剛撓(náo)印制電路闆去鑽污及凹蝕技術

去鑽污及凹蝕(shí)是剛-撓印(yìn)制電路闆數控鑽孔後，化學鍍銅或者直(zhí)接電鍍銅前的一個重要工序，要想(xiǎng)剛撓(náo)印制電路(lù)闆實現可靠電氣互連，就必須結合剛(gāng)撓印制電路闆其(qí)特殊的材料構成(chéng)，針對其(qí)主體材料聚酰亞胺和丙烯酸(suān)不耐強堿性的特性，選用合(hé)适的去(qù)鑽污(wū)及凹蝕技術。剛(gāng)撓印制電路(lù)闆去鑽污及凹蝕技術分濕法技術和幹法(fǎ)技術兩種(zhǒng)，下面就這兩種技(jì)術與各位同行進行共同探讨。?

剛撓印制電(diàn)路闆濕法(fǎ)去鑽污(wū)及凹蝕技術由以下三(sān)個步驟組成：?

1、膨松（也叫溶脹處理）。利用醇(chún)醚類膨松藥水軟化(huà)孔壁基材，破(pò)壞高分(fèn)子結構，進而增加可被氧化之(zhī)表面積，以使其氧化作用容易進行，一般使用丁基卡必醇使(shǐ)孔壁基材溶脹(zhàng)。?

2、氧化。目的是(shì)清(qīng)潔孔壁并調整孔壁電荷，目前，國内傳統用三種方式。?

（1）濃硫酸(suān)法：由于濃硫酸(suān)具有強的氧化性和吸水性(xìng)，能将絕大部分樹(shù)脂碳化并形成(chéng)溶于水的烷基(jī)磺化物而(ér)去除，反應式如下：CmH2nOn+H2SO4--mC+nH2O除孔壁樹(shù)脂鑽污的效果與濃硫酸的濃度、處理時間和溶液的溫度有關。用于除鑽(zuàn)污的濃硫酸的濃度不得低于86%，室溫(wēn)下20-40秒，如果要凹蝕，應适當提高溶液溫度和延長處(chù)理時間。濃硫酸(suān)隻(zhī)對樹脂起作用，對玻璃纖維無效，采用濃硫酸凹蝕孔壁後，孔壁(bì)會有玻璃纖維頭突出，需用氟化物（如氟化氫铵或者氫氟酸）處理。采用氟化物處理突出的玻璃纖維頭時，也應該控制工藝條件，防止因玻璃纖維過腐(fǔ)蝕造成芯吸作用(yòng)，一般工藝過程如(rú)下：?

H2SO4：10%?
NH4HF2：5-10g/l?

溫度：30℃ 時間：3-5分鐘?

按照此方法對打孔以(yǐ)後的剛-撓印制電路闆去鑽污及凹蝕，然後對孔進行金(jīn)屬化，通過金相分析，發現(xiàn)内層鑽污(wū)根本沒去徹底，導緻銅層(céng)與孔(kǒng)壁附着力低下，為此在金相分析做熱應力實驗時（288℃，10±1秒），孔壁銅層脫落而(ér)導緻内層斷路。?

況且，氟化氫铵或者(zhě)氫氟酸有巨毒(dú)，廢水處理很困難。更主要(yào)的是聚酰亞胺(àn)在濃硫酸中呈惰性(xìng)，所以此方法不适應剛-撓印制電路闆的(de)去鑽污及凹(āo)蝕。?

（2）鉻酸法：由于鉻酸具有強烈的氧化性，其浸蝕(shí)能力強，所以它(tā)能使孔壁高分子物質長(zhǎng)鍊斷開，并(bìng)發生氧化、磺化作用，于表面生成較多(duō)的親水性基團，如羰基（-C=O）、羟基（-OH）、磺酸基（-SO3H）等，從(cóng)而提高其親水(shuǐ)性(xìng)，調整孔壁電荷，并達到去(qù)除孔壁鑽(zuàn)污和凹蝕(shí)的目的。一般工藝配方如(rú)下：?

鉻酐CrO3?: 400 g/l?
硫酸H2SO4?：350 g/l?

溫度：50-60℃ 時(shí)間：10-15min?

