双面板孔金属化的制作方法详解

ID:105099 · 发表于 2016-2-5 15:55

在印制板加工厂采用是自动化连续作业设备，设备成本昂贵，这在业余条件下是根本不可能做到。我们在这里推出是一种接近工厂正规生产工艺流程，但生产工艺相对简单，设备极其低廉，业余条件下比较容易完成操作方法。郑州东明电子研究所为此专门设计生产了“东明DM—2120型孔金属化箱”，该箱体小巧，内置孔金属化所需要全部化学药品、器皿、磷铜电极、电镀电源（5V 20A电流可调节），可以完成不大于200*200mm电路板孔金属化全过程，具体操作流程如下：
1、钻孔：完成热转印制版后，根据设计要求对焊盘钻孔，钻孔时孔应尽量对准焊盘中心。
2、预浸：将预浸液倒进托盘中，放入电路板，预浸30秒到1分钟。其主要作用是确保孔壁被均匀浸润及电荷调整，同时防止电路板上有害杂质带入KH-22- L活化液中，预浸目主要是保护价格昂贵活化液。
3、活化：将PCB板拿出后直接放入活化液中活化，活化液温度应控制在20℃--40℃之间，时间为5—7分钟。室温过低时应对活化液加热。活化时线路板应轻微晃动，以使药液均匀流过线路板，使电路板每个部分都能为后续化学镀铜提供充足有效催化活性核心。
4、加速：将电路板放入加速液，加速还原2—3分钟，加速液温度应控制在20℃--35℃，在加速液中也应轻微晃动板子。
5、沉铜：将电路板放入沉铜液，沉铜前须向沉铜液中加入定量甲醛，使沉铜液开始产生化学反应后，将电路板放入沉铜液，沉铜反映应进行10—15分钟。沉铜时应不停晃动板子，使化学铜能均匀沉在线路板每个地方。
6、电镀：将电路板用稀硫酸去除氧化层后，带上负电极放入东明DM2120提供电镀箱进行电镀。电镀前应将东明DM2120提供电镀电源调至所需电流，电镀电流按每平方分米3A电流计算。电镀时电镀箱内电机会带动传动机构轻微晃动板子，基板（磷铜板）放在电镀槽两端白色涤纶布袋中，电镀时基板接电镀电源正极，印制板接电源负极。线路板应在镀铜液中间来回移动，距两侧基板距离应控制在15cm以上。镀铜时间一般应控制在30分钟左右，如需加厚电镀铜层，可适当延长电镀时间。
7、二次转印：电镀完成后，将打印好PCB图顶层及底层每个焊盘与相对应通孔仔细对齐，然后用胶带固定下来。转印完成后揭掉转印纸，如有图形缺陷可用记号笔进行修补。
8、腐蚀：腐蚀前用特制T-1涂料将所有金属化过孔涂盖严实，防止腐蚀时将过孔腐蚀掉。涂完后即可送入DM2110A型腐蚀机腐蚀。腐蚀完成后用T-2溶剂将涂盖在过孔上T-1涂料洗掉。这样，一块完整双面印制电路就制作成功了，其工艺质量完全可以满足实验要求。孔金属化过程中牵扯到许多电化学方面专业知识，并且使用了较多化学药
品。在这里简单介绍一下这些化学药液具体功效和配置方法。
1.预浸液：双面板预处理所使用药液我们简称为预浸液，（其成份是KH-21- L）。主要作用是在 PTH 活化过程前维护KH-22- L 槽液酸性和比重。并且确保过孔孔壁被均匀浸润（及电荷调整），同时防止有害杂质带入KH-22- L中。
每升工作液配比：范围最佳值KH-21- L 220—240g/L 240g/L37%试剂HCI（盐酸） 2—5%（v/v） 4%蒸馏水余量
调配方法：先向药槽中注入1/2容积蒸馏水，再加入要求量KH-21- L，并使之完全溶解。然后慢慢加入要求量盐酸并充分搅拌。最后用蒸馏水调整至规定体积。药液槽应采用东明DM-2120孔金属化箱提供专用容器或由聚氯乙烯，聚丙烯，PVC材料做成容器。工作温度控制在室温即可，处理时间在0.5-2分钟。药液维护可根据所处理量来进行补加，每处理1平方米板料，应补加39g KH-21- L和3.4mL37%HCI于槽中。当药液呈现浑浊或深绿色时应更换槽液。
2.活化液：其主要成份是KH—22—L。KH—22--L是一种新型酸性胶体钯活化剂，这种新型活化剂中胶体微粒，可以渗入微孔并可均匀吸附在非导体表面上。为后续化学镀铜提供充足有效催化活性核心。
每升工作液配比：范围最佳值
KH—21—L 220—240g/L 240g/L
37%试剂HCI 2—5% (v/v) 4%
KH—22--L　　　　　　　3—5% (v/v) 4%
蒸馏水余量
调配方法：先在板槽中注入1/2槽蒸馏水。再加入要求量KH—21--L，并使之完全溶解。然后再慢慢加入要求量HCI，并充分搅拌。之后加入需要量CS—22—K。最后用0.5%稀盐酸溶液将槽液调整至规定体积，混匀。至此活化液就已配置完成。药液维护可根据所处理印制板量来进行补加，每处理1平方米板料，应加入5.5mLKH—22—L。
3.加速还原液：其化学药液主要成份是KH—23--L。KH--23—L用于PTH活化过程之后，调节被吸收催化剂，使化学铜能够迅速均匀牢固沉积在板料上，同时把活化剂带入影响降至最底限度，延长化学镀铜溶液使用寿命。
每升工作液配比： KH—23—L 150毫升蒸馏水
850毫升调配方法：先向板槽中注入1/2槽蒸馏水。加入所需要量KH—23—L，边加边搅拌，然后用蒸馏水调整至规定体积即可。每升CS—23—K 浓缩液能处理40平方米板料，当溶液出现浑浊时，应废弃重新配置。
4.沉铜液：这是在进行电镀铜时能否镀上铜最关键一环。其化学药液配置方法如下：
每升工作液配比：
酒石酸钾纳 40g/L 氢氧化钠 20g/L
硫酸铜 14g/L 硫脲 0.5g/L
甲醛 15mL/L
调配方法：必须先将酒石酸钾纳和硫酸铜倒入蒸馏水中搅拌均匀，然后加入氢氧化钠，在对板料进行沉铜工序前，再加入甲醛并搅匀。本药液是一次性药液，沉铜前应根据板料大小配制沉铜液，以避免浪费。
5.镀铜液：镀铜液主要成份是硫酸铜，电镀时不仅能对孔进行金属化还同时能加厚线路板。
每升工作液配比：
硫酸铜 75g/L 硫酸98% 100mL/L
盐酸37% 0.132mL/L Hz—601 (光亮剂) 8—15mL/L
调配方法：将2/3蒸馏水加入镀槽并加热到50-60度（使硫酸铜能充分溶解），加
入硫酸铜后搅拌均匀。等其冷却后，慢慢加入需要量硫酸，一边加入一边搅拌溶液。
最后加入需要量KH—601 光亮剂。

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