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1、PCB外層線路黑孔製程介紹一.黑孔簡介所謂黑孔,顧名思義就是在鑽孔後的孔壁上以非傳統化學銅導體化,而是在孔壁上沉積一層碳膜為主,提供後繼電鍍製程能順利進行.黑孔膜為非金屬,導電性不如化學銅,一般與後繼電鍍製程上,常先以預鍍化學銅為晶合核基地,再電鍍中加速電鍍的效率,並且保證孔銅電鍍的均勻.而種核所需要的時間,占整個電鍍的而言,是非常少的;以製程中常見的板子61mil為例,所需要的時間為3分鐘.黑孔製程簡單,水平製作時,對於小孔或者縱橫比大的鑽孔板,更是提供了很好的選擇.黑孔液主要成分為碳粉的懸浮液,因為不含重金屬以及甲醛等有害物質,所以操作環境比較化學銅優,切無
2、身體傷害問題.由於不含鰲合物,與廢水處理上,比較化學銅容易,產生的環境廢物比較少,比較符合SER方針政策的要求.以下為四層主機板黑孔碳膜沉積的示意圖.二.黑孔流程三.黑孔各流程的說明1.膨松Sweller此槽液的目的就是將鑽孔時候在孔內產生的膠渣進行軟化,從而方便用高錳酸鉀對膠渣進行去除,同時也增加孔壁的粗糙度,為後段碳膜的添加提供一個適宜的基地.在生產中常用的膨松劑為醇醚類(GlycolEther).此類溶劑的膨松效力比較溫和,但是需要相對比較高的溫度60-70C才能很好的操作,因此在操作過程中需要配備有自動補水裝置,切需要添加少量NaOH,維持槽液的鹼度,以
3、利與膨松反應的正常進行,不過要注意的是,在鹼度大於2%的時候,槽液容易發生混濁,嚴重的甚至產生分層現象,所以在藥水濃度上需要特別的注意.一般膨松可以增加去膠渣效果25%左右.為了保證藥水的作用效果,對膨松的噴嘴和水刀要定期進行檢查,發現有堵塞或者邊形引起的水流不均勻則及時進行疏通或者更換,反之膨松效果差導致的膠渣去除不乾淨.並且每次保養的時候要更換循環過濾濾芯,是槽液的髒物可以有效的去除.2.去膠渣Desmear去膠渣程序,共有四種方式,濃硫酸法,重鉻酸法,電漿法,高錳酸鉀法.由於在成本和處理效果的明顯差別,導致除高錳酸鉀法外,另外三種方法現在已經被淘汰.高錳酸
4、鉀方法的原理就是使用高錳酸鉀作為強氧化劑,對膠渣進行氧化反應,進而去除膠渣,其中7價錳離子將被還原為6價錳離子,反應如下:C+4MnO4-+4OH-4MnO42-+CO2+2H20高錳酸鉀為Mn7+去膠渣後為Mn6+,而Mn6+的增加,則容易導致反應為Mn4+而沉澱析出.其反應如下:3MnO42-+2H2O2MnO4-+MnO2+4OH-四價錳過多將降低槽液的壽命,並影響去膠渣的能力,所以需要維持六價錳的穩定,防止四價錳的產生.當六價錳含量過高的時候,咬蝕速率下降,容易生成泥糊狀的二氧化錳.故需要利用在生系統,保持離子的穩定.再生系統如下圖所表示:阳再生系統示意
5、图阳极反应：2Mn6+2Mn7++2e-4OH+2H2O+O2+4e-阴极反应：2H+2e-H2以陶瓷为隔膜（陶瓷罐内装有3N的氢氧化钠），可以防止高锰酸钾与阴极反应，产生四价锰沉淀陶瓷罐每月清洗一次，取出陶瓷罐时需要注意，以防止陶瓷罐破裂（因为陶瓷才罐材料为多孔陶瓷，抗机械应力的能力很差，碰到坚硬的物体容易碎裂）.清洗方如下图所示意：对于再生系统的各个接点，也要定期进行清洗，打磨，以防止接点生锈而造成电阻过大，影响电流的密度而造成功效下降。每个钛蓝使用陶瓷罐的再生电流为100-150A，电流密度越高，效果也越好，不过过高的电流也增加接点被锈蚀的可能。在使用高錳
6、酸鉀去膠渣,除膠渣好,在孔壁上形成微粗糙狀,而增大面積,有助於碳膠體的沉積,並增強碳膠体與樹脂及玻璃纖維的結合力.對於多層板而言,作孔內鑽孔是殘留的膠渣未能全部清理乾淨,則會導致在電鍍後內層線路和孔銅連接不完全,形成開路或者通訊不良.就與雙面板而言,若膠渣沒有去除乾淨,則孔銅容易在受到熱應力,或者受到機械應力作用而浮離(pullaway),與後續測試或者零件組裝時,會導致刮傷或者刺破孔銅,造成導通不良.以下為由於孔內膠渣未去除乾淨導致的電鍍後孔壁剝離不良图片。fig1fig2fig3fig41.中和Neutralization中和的目的是将板面和孔内残留的四价，
7、六价，七价锰，还原为可以溶解的二价锰离子，防止残留在孔壁，减少由于此种原因引起的导通孔孔破或者镀层附着异常。一般中和为酸性，其槽液中所含的硫酸或者盐酸的浓度不能太高，避免内层绒毛（黑化制程）易受酸攻击，而产生粉红圈。使用一段时间后，药水会因二价锰的增加而使溶液呈现绿色。2.清洁/整孔Clean/Conditioning此槽液为碱性溶液，主要功能是调节树脂和玻璃纖維的电性，将原来的负电调节为带正电，以利于带负点碳胶的沉积附着。清潔/整孔劑為界面活性劑的一種,結構中由活性劑的疏水基深入孔壁,將污物帶出,從而達到清潔的效果.其親水基則是將樹脂與玻璃纖維調整為帶正電荷.
8、此藥水使用一段時間後,由
