间需精确控制。

6. 加速（Acceleration）

   • 目的：去除胶体钯外层的锡离子，暴露活性钯核，增强催化能力。
   • 方法：浸入酸性溶液（如氟硼酸或硫酸）。
   • 关键点：时间过长会破坏钯核。

7. 化学沉铜（Electroless Copper Deposition）

   • 核心步骤：在催化孔壁上发生氧化还原反应沉积铜层（0.3-1.0μm）。
   • 沉铜液组分：
     • 铜盐（如硫酸铜）、
     • 还原剂（甲醛）、
     • 络合剂（EDTA）、
     • 稳定剂（氰化物衍生物）和pH调节剂（NaOH）。
   • 反应原理：
     [ \ce{2HCHO + 4OH- + Cu^{2+} -> Cu + 2HCOO- + 2H2O + H2} ]
   • 关键参数：
     • 温度：28-32℃（严格控制）
     • 时间：15-30分钟
     • 空气搅拌：确保溶液均匀
     • 实时监控铜厚（β射线测厚仪）。

8. 水洗与干燥

   • 彻底清洗残留化学药液，烘干避免氧化。

9. 后处理（可选）

   • 薄铜电镀：增加孔铜厚度（如5μm），提高后续电镀可靠性。

关键注意事项：

设备与维护

• 沉铜线：全自动水平或垂直生产线（含多个药水槽、水洗槽）。
• 过滤系统：溶液需连续过滤（0.5μm滤芯）去除颗粒杂质。
• 分析监控：每日检测铜离子浓度、pH值、甲醛含量。

常见问题与解决

• 沉铜空洞：活化不良、胶渣未除净、气泡滞留孔内→加强清洁与搅拌。
• 铜层粗糙：溶液污染或温度过高→更换药液、校准温控。
• 附着力差：微蚀不足或树脂污染→优化除胶渣和微蚀工艺。

以上步骤确保孔壁形成致密、导电良好的铜层，为后续全板电镀（如镀铜加厚）和图形电镀打下基础，最终实现PCB层间可靠导通。