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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電路徑板面圖形的一種良好的導體材料，但如果長時間的暴露在空氣中，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，必須使用各種技術來保護銅印制線、導通孔和鍍通孔，這些技術包括有機涂漆、氧化膜以及電鍍技術。 有機涂漆應用起來非常簡單，但由于其濃度、成分和固化周期的改變而不適合長期的使用，它甚至還會導致焊接性不可預測的偏差。氧化膜可以保護電路免受侵蝕，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電路避免侵蝕的標準操作，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成為為銅印制線提供焊接性保護層的一種標準操作。 在電子設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計的帶有連接觸頭的印制電路板。這些觸頭應當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，有時還可以在某些印制線區域鍍銅。 銅印制線上的另外一種涂層是有機物，通常是一種防焊膜，在那些不需要焊接的地方采用絲網印制技術覆上一層環氧樹脂薄膜。這種覆上一層有機保焊劑的工藝不需要電子交換，當電路板浸沒在化學鍍液中后，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被基板吸收。 電子產品所需要的精密的技術和環境與安全適應性的嚴格要求促使電鍍實踐取得了長足的進步，這一點明顯的體現在了制造高復雜度、高分辨率的多基板技術中。在電鍍中，通過自動化的、計算機控制的電鍍設備的開發，進行有機物和金屬添加劑化學分析的高復雜度的儀表技術的發展，以及精確控制化學反應過程的技術的出現，電鍍技術達到了很高的水平。 使金屬增層生長在電路板導線和通孔中有兩種標準的方法:線路電鍍和全板鍍銅，現敘述如下。 1.線路電鍍 該工藝中只在設計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，線路和焊墊每一側增加的寬度與電鍍表面增加的厚度大體相當，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的銅表面都要進行阻劑遮蔽，只在有線路和焊墊等電路圖形的地方進行電鍍。由于需要電鍍的表面區域減少了，所需要的電源電流容量通常會大大減小，另外，當使用對比反轉光敏聚合物干膜電鍍阻劑(最常使用的一種類型)時，其負底片可以用相對便宜的激光印制機或繪圖筆制作。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保養費用。該技術的缺點是在進行蝕刻之前電路圖形需要鍍上錫/鉛或一種電泳阻劑材料，在應用焊接阻劑之前再將其除去。這就增加了復雜性，額外增加了一套濕化學溶液處理工藝。 2. 全板鍍銅 在該過程中全部的表面區域和鉆孔都進行鍍銅，在不需要的銅表面倒上一些阻劑，然后鍍上蝕刻阻劑金屬。即使對一塊中等尺寸的印制電路板來講，這也需要能提供相當大電流的電掘，才能夠制成一塊容易清洗且光滑、明亮的銅表面供后續工序使用。如果沒有光電繪圖儀，則需要使用負底片來曝光電路圖形，使其成為更常見的對比反轉干膜光阻劑。對全板鍍銅的電路板進行蝕刻，則電路板上所鍍的大部分材料將會再次被除去，由于蝕刻劑 中銅的載液增加，陽極受到額外腐蝕的負擔也大大加劇。圖8-1給出了脫除過程的印制電路板電鍍流程圖。 對于印制電路板的制造來講，線路電鍍是一種更好的方法，其標準厚度如下: 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是為了向金屬鍍層提供高導電性、良好的焊接性、較高的機械強度和能經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。 |
