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剛撓印制電路板去鉆污及凹蝕技術(shù)

文章出處:http://m.qyrtzss.cn網(wǎng)責(zé)任編輯:恒成和電路板作者:恒成和線路板人氣:-發(fā)表時(shí)間:2015-03-16 11:17:00

 1、概述 

  去鉆污及凹蝕是剛-撓印制電路板數(shù)控鉆孔后,化學(xué)鍍銅或者直接電鍍銅前的一個(gè)重要工序,要想剛-撓印制電路板實(shí)現(xiàn)可靠電氣互連,就必須結(jié)合剛-撓印制電路板其特殊的材料構(gòu)成,針對(duì)其主體材料聚酰亞胺和丙烯酸不耐強(qiáng)堿性的特性,選用合適的去鉆污及凹蝕技術(shù)。剛-撓印制電路板去鉆污及凹蝕技術(shù)分濕法技術(shù)和干法技術(shù)兩種,下面就這兩種技術(shù)與各位同行進(jìn)行共同探討。 

 2、剛-撓印制電路板濕法去鉆污及凹蝕技術(shù) 

  剛-撓印制電路板濕法去鉆污及凹蝕技術(shù)由以下三個(gè)步驟組成: 

  l 膨松(也叫溶脹處理)。利用醇醚類膨松藥水軟化孔壁基材,破壞高分子結(jié)構(gòu),進(jìn)而增加可被氧化之表面積,以使其氧化作用容易進(jìn)行,一般使用丁基卡必醇使孔壁基材溶脹。 

  l 氧化。目的是清潔孔壁并調(diào)整孔壁電荷,目前,國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)用三種方式。 

 ?、?濃硫酸法:由于濃硫酸具有強(qiáng)的氧化性和吸水性,能將絕大部分樹脂碳化并形成溶于水的烷基磺化物而去除,反應(yīng)式如下:CmH2nOn+H2SO4--mC+nH2O除孔壁樹脂鉆污的效果與濃硫酸的濃度、處理時(shí)間和溶液的溫度有關(guān)。用于除鉆污的濃硫酸的濃度不得低于86%,室溫下20-40秒,如果要凹蝕,應(yīng)適當(dāng)提高溶液溫度和延長(zhǎng)處理時(shí)間。濃硫酸只對(duì)樹脂起作用,對(duì)玻璃纖維無(wú)效,采用濃硫酸凹蝕孔壁后,孔壁會(huì)有玻璃纖維頭突出,需用氟化物(如氟化氫銨或者氫氟酸)處理。采用氟化物處理突出的玻璃纖維頭時(shí),也應(yīng)該控制工藝條件, 防止因玻璃纖維過(guò)腐蝕造成芯吸作用,一般工藝過(guò)程如下: 

  H2SO4:10% 

  NH4HF2:5-10g/l 

  溫度:30℃ 時(shí)間:3-5分鐘 

  按照此方法對(duì)打孔以后的剛-撓印制電路板去鉆污及凹蝕,然后對(duì)孔進(jìn)行金屬化,通過(guò)金相分析,發(fā)現(xiàn)內(nèi)層鉆污根本沒去徹底,導(dǎo)致銅層與孔壁附著力低下,為此在金相分析做熱應(yīng)力實(shí)驗(yàn)時(shí)(288℃,10±1秒),孔壁銅層脫落而導(dǎo)致內(nèi)層斷路。 

  況且,氟化氫銨或者氫氟酸有巨毒,廢水處理很困難。更主要的是聚酰亞胺在濃硫酸中呈惰性,所以此方法不適應(yīng)剛-撓印制電路板的去鉆污及凹蝕。 

  Ⅱ.鉻酸法:由于鉻酸具有強(qiáng)烈的氧化性,其浸蝕能力強(qiáng),所以它能使孔壁高分子物質(zhì)長(zhǎng)鏈斷開,并發(fā)生氧化、磺化作用,于表面生成較多的親水性基團(tuán),如羰基(-C=O)、羥基(-OH)、磺酸基(-SO3H)等,從而提高其親水性,調(diào)整孔壁電荷,并達(dá)到去除孔壁鉆污和凹蝕的目的。一般工藝配方如下: 

    鉻酐CrO3 : 400 g/l 

    硫酸H2SO4 :350 g/l 

    溫度:50-60℃ 時(shí)間:10-15min 

  按照此方法對(duì)打孔以后的剛-撓印制電路板去鉆污及凹蝕,然后對(duì)孔進(jìn)行金屬化,對(duì)金屬化孔進(jìn)行了金相分析和熱應(yīng)力實(shí)驗(yàn),結(jié)果完全符合GJB962A-32標(biāo)準(zhǔn)。   