按照此方法對打孔以後(hòu)的(de)剛-撓印制電路闆去(qù)鑽污及凹蝕，然後對(duì)孔進行金屬化，對金屬(shǔ)化孔進行了金相分析和熱應(yīng)力實驗，結果完全(quán)符合GJB962A-32标準。　　?

所以，鉻酸(suān)法也(yě)适應于剛(gāng)-撓印制電路闆(pǎn)的去鑽污及凹蝕，針對小企業而言，該方法的确非常适合，簡單易操作，更(gèng)主要的是(shì)成本，但該方法***的遺憾是存在有毒物質鉻(gè)酐。?

（3）堿性高錳酸鉀法：目前，很多PCB廠家由于缺少專(zhuān)業的工藝，仍然沿襲剛(gāng)性多層印制電路(lù)闆去鑽污及凹(āo)蝕(shí)技術--堿性高錳酸鉀(jiǎ)技術來處理剛-撓印制電路闆，通過(guò)該方法去除樹脂鑽污後，同時能蝕刻樹脂表(biǎo)面使其表面産生細小凸凹不(bú)平的小坑，以便提高孔壁鍍(dù)層與基體的結合(hé)力，在高溫高堿的環境下，利用高錳(měng)酸鉀氧化除去溶脹的樹脂鑽污，該(gāi)體系對于一(yī)般的剛性多層闆很湊(còu)效，但對于(yú)剛-撓印制電路闆不适應，因為剛-撓印制電路闆的主體絕緣基材聚酰亞胺不耐堿性，在堿(jiǎn)性溶液中要溶脹甚(shèn)至少部分溶解(jiě)，更何況是高溫(wēn)高堿的環境。如果采用此(cǐ)方法，即使當時剛-撓印制電路闆沒(méi)報廢，也為以後采(cǎi)用該剛-撓(náo)印制電路闆的設備的可靠性大(dà)打折扣。?

3、中和。經過氧化(huà)處理後的基材必須經(jīng)清洗幹淨，防止污(wū)染後(hòu)道工序的活化溶液，為(wéi)此必須經過中(zhōng)和還原工(gōng)序，根(gēn)據氧化方式的不同選用不同的中和還原溶液。?

目前，國内外(wài)流行的幹法是等離子體去鑽污及凹蝕(shí)技術。等離子體用于剛-撓印制電路闆的生産，主要(yào)是對孔壁去鑽污和對(duì)孔壁表面改性。其反應可看着是(shì)高度(dù)活化狀态的等離子體與孔壁高分子材料和玻璃(lí)纖維發生的氣、固相化學反應,生成的氣(qì)體産物和部分未發生反應的粒子被真空泵抽走的(de)過程,是一個動态的化學反(fǎn)應平衡過程.根據剛(gāng)撓印制電路闆所用的高分子材料通常選用N2、O2、CF4氣體作為原始氣體.其中N2起到(dào)清潔真空和預(yù)熱的作用。

O2+CF4混合氣體(tǐ)的等離子體化(huà)學反應示意式為:?

?O2+CF4O+OF+CO+COF+F+e-+…….?

【等(děng)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粒子而産生高活性的氧自由基和氟自由基等,與(yǔ)高分子材料反應如下:?

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

等離子(zǐ)體與(yǔ)玻璃纖維的(de)反應為(wéi):?

SiO2+［O+OF+CF3+CO+F+…］SiF4+CO2+CaL?

至此(cǐ)，實(shí)現了剛撓印(yìn)制電路闆的等離子體處理。?

值得注意的是原子狀态的O與C-H和C=C發生羰基化反應而使高分子鍵上增加了極性基團，使高分子材料表面的親水性得到改善。?

?O2+CF4等離子體處理過的剛(gāng)-撓印(yìn)制電路闆，再用?O2等離子體處理(lǐ)，不但可以(yǐ)使孔壁潤濕性(xìng)（親水性）得(dé)到改善，同時可以去(qù)除反(fǎn)應。結束後(hòu)的沉積物和反應不(bú)完全(quán)的中(zhōng)途産物。用等離子體技術去鑽污及(jí)凹蝕的方法處理剛-撓印制電路闆并且經過直接電鍍以後，對金屬化孔進行了金相分析和熱(rè)應力(lì)實驗，結果完全符合GJB962A-32标準。?

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