PCB技術 - PCB基板設計のための銅めっきプロセス

Eletcroless Plating Coppe (Eletcroless Plating Coppe is usually also called sinking copper or PTH) is an autocatalytic redox reaction. ファースト, 絶縁基板表面が活性粒子の層を吸着させる活性化剤で処理される. 通常金属. Palladium particles (palladium is a very expensive metal, 値段が高く上がってきた, 経費を減らすために, there are practical colloidal copper processes in operation abroad), これらの活性金属パラジウム粒子上で銅イオンを最初に還元する, そして、これらは還元された金属銅結晶核自体が銅イオンの触媒層となる, 銅の還元反応はこれらの新しい銅結晶核表面に進行し続ける. 無電解銅めっきが広く使われている PCB製造 工業, そして現在では、PCBホールメタライゼーション用の無電解銅めっきを使用している.

PCBホールメタライゼーション工程は以下の通りである。

ドリル+研磨プレートの汚れ+上板10ホール洗浄処理10倍洗浄+マイクロエッチング化学粗化+ダブル洗浄+ 1つのコロイドパラジウム活性化処理1つのダブルウォッシュ+デグミング処理銅テンウォーターウォッシュワンボード＋ドライ

プレメッキ処理

バリ取り

銅クラッド板を掘削した後、いくつかの小さなバリが必然的にオリフィスで発生する。これらのバリが取り除かれないならば、金属化された穴の品質は影響を受けます。Deburrへの最も簡単な方法は、200～400の水サンドペーパーで穴をあけた後に銅箔の表面を磨くことです。バリ取りの機械化方法はバリ取り機を使用することである。バリ取り機の研削ローラーは、ナイロンブラシまたはフェルト炭化ケイ素研磨剤を採用しています。一般的なバリ取り機がバリを除去すると、板表面の移動方向に沿ってオリフィス内壁に落下する。改良されたプレートの粉砕機は、この問題を排除するスイングナイロンブラシローラーと双方向回転ナイロンブラシローラーを持っています。

ホール洗浄処理

そこの全体の穴のための要件があります 多層PCB, 目的は、ドリルの汚れと穴のマイクロエッチング処理を削除することです. 過去に, 濃縮硫酸を使用して掘削土を除去した, アルカリ性カリウム過マンガン酸塩処理, その後、洗浄および調整処理.

孔がメタライズされると、銅箔のホール壁と全面に同時に無電解銅メッキ反応が生じる。一部の部品が清浄でない場合は、無電解銅めっき層とプリント導体銅箔との接合強度に影響を及ぼすので、無電解銅めっき前に基板を洗浄しなければならない。

銅クラッド箔の粗化処理

銅の表面は、化学的マイクロエッチング法（エッチング深さ2〜3ミクロン）によってエッチングされ、銅表面が活性表面で不均一な微小粗さを生じ、無電解銅層と銅箔基板との間に強い関係が確保される。従来、粗化処理は、主に過硫酸塩処理や酸塩化銅水溶液を用いた。現在、硫酸／過酸化水素（HS 0／H 0）が多く使用され、エッチング速度は比較的一定であり、粗面化効果が均一である。過酸化水素は分解し易いので、過酸化水素の急速分解を抑制し、エッチング液の安定性を向上させることができ、さらにコストを低減することができる。

第二に、起動

活性化の目的は、基板表面に触媒金属粒子の層を吸着させることであり、無電解銅めっき反応が基板表面全体にスムーズに進行することができる。一般的な活性化処理法は増感活性化法（ステップ活性化法）とコロイド溶液活性化法（ワンステップ活性化法）を含む。

三つの無電解銅めっき

（1）無電解銅めっき液

現在、最も一般的に使用されているのは、以下の表に示すように、種々の錯化剤を用いた無電解銅めっき液の種類である。式1は酒石酸ナトリウムナトリウム錯化剤である。その理由は、無電解銅めっき液の使用温度が低く、使いやすいことである。しかし、安定性が悪く、銅メッキ層が脆く、銅めっき時間を適切に制御しなければならず、他の方法では、銅メッキ層が厚すぎると、メッキ層と基板の接合強度に影響を及ぼすことになる。製剤2は、使用温度が高く、堆積速度が高く、めっき液の安定性が良好であるが、コストが高いETA 2 Na錯化剤である。製剤3は、二重錯化剤である。

