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多层板孔金属化工艺的探讨

来源:大庆建材网 时间:2022年04月30日

多层板孔金属化工艺的探讨

一、前言

众所周知,孔金属化是多层板生产过程中最关键的环节,她关系到多层板内在质量的好坏。孔金属化过程又分为去钻污和化学沉铜两个过程。化学沉铜是对内外层电路互连的过程;去钻污的作用是去除高速钻孔过程中因高温而产生的环氧树脂钻污,保证化学沉铜后电路连接的高度可靠性。

二、孔金属化

多层板工艺分凹蚀工艺和非凹蚀工艺。凹蚀工艺同时要去除环氧树脂和玻璃纤维,形成可靠的三维结合;非凹蚀工艺仅仅去除钻孔过程中脱落和汽化的环氧钻污,得到干净的孔壁,形成二维结合,单从理论上讲,三维结合要比二维结合可靠性高,但通过提高化学沉铜层的致密性和延展性,完全可以达到相应的技术要求。非凹蚀工艺简单、可靠,并已十分成熟,因此在大多数厂家得到广泛应用。高锰酸钾去钻污是典型的非凹蚀工艺。2.2工艺流程

环氧溶胀→二级逆流漂洗→高锰酸钾去钻污→二级逆流漂洗→中和还原→二级逆流漂洗→调整→二级逆流漂洗→粗化→二级逆流漂洗→预浸→离子钯活化→二级逆流漂洗→还原→水洗→化学沉铜→二级逆流漂洗→预浸酸→预镀铜

2.2工艺原理及控制

2.2.2溶胀

目的:溶胀环氧树脂,使其软化,为高锰酸钾去钻污作准备。

配方:NaOH22g/l

已二醇乙醚 32/l

已二醇 2g/l

水 其余

温度62-82℃

时间5min

环氧树脂是高聚形化合物,具有优良的耐蚀性。其腐蚀形式主要有溶解、溶胀和化学裂解。根据“相似相溶”的经验规律,醚类有机物一般极性较弱,且有与环氧树脂有相似的分子结构,所以对环氧树脂有一定的溶解性。因为醚能与水发生氢键缔合,所以在水中有一定的溶解性。因此,常用水溶性的醚类有机物作为去钻污的溶胀剂。溶胀液中的氢氧化钠含量不能太高,否则,会破坏氢键缔合,使有机链相分离。在生产中,常用此中方法来分析溶胀剂的含量。

2.2.2去钻污

目的:利用高锰酸钾的强氧化性,使溶胀软化的环氧树脂钻污氧化裂解。

配方:NaOH35g/l

KMnO4 55g/l

NaCIO 2.5g/l

温度75℃

时间22min

高锰酸钾是一种强氧化剂,在强酸性溶液中,与还原剂作用,被还原为Mn2+;在中性和弱碱性环境中,被还原为MnO2;在NaOH浓度大于2moL/L,被还原为MnO42-。高锰酸钾在强酸性的环境中具有更强的氧化性,但在在碱性条件下氧化有机物的反应速度比在酸性条件下更快。

在高温碱性条件下,高锰酸钾使环氧树脂碳链氧化裂解:

4MnO4-+C环氧树脂+42H-=4MnO42-+CO2+2H2O①

同时,高锰酸钾发生以下副反应:

4MnO4-+42H-=4MnO42-+O2+2H2O ②

MnO42-在碱性介质中也发生以下副反应:

MnO42-+2H2O+2e-=MnO2+42H-③

NACIO作为高锰酸钾的再生剂,主要是利用其强氧化性使MnO42-氧化为MnO4-。

2.2.3还原

目的:去除高锰酸钾去钻污残留的高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰

配方:

H2SO4222mL/l

NaC2O4 32g/l

温度42℃

锰离子是重金属离子,它的存在会引起“钯中毒”,使钯离子或原子失去活化活性,从而导致孔金属化的失败。因此,化学沉铜前必须去除锰的存在。

在酸性介质中:

3MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2+2H2O④

2MnO4-+5C2O42-+26H+=2Mn2++22CO2+8H2O5⑤

C2O42-+MnO2+4H+=Mn2++2CO2+2H2O⑥

由以上反应可知,通过还原步骤,可完全去除高锰酸钾去钻污残留的高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰。有关资料中,也有用肼类化合物及其他一些强还原性物质进行还原处理的,这主要是从塑料电镀中处理残留的Cr6+沿用过来的,也具有一定的效果,但对二氧化锰的作用,有待探讨,这就需要尽量避免二氧化锰的生成。2.2.4调整

目的:调整孔壁电荷

配方:阴离子型表面活性剂2.5g/l

为使环氧树脂表面在后序处理中吸附到均匀的钯离子,必须把印制板津入到含有阴离子表面活性剂中

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