淺談電鍍對(duì)印制PCB電路板有哪些影響

中信華

　　淺談電鍍對(duì)印制PCB電路板有哪些影響

　　在印制電路板上，銅用來互連基板上的元器件，盡管它是形成印制電路板導(dǎo)電路徑板面圖形的一種良好的導(dǎo)體材料，但如果長(zhǎng)時(shí)間的暴露在空氣中，也很容易由于氧化而失去光澤，由于遭受腐蝕而失去焊接性。因此，必須使用各種技術(shù)來保護(hù)銅印制線、導(dǎo)通孔和鍍通孔，這些技術(shù)包括有機(jī)涂漆、氧化膜以及電鍍技術(shù)。

　　有機(jī)涂漆應(yīng)用起來非常簡(jiǎn)單，但由于其濃度、成分和固化周期的改變而不適合長(zhǎng)期的使用，它甚至還會(huì)導(dǎo)致焊接性不可預(yù)測(cè)的偏差。氧化膜可以保護(hù)電路免受侵蝕，但它卻不能保持焊接性。電鍍或金屬涂敷工藝是確保焊接性和保護(hù)電路避免侵蝕的標(biāo)準(zhǔn)操作，在單面、雙面和多層印制電路板的制造中扮演著重要的角色。特別是在印制線上鍍一層具有焊接性的金屬已經(jīng)成為為銅印制線提供焊接性保護(hù)層的一種標(biāo)準(zhǔn)操作。

　　在電子設(shè)備中各種模塊的互連常常需要使用帶有彈簧觸頭的印制電路板插頭座和與其相匹配設(shè)計(jì)的帶有連接觸頭的印制電路板。這些觸頭應(yīng)當(dāng)具有高度的耐磨性和很低的接觸電阻，這就需要在其上鍍一層稀有金屬，其中最常使用的金屬就是金。另外在印制線上還可以使用其他涂敷金屬，如鍍錫、鍍鎮(zhèn)，有時(shí)還可以在某些印制線區(qū)域鍍銅。

　　銅印制線上的另外一種涂層是有機(jī)物，通常是一種防焊膜，在那些不需要焊接的地方采用絲網(wǎng)印制技術(shù)覆上一層環(huán)氧樹脂薄膜。這種覆上一層有機(jī)保焊劑的工藝不需要電子交換，當(dāng)電路板浸沒在化學(xué)鍍液中后，一種具有氮耐受性的化合物可以站附到暴露的金屬表面且不會(huì)被基板吸收。

　　電子產(chǎn)品所需要的精密的技術(shù)和環(huán)境與安全適應(yīng)性的嚴(yán)格要求促使電鍍實(shí)踐取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，這一點(diǎn)明顯的體現(xiàn)在了制造高復(fù)雜度、高分辨率的多基板技術(shù)中。在電鍍中，通過自動(dòng)化的、計(jì)算機(jī)控制的電鍍?cè)O(shè)備的開發(fā)，進(jìn)行有機(jī)物和金屬添加劑化學(xué)分析的高復(fù)雜度的儀表技術(shù)的發(fā)展，以及精確控制化學(xué)反應(yīng)過程的技術(shù)的出現(xiàn)，電鍍技術(shù)達(dá)到了很高的水平。

　　使金屬增層生長(zhǎng)在電路板導(dǎo)線和通孔中有兩種標(biāo)準(zhǔn)的方法:線路電鍍和全板鍍銅，現(xiàn)敘述如下。

　　1.線路電鍍


　　該工藝中只在設(shè)計(jì)有電路圖形和通孔的地方接受銅層的生成和蝕刻阻劑金屬電鍍。在線路電鍍過程中，線路和焊墊每一側(cè)增加的寬度與電鍍表面增加的厚度大體相當(dāng)，因此，需要在原始底片上留出余量。

　　在線路電鍍中基本上大多數(shù)的銅表面都要進(jìn)行阻劑遮蔽，只在有線路和焊墊等電路圖形的地方進(jìn)行電鍍。由于需要電鍍的表面區(qū)域減少了，所需要的電源電流容量通常會(huì)大大減小，另外，當(dāng)使用對(duì)比反轉(zhuǎn)光敏聚合物干膜電鍍阻劑(最常使用的一種類型)時(shí)，其負(fù)底片可以用相對(duì)便宜的激光印制機(jī)或繪圖筆制作。線路電鍍中陽極的耗銅量較少，在蝕刻過程中需要去除的銅也較少，因此降低了電解槽的分析和維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。該技術(shù)的缺點(diǎn)是在進(jìn)行蝕刻之前電路圖形需要鍍上錫/鉛或一種電泳阻劑材料，在應(yīng)用焊接阻劑之前再將其除去。這就增加了復(fù)雜性，額外增加了一套濕化學(xué)溶液處理工藝。

　　2. 全板鍍銅

　　在該過程中全部的表面區(qū)域和鉆孔都進(jìn)行鍍銅，在不需要的銅表面倒上一些阻劑，然后鍍上蝕刻阻劑金屬。即使對(duì)一塊中等尺寸的印制電路板來講，這也需要能提供相當(dāng)大電流的電掘，才能夠制成一塊容易清洗且光滑、明亮的銅表面供后續(xù)工序使用。如果沒有光電繪圖儀，則需要使用負(fù)底片來曝光電路圖形，使其成為更常見的對(duì)比反轉(zhuǎn)干膜光阻劑。對(duì)全板鍍銅的電路板進(jìn)行蝕刻，則電路板上所鍍的大部分材料將會(huì)再次被除去，由于蝕刻劑中銅的載液增加，陽極受到額外腐蝕的負(fù)擔(dān)也大大加劇。

　　對(duì)于印制電路板的制造來講，線路電鍍是一種更好的方法，其標(biāo)準(zhǔn)厚度如下:

　　1)銅
　　2) 錫-鉛(線路、焊墊、通孔)
　　3) 鎳 0.2mil
　　4) 金(連接器頂端) 50μm

　　電鍍工藝中之所以保持這樣的參數(shù)是為了向金屬鍍層提供高導(dǎo)電性、良好的焊接性、較高的機(jī)械強(qiáng)度和能經(jīng)受元器件終端鑲板以及從電路板表面向鍍通孔中填銅所需的延展性。