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印制板电镀的环保型新工艺

放大字体  缩小字体发布日期:2013-01-06  浏览次数:694
核心提示:镀锡在PCB电镀中有两个用途,一是作为中间工序的保护性抗蚀镀层,另一是用做PCB制作完成后的最终镀层。

镀锡在PCB电镀中有两个用途,一是作为中间工序的保护性抗蚀镀层,另一是用做PCB制作完成后的最终镀层。目前大多数PCB加工厂仍在使用氟硼酸体系镀锡或锡铅工艺。这种工艺不仅有氟和铅的污染,而且在当做中间抗蚀层使用时,成本会偏高。针对这种情况,市场上出现了无氟无铅镀锡工艺。

(1)无氟无铅镀锡工艺

所谓无氟无铅酸性镀锡就是通常所说的酸性硫酸盐光亮镀锡。这种光亮酸性镀锡在焊片、引线等焊接件的电镀中已经有广泛的应用。由于采用了光亮剂,其外观也很光亮。尤其是镀液成分简单,成本比氟硼酸盐要低,所以受到用户好评。

对印制板制造中图形保护用的硫酸盐酸性镀锡来说,最重要的性能要求是镀层分散性能好,在孔内、孔外、边缘和中央的镀层厚度都接近,绝不可以出现漏镀或低电流区镀层过薄,否则对图形就不能完整地加以保护。同时,要求镀层致密、无孔隙,以防在蚀刻过程中出现对图形的侵蚀。至于镀层外观的装饰性不必作为要求,其镀层的焊接性能也不作为要求。因为镀锡层在完成图形保护任务后,就会从图形上退除。值得指出的是,纯锡的退除比锡铅的退除要容易一些,使退锡剂的寿命得以延长。

氟硼酸镀锡与硫酸盐镀锡的性价比参见表4-3。

表4-3两类酸性光亮镀锡性价比电镀工艺除了硫酸盐镀锡外,还有羟基磺酸镀锡(如甲基磺酸、氨基磺酸等)。典型的羟基磺酸镀锡工艺如下:

羟基磺酸锡15~259/I。稳定剂l0~20ml。/l。羟基酸80~1209/I。温度15~25℃乙醛8~10mL/I。阴极电流密度1~5A/dm2光亮剂15~25mL/L阴极移动l~3m/min分散剂5~10mL/I.

磺酸盐镀锡被认为是现代镀锡工艺中较为成功的工艺,但其成本较高,对杂质的容忍度也偏低,特别是氯离子,不仅仅影响深镀能力,而且会使镀层出现晶须,在管理上要加以留意。

4.3.2.2化学镀铜和直接镀技术

(1)化学镀铜

PCB底板的绝缘性使化学镀铜在孔金属化中起着重要作用,化学镀铜至今仍是印制板孔金属化的主流,但是目前化学镀铜所使用的还原剂是被认为对人体有危害的甲醛,因此,其使用正在受到限制。有工业价值的取代技术一经出现,用甲醛做还原剂的化学镀铜就会被淘汰。

可以取代甲醛作为化学镀铜还原剂的有次亚磷酸钠、硼氢化钠、二甲氨基硼烷(DMAB)、肼等。这些还原剂的标准电位都比铜离子的标准电位负,从热力学角度来看用做还原剂是可行的,但是一个有工业价值的工艺还必须满足动力学条件,才能得到广泛应用。因此,寻求使用非甲醛类还原剂而又能稳定持续生产的工艺是今后重要的课题。

一种典型的使用次亚磷酸钠做还原剂的化学镀铜工艺如下:

CuS04·5H2050~lO09/I。稳定剂l~20m9/LNazEDTA80~1609/LpH值9~12次亚磷酸钠20~809/L温度60~70℃促进剂1~109/L时间5~10min淘汰甲醛的另一个更直接的办法是采用直接电镀技术。

所谓直接电镀实际上是将印制板在电镀前预浸贵金属或导电性化合物,比如钯、碳、导电聚合物等[71。这一技术的优点是跳过了化学镀铜工艺,活化后直接进入电镀工艺,但是由于受到直接电镀工艺的限定,不能垂直装载,于是开发出水平电镀法[8],使得这一工艺对设备的依赖性很强,并且要获得与垂直电镀法同样的效率,需要更快的镀速和更多的场地。这也是目前化学镀铜法还有很多用户的原因之一,说明改进化学镀铜工艺还有很大市场。

(2)直接镀技术

直接镀新工艺是近年兴起的商业化塑料电镀和孔金属化产品。由于以微电子技术和移动通信为主导的电子工业的迅猛发展,各种印制线路板的需求量急剧增长,使对复杂的印制板孑L金属化技术进行改进的要求也与Et俱增,从而催生出塑料直接镀技术。

直接镀新工艺的要点是去掉化学镀工序,将原来的活化晶核改良成电镀成膜的晶核,这在理论上是成立的,并且在技术上也做到了。

以印制板孔金属化为例,商业化的直接镀技术提供的产品就是以活化代替化学镀的产品,并且仍然采用的是金属钯为晶核,但是其名称不再叫活化剂,而是叫做导体吸附剂。

导体吸附剂的工艺参数是[9]:金属钯l80~270m9/L氧化还原电位一250~一290mVpH值1.6~1.9 。

而作为商品,供应商提供的是基本液和还原剂两种产品。所谓基本液,是钯盐的盐酸和添加剂的水溶液,而还原剂则是让氯化钯还原成金属钯并提供胶体环境。

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