镀通孔、化学铜和直接电镀制程

   日期:2021-08-27     浏览:193    
核心提示:一、Acceleration 速化反响狭义指各类化学反响中,若增加某些减速剂后,使其反响患上以放慢之谓。广义是指镀通孔(PTH)制程中,经
 

一、Acceleration 速化反响

狭义指各类化学反响中,若增加某些减速剂后,使其反响患上以放慢之谓。广义是指镀通孔(PTH)制程中,经活化反响后正在速化槽液中,以酸类(如硫酸或含氟之酸类等)剥去所吸附钯胶体的外壳,使显露活性的钯金属再与铜离子间接接触,而失去化学铜层以前解决反响。

二、Accelerator 减速剂,速化剂

指能匆匆使化学反响减速进行之增加物而言,电路板用语有时可与 Promotor相互通用。又待含浸的树脂,其 A-stage 中也有某种减速剂的参加。另正在 PTH 制程中,当锡钯胶体下落正在底材孔壁上后,需以酸类溶去里面的锡壳,使钯间接与化学铜反响,这类剥壳的酸液也称为"速化剂"。

三、Activation 活化

通常泛指化学反响之初所需呈现之冲动状态。广义则指 PTH 制程中钯胶体下落正在非导体孔壁上的进程,而这类槽液则称为活化剂(Activator)。还有Activity之近似词,是指"活性度"而言。

四、Activator 活化剂

正在 PCB 产业中常指助焊剂中的活化成分,如有机的氯化锌或氯化铵,及无机性氢卤化胺类或无机酸类等,皆能正在低温中帮助"松脂酸"看待焊金属外表进行清洁的工作。此等增加剂皆称为 Activator 。

五、Back Light(Back Lighting) 背光法

是一种反省镀通孔铜壁完整与否的放年夜目测法。其做法是将孔壁外的基材,自某一标的目的小心予以磨薄迫近孔壁,再行使树脂半通明的原理,自面前薄基材处射入光线。倘使化学铜孔壁质量完整并没有任何破洞或针孔时,则该铜层必能阻绝光线而正在显微中出现光明。一旦铜壁有破洞时,则必然有光点呈现而被察看到,并可加以放年夜拍照存证,称为"背光反省法",亦称之为Through Light Method ,但只能看到半个孔壁。

六、Barrel 孔壁,滚镀

正在电路板上罕用以示意 PTH 的孔壁,如 Barrel Crack 即表铜孔壁的断裂。但正在电镀制程中却用以示意"滚镀",是将许多待镀的小整机,个人堆放正在可迁移转变的滚镀桶中,以相互碰触搭接的形式,与藏正在其内的软性阴极导电杆连通。操作时可令各小件正在垂直上下滚动中进行电镀,这类滚镀所用的电压比失常电镀约超出跨越三倍。

七、Catalyzing 催化

"催化"是普通化学反响前,正在各反响物中所额定退出的"引见人",令所需的反响能顺遂开展。正在电路板业中则是专指 PTH 制程中,其"氯化钯"槽液对非导体板材进行的"活化催化",对化学铜镀层先埋下生长的种子。不外此学术性的用语现已更浅显的说成"活化"(Activation)或"核化"(Nucleating),或下种"(Seeding)了。还有Catalyst,其正确译名是"催化剂"。

八、Chelate 螯合

某些无机化合物中,其部份相邻原子上,互有过剩的"电子对",可与外来的二价金属离子(例如Ni2+,Co2+,Cu2+ 等)独特组成环状(Ring),相似螃蟹的两支年夜螯般独特夹住外物同样,称之为螫协作用。具备这类性能的化合物者,称为Chelating Agent。如EDTA(乙二胺基四醋酸),ETA等都是常见的螯合剂。

九、Circumferential Separation 环状断孔

电路板的镀通孔铜壁,有提供插焊及层间相互连通(Interconnection)的性能,其孔壁完好的首要性自没有待言。环状断孔的成因可能有 PTH 的缺失,镀锡铅的没有良造成孔中笼罩有余,致使又被蚀断等,此种整圈性孔壁的断开称为环状断孔,是一项质量上的重大缺陷。

十、Colloid 胶体

是物资分类中的一种流体,如牛奶、泥水等便是胶体溶液。是由许多巨份子或小份子凑集正在一同,正在液中出现悬浮状态,与糖水盐水等真溶液没有同。PTH制程其活化槽液中的"钯",正在供货商配制的初期是出现真溶液,但经老化后抵达现场操作时,却另浮现出胶体溶液状态,也惟有正在胶体槽液中,板子能力实现活化化反响。