無電解銅めっき液の安定性

（1）無電解銅めっき液の不安定性の理由

触媒の存在下では、無電解銅めっきの主反応は以下の通りである。

無電解銅めっき液中の上記の主反応に加えて、以下の副反応も存在する。

ホルムアルデヒドの濃縮アルカリ条件下での不均化反応、ホルムアルデヒドの一部はギ酸に酸化され、他の部分はメタノールに還元される。ホルムアルデヒドの識別反応はホルムアルデヒドの過剰消費を引き起こし，めっき液を早期にする。「老化」はめっき液を不安定にする。

b .アルカリ銅めっき溶液中では、ホルムアルデヒドはCu 2 +の一部をCu +に還元し、反応式は

反応式（5−3）により生成されたCu 20は、アルカリ溶液にわずかに可溶である。

Cu 20＋H 20＝2 Cu＋＋20 H‐（5‐4）

反応（5 - 4）に現れる銅Cu +は、不均化反応に非常に傾向があります

2 Cu＋＝Cu 0引力

反応式（5−5）で生成した銅は、無電解銅めっき液中にランダムに分散した極めて微細な粒子である。これらの銅粒子は触媒的である。これらの銅粒子が制御されないと、無電解銅めっき液の不安定性の主な理由として、メッキ液の分解が速やかに進行する。

2）無電解銅めっき液の安定性向上対策

添加スタビライザーは、Cu＋に非常に強い錯体形成能を有し、溶液中のCu 2＋イオンに対する複雑な錯体形成能を有する。この溶液中のcu＋イオンは不均化反応を起こすことができず，銅めっき溶液の役割を化学的に安定化できる。添加されるスタビライザーは、一般に、硫黄、またはNを含む化合物である。例えば、a、a’ビピリジン、フェロシアン化カリウム、2，9ジメチルフェナントロリン、チオ尿素、2−メルカプトベンゾチアゾールなど。

b .空気攪拌による無電解銅めっきの工程では、空気とともに攪拌され、Cu 20の生成をある程度抑制することができ、溶液を安定化させることができる。C .連続濾過は、化学的な銅メッキ液は連続的にフィルター・エレメントによって、5 mmの粒径を有するフィルタリングで濾過される。

d .銅粒子をマスクするポリマー化合物の添加水酸基およびエーテル基を含む多くのポリマー化合物は、銅の表面に吸着することができる。このように、Cu 20の不均化反応によって生じた銅粒子は、これらのポリマー化合物を表面に吸着した後に触媒性能を失うことになり、溶液を分解する役割を果たすことはない。最もよく使用されるポリマー化合物はポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールスルフィドなどである。

E .ワークロードコントロール。種々の無電解銅めっき浴は異なる作業負荷を有する。「過負荷」が発生すると無電解銅めっき浴の分解が加速される。表4に記載された無電解銅めっき液の加工荷重は、連続作業中は通常1 dm 2／l以下である。

無電銅層の靱性

接続の信頼性を確保するために PCBメタライゼーション 穴, 無電解銅層は十分な靭性を有する. 無電解銅層の劣る靭性の主な理由は、ホルムアルデヒドがCu 2を還元するときの水素の放出のためである. 水素は銅と共に堆積できないが, 銅めっき反応, 水素は銅の表面に吸着され、銅メッキ層に気泡を蓄積する, 銅めっき層に多数の気泡キャビティを生じる. これらの空洞は、化学的に銅めっき層の抵抗が高くなり、靭性が悪くなる.

無電解銅層の靱性を向上させる主な措置は、銅層の表面に水素が蓄積するのを防止するために、メッキ液中に水素バリア剤を添加することである。