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沉铜讲义
一、沉铜目的：沉铜的目的是利用化学反应原理在孔壁上沉积一层0.3um-0.5um的铜，使原本绝缘的孔壁具有导电性，便于后续板面电镀及图形电镀的顺利进行，从而完成PCB电路网络间的电性互通。二、沉铜原理：利用甲醛在强碱性环境中所具有的还原性并在Pd作用下而使Cu2+被还原成铜。Cu2++2HCHO+4OH三、工艺流程：粗磨→膨胀→除胶渣→三级水洗→中和→二级水洗→除油→稀酸洗→二级水洗→微蚀→预浸→活化→二级水洗→加速→一级水洗→沉铜→二级水洗→板面电镀→幼磨→铜检四、工艺简介：1.粗磨：目的是除去板面氧化、油污等杂质，清除孔口披锋及孔中的树脂粉尘等杂物。2.膨胀：因基材树脂为高分子化合物，分子间结合力很强，为了使钻污树脂被有效地除去，通过膨胀处理使其膨松软化，从而便于MnO4-离子的浸入，使长碳链裂解而达到除胶的目的。3.除胶：使孔壁环氧树脂表面产生微观上的粗糙，以提高孔壁与化学铜之间的接合力，并可提高孔壁对活化液的吸附量，其原理是利用KMnO4在碱性环境中强氧化性的特性将孔壁表面树脂氧化分解。①反应机理：4MnO4-+C（树脂）+4OH-→MnO42-+CO2↑+2H2O②副反应：2MnO4-+2OH-→2MnO42-+1/2O2+H2OMnO4+H2O→MnO2↓+2OH+1/2O2③高锰钾的再生：要提高高锰钾工作液的使用效率，必须考虑将溶液中的MnO42-再生转变为
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PdCu

Cu+2HCOO-+2H2O+H2↑

MnO4，从而避免MnO4的大量产生，目前我司采用的电解再生法，再生机理为：MnO4+e→MnO4。4.中和：经碱性KMnO4处理后的板，在板面及孔内带有大量的MnO4-、MnO42-、MnO2等药水残留物，因MnO4本身具有极强的氧化性，对后工序的除油剂及活化性是一种毒物，故除胶后的板必须经中和处理将MnO4进行还原，以消除它的强氧化性。还原中和常用H2O2-H2SO4还原体等或其它还原剂的酸性溶液：MnO4-+H2O2+H+→MnO42-+O2↑+H2OMnO4-+R+H+→MnO42-+H2O有时为了对孔壁上的玻璃纤维进行蚀刻和粗化作用，在中和槽中加入NH4HF+H2SO4作为玻璃蚀刻工艺。5.除油：化学镀铜时，在孔壁和铜箔表面同时发生化学镀铜反应，若孔壁和铜箔表面有油污、指纹或氧化物则会影响化学铜与基铜之间的结合力；同时直接影响到微蚀效果，随之而来的是化学铜与基铜的结合差，甚至沉积不上铜，所以必须进行除油处理，调整处理是为了调整孔壁基材表面因钻孔而附着的负电荷，由于此负电荷的存在，会影响对催化剂胶体钯的吸附，生产中通常用阳离子型表面活性剂作为调整剂。6.微蚀：微蚀也叫粗化或弱腐蚀，通过此作用在铜基体上蚀刻0.8-3um的铜，并使铜面在微观上表现为凹凸不平的粗糙面，一方面可以使基体铜吸附更多的活化钯胶体，另一主要作用是提高基铜与化学铜的结合力。微蚀剂常用的体系有：H2O2-H2SO4、NPS-H2SO4、4）2S2O8-H2SO4，（NH槽液中Cu2+的浓度应管控在25g/l以下。7.预浸处理：若生产中的板不经过预浸处理而直接进入活化缸，活化缸会因为板面所附着的水使活化液的PH值发生变化，活化液的有效成份发生水解，影响活化效果，预浸液的组成为活化液的
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一部分，所以预浸会因活化液的不同而异。8.活化处理：活化的作用是在绝缘的基体上吸附一层具有催化能力的金属，使经过活化的基体表面具有催化还原金属的能力。活化液的有效成份为Sn2+、Pd2+等胶体离子，在活化液中发生如下反应：Pd+2Sn→（PdSn2）→Pd°+Sn+Sn，当完成活化处理后进入水洗缸，Sn会和活化液中Cl和H2O发生反应：SnCl2+H2O→Sn（OH）Cl↓+HCL，在SnCl2沉淀的同时，连同Pd°核一起沉积在被活化的基体表面。9.加速处理：活化之后在基体表面上吸附的是以金属钯为核心的胶团，在胶团的周围包围着碱式锡酸盐，而真正起催化作用的钯并没有充分露出，所以在化学沉铜前除去一部分包在钯核周围的锡化合物使钯核露出，以增强钯的活性，也增加了基体化铜的结合力，加速液浓度太高，处理时间过长会使基体表面的钯脱落，造成孔无铜等问题，所以加速处理应作适当控制。10.化学沉铜：经过以上处理的印制板进入铜液，沉铜液中Cu2+与还原剂在催化剂金属钯及新沉积上的铜的作用下发生氧化还原反应，在基体表面沉积一层0.3-0.5um的薄铜，使本身绝缘的孔壁产生导电性，使后续的板面缍频靡运忱小?①化学沉铜液的成份：铜盐：CuSO4·5H2O/CuCl2；还原剂：HCHO；PH调节剂：NOH；络合剂：EDTA等。②反应机理：
2+络合的铜离子（Cu-L）在碱性环境中得到电子被还原为Cu2+2+2++42+2+

Cu2+