  所以,鉻酸法也適應(yīng)于剛-撓印制電路板的去鉆污及凹蝕,針對(duì)小企業(yè)而言,該方法的確非常適合,簡(jiǎn)單易操作,更主要的是成本,但該方法唯一的遺憾是存在有毒物質(zhì)鉻酐。 

  Ⅲ.堿性高錳酸鉀法:目前,很多PCB廠家由于缺少專業(yè)的工藝,仍然沿襲剛性多層印制電路板去鉆污及凹蝕技術(shù)--堿性高錳酸鉀技術(shù)來(lái)處理剛-撓印制電路板,通過(guò)該方法去除樹脂鉆污后,同時(shí)能蝕刻樹脂表面使其表面產(chǎn)生細(xì)小凸凹不平的小坑,以便提高孔壁鍍層與基體的結(jié)合力,在高溫高堿的環(huán)境下,利用高錳酸鉀氧化除去溶脹的樹脂鉆污,該體系對(duì)于一般的剛性多層板很湊效,但對(duì)于剛-撓印制電路板不適應(yīng),因?yàn)閯?撓印制電路板的主體絕緣基材聚酰亞胺不耐堿性,在堿性溶液中要溶脹甚至少部分溶解,更何況是高溫高堿的環(huán)境。如果采用此方法,即使當(dāng)時(shí)剛-撓印制電路板沒報(bào)廢,也為以后采用該剛-撓印制電路板的設(shè)備的可靠性大打折扣。 

  l 中和。經(jīng)過(guò)氧化處理后的基材必須經(jīng)清洗干凈,防止污染后道工序的活化溶液,為此必須經(jīng)過(guò)中和還原工序,根據(jù)氧化方式的不同選用不同的中和還原溶液。 

  3、剛-撓印制電路板干法去鉆污及凹蝕技術(shù) 

  目前,國(guó)內(nèi)外流行的干法是等離子體去鉆污及凹蝕技術(shù)。等離子體用于剛-撓印制電路板的生產(chǎn),主要是對(duì)孔壁去鉆污和對(duì)孔壁表面改性。其反應(yīng)可看著是高度活化狀態(tài)的等離子體與孔壁高分子材料和玻璃纖維發(fā)生的氣、固相化學(xué)反應(yīng),生成的氣體產(chǎn)物和部分未發(fā)生反應(yīng)的粒子被真空泵抽走的過(guò)程,是一個(gè)動(dòng)態(tài)的化學(xué)反應(yīng)平衡過(guò)程.根據(jù)剛---撓印制電路板所用的高分子材料通常選用N2、O2、CF4氣體作為原始?xì)怏w.其中N2起到清潔真空和預(yù)熱的作用. 

O2+CF4混合氣體的等離子體化學(xué)反應(yīng)示意式為: 

  O2+CF4 O+OF+CO+COF+F+e-+……. 

  等離子體 

  由于電場(chǎng)加速使其成為高活性粒子而碰撞O和F粒子而產(chǎn)生高活性的氧自由基和氟自由基等,與高分子材料反應(yīng)如下: 

[C、H、O、N]+[O+OF+CF3+CO+F+…] CO2+HF+H2O+NO2+…… 

  等離子體與玻璃纖維的反應(yīng)為: 

  SiO2+[O+OF+CF3+CO+F+…] SiF4+CO2+CaL 

  至此,實(shí)現(xiàn)了剛---撓印制電路板的等離子體處理。 

  值得注意的是原子狀態(tài)的O與C-H和C=C發(fā)生羰基化反應(yīng)而使高分子鍵上增加了極性基團(tuán),使高分子材料表面的親水性得到改 

善。 

  O2+CF4等離子體處理過(guò)的剛-撓印制電路板,再用O2等離子體處理,不但可以使孔壁潤(rùn)濕性(親水性)得到改善,同時(shí)可以去除反應(yīng)。結(jié)束后的沉積物和反應(yīng)不完全的中途產(chǎn)物。  用等離子體技術(shù)去鉆污及凹蝕的方法處理剛-撓印制電路板并且經(jīng)過(guò)直接電鍍以后,對(duì)金屬化孔進(jìn)行了金相分析和熱應(yīng)力實(shí)驗(yàn),結(jié)果完全符合GJB962A-32標(biāo)準(zhǔn)。 

  4、結(jié)束語(yǔ) 

  綜上所述,不管是干法還是濕法,如果針對(duì)體系主體材料的特性,選擇合適的方法,都可以達(dá)到剛-撓互連母板去鉆污及凹蝕刻的目的。

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