十一、Direct Plating 间接电镀,间接镀板

这是近几年来所衰亡的一种新制程,欲将传统无害人体含甲醛的化学铜从 PTH 中扫除,而对孔壁先做金属化的预备工作(如黑孔法、导电高份子法、电镀化学铜法等),再间接进行电镀铜以实现孔壁,现已有多种商用制程在推行中。

十二、EDTA乙胺四醋酸

是Ethylene-Diamine-Tetra-Acetic Acid的缩写,为一种首要的无机螫合剂,无色结晶稍溶于水。其份子式中的四个能解离的氢原子,可被钠原子庖代而成二钠、三钠或四钠盐,使水中溶度年夜为进步。其水解后空出两个负端,可补捉水中的二价金属离子,如螃蟹的两把螯夹普通称为"螯合"。EDTA用处极广,如各类清洁剂、洗发精、化学铜及电镀、抗氧化剂、重金属解毒剂,及其它药品类,是一种綦重要的增加助剂。

1三、Electroless-deposition无电镀

正在可以进行自我催化(Autocatalytic)而复原的金属离子(如铜或镍)槽液中,此中所设置负电性较强的金属或非金属外表,正在无需外加电流下,即能时断时续堆积出金属的制程称为"无电镀"。电路板产业中以"无电铜"为主,还有同义字"化学铜",年夜陆业界则称为"沉铜"。

1四、Feed Through Hole 导通孔

即Plated Through Hole的另外一说法。通孔本来目的有二,即插件及做为各层间的互连(Interconnect)通电,今朝SMT比例增年夜,插装整机很少。故一般是了节流板面的面积,这类没有插件的通孔,其直径很小(20mil如下),并且纷歧定是全板贯孔。各类Vias中凡全板贯穿者称为"贯穿孔",部分贯穿两端无进口者,称为埋通孔或埋孔(Buried Hole),部分贯穿而有一端口者,称为盲孔(Blind Hole)。

1五、Hole preparation 通孔预备

指实现钻孔的裸材孔壁,正在进行化学铜镀着以前,先要对其非导体孔壁进行清洁,及使带"正静电"的地方理,并实现随后之微蚀解决与各站之水洗。使孔壁先能堆积上一层"带负电"的钯胶囊团,称为"活化解决"。再续做"速化"解决,将钯胶囊核心的锡壳剥掉以便承受化学铜层的登岸。上述一系列槽液对底材孔壁的前解决,总称之为"通孔预备"。

1六、metallization 金属化

此字的用处极广,施工法也品种泛滥所在多有。正在电路板上多指镀通孔化学铜制程,使正在非导体的孔壁上,先失去可导电的铜层,谓之"金属化"。当然可以派用正在孔壁上做为金属化目的者,并不是仅只有铜层一项罢了。例如德国驰名电镀品供货商 Schlotter 之 SLOTOPOSIT 制程,即另以"化学镍"来进行金属化制程。今朝所盛行的"Direct Plating",更是以各类可导电的非金属化学品,如碳粉、Pyrrole,或其它"导电性高份子"等。由是可知正在科技的提高下,连原本的"金属化"名词也应改做"导电化"才更合乎消费线上的实际状况。

1七、Nucleation,Nucleating 核化

这是较老的术语,是指非导体的板材外表承受到钯胶体的吸附,而能进一步使化学铜层患上以结实的附着,这类先期的准备举措,如今多见的说法即是活化(Activation),晚期亦还有 Nucleating 、Seeding ,或 Catalyzing 等。

1八、Outgassing 出气,吹气

电路板正在进行镀通孔制程时,若因钻孔没有良造成孔壁坑洞太多,而无奈让化学铜层平均的铺满,致使存正在着曝露底材的"破洞"(Voids)时,则可能自各湿制程吸藏水分,而正在起初低温焊接制程中构成水蒸气向外喷出。吹入孔内尚处正在低温液态的焊锡中,将正在起初冷却固化的锡柱中便构成空泛。这类自底材铜壁破洞向外喷出水蒸气的景象称为"Out-gassing"。而发作"吹气"的没有良镀通孔,则称"吹孔" (Blow Hole) 。留意,若出宇量不少时,会常往板子"焊锡面"还没有固化的锡柱冲出并喷向板外,出现如火山口般的喷口。故当板子实现焊接后,若欲反省质量上能否有"吹孔"时,则可正在板子的焊锡面去找,至于组件面因处于锡池的反面会提前冷却,以致呈现"喷口"的机会其实不多。

