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化学镀铜前基板清洁处理工艺:活化处理

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-03  浏览次数:1541

   活化的目的是在印制板孔、壁表面吸附上催化金属微粒,这些微粒的吸附可以使化学镀铜反应在绝缘基体上顺利进行。早期化学镀铜活化方法采用敏化一活化两步法进行处理,但是该方法存在孔金属化合格率低的问题,而且铜表面会产生一层疏松的金属置换层,在此疏松层上进行化学镀铜,将会导致镀层与基体结合不牢的严重问题。现今用于生产的是胶体钯活化液,它从根本上消除了金属微粒和铜之间产生置换反应的问题,使得孔金属化的合格率得到了保证。孔金属化前胶体钯活化处理步骤如下。

   (1)预浸处理

   为稳定胶体钯活化液的pH,不使胶体钯活化液快速变化,提高其使用寿命,在活化前首先应把粗化处理的印制板在预浸液中预浸。

   胶体钯活化预浸处理液:

SnCl·H20

70g/L

HCl

200g/L

时间

l~2min

温度

室温(20~25℃)

   预浸液配制:首先将盐酸与水混合,加入氯化亚锡搅拌溶解即可使用。

   (2)活化处理

   将预浸处理过的印制板直接浸入胶体钯活化液中进行活化处理,操作过程中工件应不停地缓慢移动,促使印制板孔内的活化液充分流动,有利于孔壁被活化液浸润。活化处理经水洗后产生碱式锡酸盐沉淀[Sn(OH)Cl],这样与钯核一起沉积在孔壁和板面上,也就完成了活化过程。

   胶体钯活化液配方:   

氯化亚锡

60g/L

盐酸

300mL/L

氯化钯

lg/L

锡酸钠

7g/L

温度

室温

时间

2~5min

   配制方法:称取氯化钯lg搅拌溶解于200mL盐酸和100mL蒸馏水混合液中,在30℃恒温下保温,然后搅拌加入2.5g氯化亚锡,需搅拌反应l2min,此为A液。

   将剩余氯化亚锡与l00mL盐酸混合,再加入锡酸钠即为B液。

   将A、B液混合搅拌至全部溶解,加盖后在40~50℃的恒温水浴中保温3h,最后用蒸馏水稀释至要求浓度即可使用。

   胶体钯活化液反应机理:

   A液中Sn2+/Pd2+的浓度比决定了胶体钯活化液的活性和稳定性。不同的Sn2+/Pd2+浓度之比,所产生的化学反应不同。当Sn2+和Pd2+浓度比为2:1时,活化液活化性能最好,此时Sn2+和Pd2+在溶液中反应形成不稳定的络合物。

Pd2++2Sn2+——[PdSn2]2+

   反应形成的络合物[PdSn2]2+在30℃条件下发生歧化反应l2min,形成极细小的金属颗粒分散在溶液中,这就意味着有大部分的络合物被还原生成金属钯。

[PdSn2]2+——Pd+Sn4++Sn2+

   此时及时加入具有过量的Sn2+和Cl一的B液,溶液中细小的钯颗粒表面又会快速地吸附大量的Sn2+和Cl一,而形成极细的胶体颗粒胶团。这些胶体化合物呈负电而在水溶液中互相碰撞,悬浮不聚沉。活化处理后的印制板在水洗时因SnCl2水解生成碱式锡酸盐沉淀。

SnCl2+H2—-Sn(0H)C1↓+HCl

   随着SnCl2沉淀,Pd核也一起在活化的基体表面沉积。A液中Sn2+/Pd2+配制过程直接影响到胶体钯活化液的活性和稳定性。如在30℃条件下歧化反应时问不够,[PdSn2]2+络合物分解不充分的情况下加入B液,B液中大量的Sn2+和Cl-会立即和没有完成歧化反应的[PdSn2]2+络合物产生反应形成另一种非常稳定的[PdSn6]10+络合物,它使金属钯不能被还原出来,也就是说胶体钯活化液的活化性主要体现在B液的加入时间。当A液中Sn2+和pd2+混合

时间过长时,Pd核聚集过大,虽然活化性能好,但溶液稳定性太差,容易沉淀出较大的颗粒。

   (3)加速处理

   基体表面经活化处理后吸附的是以金属钯为核心的胶团,碱式锡酸盐包围在钯核周围,要使胶体钯的活性增强,就要使钯核暴露出来,那么就要采取一定的措施在化学镀铜前除去一部分碱式锡酸盐化合物,这一过程即是加速处理。胶体钯的活化性能通过加速处理得到提高,同时多余的碱式锡酸盐化合物被去除,增加了化学镀铜与基体之间的结合强度。

   加速处理溶液:

NaOH

5%

时间

l~2min

温度

室温

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