电子电镀：概述PCB电镀的重要性
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在印制电路板上，铜用来互连基板上的元器件，尽管它是形成印制电路板导电路径板面图形的一种良好的导体材料，但如果长时间的暴露在空气中，也很容易由于氧化而失去光泽，由于遭受腐蚀而失去焊接性。因此，必须使用各种技术来保护铜印制线、导通孔和镀通孔，这些技术包括有机涂漆、氧化膜以及电镀技术。 有机涂漆应用起来非常简单，但由于其浓度、成分和固化周期的改变而不适合长期的使用，它甚至还会导致焊接性不可预测的偏差。氧化膜可以保护电路免受侵蚀，但它却不能保持焊接性。电镀或金属涂敷工艺是确保焊接性和保护电路避免侵蚀的标准操作，在单面、双面和多层印制电路板的制造中扮演着重要的角色。特别是在印制线上镀一层具有焊接性的金属已经成为为铜印制线提供焊接性保护层的一种标准操作。 在电子设备中各种模块的互连常常需要使用带有弹簧触头的印制电路板插头座和与其相匹配设计的带有连接触头的印制电路板。这些触头应当具有高度的耐磨性和很低的接触电阻，这就需要在其上镀一层稀有金属，其中最常使用的金属就是金。另外在印制线上还可以使用其他涂敷金属，如镀锡、镀镇，有时还可以在某些印制线区域镀铜。 铜印制线上的另外一种涂层是有机物，通常是一种防焊膜，在那些不需要焊接的地方采用丝网印制技术覆上一层环氧树脂薄膜。这种覆上一层有机保焊剂的工艺不需要电子交换，当电路板浸没在化学镀液中后，一种具有氮耐受性的化合物可以站附到暴露的金属表面且不会被基板吸收。 电子产品所需要的精密的技术和环境与安全适应性的严格要求促使电镀实践取得了长足的进步，这一点明显的体现在了制造高复杂度、高分辨率的多基板技术中。在电镀中，通过自动化的、计算机控制的电镀设备的开发，进行有机物和金属添加剂化学分析的高复杂度的仪表技术的发展，以及精确控制化学反应过程的技术的出现，电镀技术达到了很高的水平。 使金属增层生长在电路板导线和通孔中有两种标准的方法:线路电镀和全板镀铜，现叙述如下。 1.线路电镀 该工艺中只在设计有电路图形和通孔的地方接受铜层的生成和蚀刻阻剂金属电镀。在线路电镀过程中，线路和焊垫每一侧增加的宽度与电镀表面增加的厚度大体相当，因此，需要在原始底片上留出余量。 在线路电镀中基本上大多数的铜表面都要进行阻剂遮蔽，只在有线路和焊垫等电路图形的地方进行电镀。由于需要电镀的表面区域减少了，所需要的电源电流容量通常会大大减小，另外，当使用对比反转光敏聚合物干膜电镀阻剂(最常使用的一种类型)时，其负底片可以用相对便宜的激光印制机或绘图笔制作。线路电镀中阳极的耗铜量较少，在蚀刻过程中需要去除的铜也较少，因此降低了电解槽的分析和维护保养费用。该技术的缺点是在进行蚀刻之前电路图形需要镀上锡/铅或一种电泳阻剂材料，在应用焊接阻剂之前再将其除去。这就增加了复杂性，额外增加了一套湿化学溶液处理工艺。 2.全板镀铜 在该过程中全部的表面区域和钻孔都进行镀铜，在不需要的铜表面倒上一些阻剂，然后镀上蚀刻阻剂金属。即使对一块中等尺寸的印制电路板来讲，这也需要能提供相当大电流的电掘，才能够制成一块容易清洗且光滑、明亮的铜表面供后续工序使用。如果没有光电绘图仪，则需要使用负底片来曝光电路图形，使其成为更常见的对比反转干膜光阻剂。对全板镀铜的电路板进行蚀刻，则电路板上所镀的大部分材料将会再次被除去，由于蚀刻剂 中铜的载液增加，阳极受到额外腐蚀的负担也大大加剧。图8-1给出了脱除过程的印制电路板电镀流程图。 对于印制电路板的制造来讲，线路电镀是一种更好的方法，其标准厚度如下: 1)铜 2)锡-铅(线路、焊垫、通孔) 3)镍0.2mil 4)金(连接器顶端)50μm 电镀工艺中之所以保持这样的参数是为了向金属镀层提供高导电性、良好的焊接性、较高的机械强度和能经受元器件终端镶板以及从电路板表面向镀通孔中填铜所需的延展性。 |