1九、Palladium钯

是白金的贵金属之一,正在电路板产业中是以氯化钯的胶体离子团,做为PTH制程中的活化剂(Activator),当作化学铜层成长的先锋军队。数十年来不断居于无可庖代的位置,连新倒退中"间接电镀"(Direct Plating)法的佼佼者Crimson,也是以"硫化钯"做为导电的基层。

20、Plated Through Hole,PTH镀通孔

是指双面板以上,用以当成各层导体互连的管道,也是晚期整机正在板子上插装焊接的基地,普通标准即要求铜孔壁之厚度至多应正在1 mil以上。近几年来整机之外表黏装流行,PTH少数已再也不用于插装整机。因此为节流板面外表积起见,都只管即便将其孔径予以减少(20 mil如下),只做为"互连"(Interconnection)的用处,特称为"导通孔"(Via Hole)。

2一、Pull Away拉离

指镀通孔制程以前解决清洁有余,以致起初正在底材上所实现的铜孔壁(化学铜加电镀铜)固出力欠佳,致使根基没有稳容易脱离。例如当双面板正在进行PTH前,并未做过除了胶渣(Smear Removal)解决,其铜壁虽也能顺遂的成长,但当胶渣太多或遭逢到漂锡与焊接之强热考验时,其铜壁与底材之间将呈现可能别离的景象,称为"Pull Away"。

2二、Seeding下种

即PTH之活化解决 (Activation)制程;"下种"是晚期没有甚安妥的术语。

2三、Sensitizing敏化

晚期 PTH的制程中,正在进行化学铜解决以前,必需对非导体底材进行双槽式的活化解决,并不是如现行欠缺的单槽解决。当年是先正在氯化亚锡槽液中,令非导体外表先带有"二价锡"的堆积物,再进入氯化钯槽使"二价钯"进行堆积(即Activation)。亦即让其两种金属离子,正在板面上或孔壁上进行互相间的氧化复原,使非导体外表上有金属钯附着及呈现氢气,以实现其初步之金属化,并具备很强的复原性,吸引起初铜原子的积附。此种双槽式解决前一槽的亚锡解决,称为"敏化"。不外今朝业界已将 Sensitizing 与 Activation 二者视为同义字,且已统称为"活化",敏化之界说已逐步隐没。

2四、Sequestering Agent螫合剂

若正在水溶液中退出某些化学品(如磷酸盐类),匆匆使其能"抓住"该水溶液中的金属离子,而将之转变为为错离子(Complex Ion),阻止其发作积淀或其它反响。但其与金属之间却未发作化学变动,此种只出现"捕获"的作用称为"Seauestering 螫合"。具备此等性子且又能压制某些金属离子正在水中活性之化学品者,称为"螫合剂 Sequestering Agent"。Sequestering 与 Chelate 两者虽皆为"螫合",但亦稍有没有同。后者是一种配位(Coordination)化合物 (以EDTA为例,见下图之构造式),一旦与水溶液中某些金属离子构成"杂环状"化合物后,即不容易再让该金属离子分开。此类螫合剂份子若有两个地位可供连系者,称为双钩物(Bidentate),如提供三个配位者则称为三钩物(Tridentate)。

2五、Thermal Zone感热区

指多层板的镀通孔壁,及套接的各层孔环,其正在板材 Z 轴所盘踞的区域,很容易感触到通孔传来的高热,故称为"感热区"。如镀通孔正在低温中受强热后(如焊接),其"感热区"的受热,远比无通孔区更快也更多。其具体内容请见附图之阐明。

2六、Void破洞,空泛

此词罕用于电路板的通孔铜壁上,是指已见底的穿孔或部分铜厚低于允收上限的区域,皆谓之"破洞"。另正在组装焊接板上,若系插孔焊接的锡柱中(Solder Plug),部分发作"出气" (Outgassing)而构成空泛;或外表黏装锡膏接点的"填锡"(Solder Fillets)中,因水分或溶剂的气化而构成另外一种空泛,此二种缺陷皆称为"空泛"。

2七、Wicking灯心效应

质地蓬松的灯心或烛心,对油液会发作抽吸的毛细景象,称为Wicking。电路板之板材经钻孔后,其玻璃纱束堵截处常出现蓬松状,也会吸入 PTH的各类槽液,致使造成一小段化学铜层存留此中,此种渗铜也称为"灯心效应"。这种Wicking正在技巧拙劣的垂直剖孔"微切片"上,简直是随处可见。 IPC-RB-276正在3.9.1.1中规则,Class 1的板级其渗铜深度不成超越5 mil; Class 2不成超越 4 mil; Class 3更不成超越 3 mil。另内在铜丝编线或铜丝线束中,正在沾锡时也会Wicking发作。

PTH Plated Through Hole;镀通孔

 









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