pcb过孔是怎么长铜的
PCB过孔内部实现导电的“长铜”过程,核心是通过化学沉铜和电镀铜两种工艺的结合,在孔壁绝缘材料上沉积一层连续的金属铜层,形成导电通路。以下是详细步骤:
核心步骤:
-
钻孔 (Drilling):
- 在覆铜板上钻出所需的过孔(机械钻或激光钻)。
- 此时孔壁是暴露的绝缘基材(如环氧树脂、玻璃纤维),不导电。
-
孔壁预处理 (Desmear & Conditioning):
- 除胶渣: 去除钻孔时高温熔融并附着在孔壁上的环氧树脂残渣(胶渣),确保孔壁清洁、粗糙化,增加表面积和结合力。
- 化学清洁与粗化: 使用化学溶剂(如高锰酸钾溶液)微蚀刻孔壁树脂表面,使其产生微小的凹凸结构,极大增强后续金属层与孔壁的结合力(锚定效应)。
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化学沉铜 / 化学镀铜 (Electroless Copper Deposition):
- 这是最关键的第一步,为绝缘孔壁“种”上导电层。
- 活化 (Activation):
- 将板子浸入含钯或其他贵金属催化剂的溶液(如胶体钯)。
- 催化剂微粒吸附在清洁、粗化后的孔壁表面。
- 加速 (Acceleration):
- 去除胶体钯外层的锡离子保护层,暴露出具有催化活性的钯核。
- 化学镀铜 (Electroless Plating):
- 将板子浸入含铜离子(通常是硫酸铜)和还原剂(如甲醛)的化学镀铜液中。
- 吸附在孔壁上的催化钯核引发氧化还原反应:还原剂将铜离子还原成金属铜,铜原子沉积在孔壁表面。
- 此过程不依赖外部电流,完全靠化学反应。沉积速度慢,形成一层非常薄(通常0.3-1.0微米)但连续、均匀覆盖整个孔壁(包括中间)的导电铜层。这层铜称为“化学铜层”或“种子层”。
-
电镀铜 (Electrolytic Copper Plating):
- 在化学铜“种子层”上通过电解加厚铜层。
- 将已覆盖化学铜层的PCB作为阴极,浸入含高浓度铜离子(酸性硫酸铜溶液为主)的电镀槽。
- 通直流电。阳极(通常是含磷铜球)溶解补充铜离子。
- 铜离子在阴极(PCB表面和孔壁)得到电子,还原成金属铜并沉积。
- 电流通过化学铜种子层传导,使孔壁、外层铜箔、内层焊盘表面同时均匀加厚铜层。
- 目标厚度: 孔壁铜厚通常要求达到20μm以上(约1oz或更厚),以满足电流承载能力和可靠性要求。
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后续处理 (Post-Processing):
- 外层图形转移: 在加厚后的铜层上制作外层线路图形(贴干膜/涂湿膜 -> 曝光 -> 显影)。
- 蚀刻: 蚀刻掉不需要的铜箔,形成外层线路图形。
- 阻焊(Solder Mask) 和 表面处理(Finish): 涂覆阻焊油墨保护非焊接区域,并在暴露的铜表面(焊盘、孔环)进行表面处理(如喷锡、沉金、OSP等)防止氧化和增强可焊性。
关键点总结:
- “长铜”的本质: 在绝缘孔壁上沉积一层导电金属铜。
- “种子层”: 化学沉铜是基础,它为绝缘孔壁“种”上第一层导电铜膜,使整个孔壁(包括最中间位置)初始导通,是实现后续电镀的前提。
- “加厚层”: 电镀铜利用“种子层”的导电性,高效、快速地沉积厚铜层,达到所需的电气和机械强度。
- 均匀性挑战: 孔壁中间区域的电镀均匀性是一个关键挑战。通过优化电镀液配方(添加剂)、电流密度、搅拌方式等可以改善。
- 可靠性: 孔铜厚度、附着力、无空洞/裂缝是衡量过孔质量的关键指标,直接关系到PCB的长期可靠性(如抗热循环、电流承载能力)。
简单来说:PCB过孔“长铜” = 化学“种”铜(使孔壁导电) + 电镀“加厚”铜(满足厚度要求)。这一过程将钻孔形成的绝缘孔洞最终变成了导电的“金属化通孔”。
PCB过孔工艺详解
过孔,即在覆铜板上钻出所需要的孔,它承接着层与层之间的导通,用于电气连接和固定器件。过孔是PCB生产至关重要且不可缺少的一环。在
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传奇198
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