化学基础3-PTH部分.ppt

化学基础3 PTH部分 领班技工培训教材 1 . PTH 的目的和作用 将钻孔后的PCB板去除孔口披锋毛刺，清洁板面后，对板进行化学沉铜，使板产生电传导。对已完成化学沉铜的PCB板进行整板电镀,以确保板子板面与孔壁铜厚达到一定的厚度，从而满足其相应的品质要求。(简单说就是使内外层之间通过孔连通) 处于钻孔之后和外层图形之间。 2. PTH 的基本流程 去毛刺；去除孔口披锋，清洁板面，以利于后制程生产 沉铜； 对已经过钻孔及去毛刺的PCB板进行去胶后，再进行化学沉铜。使板产生电传导，以便后工序生产。 加厚铜；对已完成PTH的PCB板进行整板电镀,以确保板子板面与孔壁铜厚达到一定的厚度，从而满足其相应的品质要求。 3. PTH 的详细的流程 3.2.1 膨松 膨松孔内树脂、降低树脂聚合物间的键合能，使其形成疏松的结构，以利于KMnO4咬蚀成微观粗糙的表面。 3.2.2 去钻污 高锰酸钾的强氧化性，在高温及强碱的条件下，与树脂发生化学反应，而分解溶去 主反应：C（树脂）+4MnO4-+4OH- →CO2 +4MnO42-+2H2O 副反应1：2MnO4-+2OH- →2MnO42- +? O2 + H2O 副反应2：MnO42-+ H2O →MnO2+ 2OH- + ? O2 为延长KMnO4溶液的使用寿命，我们使用电解再生的方法将MnO42-电解转变成MnO4-。 4MnO42-+2H2O+O2→4MnO4–+4OH– 阳极反应： MnO42- → MnO4– + e- 阴极反应：2H2O + O2 + 4e- → 4OH- 3.2.3 中和 碱性KMnO4溶液会跟除油剂及活化剂反应破坏其有效成分，所以需要对KMnO4溶液进行还原中和处理： MnO4- +R（中和剂）+H+ → MnO42- +H2O PTH（Plating Through Hole） PTH是一种自身的催化氧化还原反应。在化学镀铜过程中Cu2+离子得到电子还原为金属铜，还原剂放出电子，本身被氧化。其反应实质和电解过程相同，只是得失电子的过程是在短路状态下进行的，在外部看不到电流的流通。化学镀铜时可以将印制板以间隔 5~15mm的距离排放，一次浸入到化学镀液中进行镀铜，而用电镀法是无法做到的。化学镀铜可以在任何非导电的基体上进行沉积，利用这一特点在印制板制造中得到了广泛的应用。应用最多的是进行孔金属化，来完成双面或多层印制板层间导线的连通。 3.2.4 除油 清洁板面，更重要的是调整孔壁树脂残留的负电性基团，因为胶体钯活化剂表面带负电性基团，如果不经电荷调整，活化剂将难以沉积到孔壁上，导致沉积不上铜层。经过除油处理后，孔壁带上正电性基团，使活化剂在孔壁沉积得以实现，除油剂也叫调整剂。 3.2.5 微蚀 利用NaPS、H2SO4将底铜微蚀掉0.7-1.5um的铜，使底铜粗糙、表面积增大，从而增强底铜与化学铜层结合力。 反应式： Cu + S2O82- + H2SO4→ CuSO4 + 2HSO4- 3.2.6预浸 1、防止板子带杂质污物进入昂贵的钯缸； 2、防止板面太多的水量带入钯槽而导致局部水解而聚沉 3.2.7 活化 使孔壁吸附上胶体钯SnPd7Cl16，经过水洗后使SnCl2发生水解反应，生成Sn（OH）Cl，这样连同钯核一起沉积到板面和孔壁上。 注：氧气会破坏SnCl2形成沉淀，所以活化缸禁止打气，不允许过滤泵漏气。 3.2.8 加速 1、剥去Pd外层的碱式锡酸盐化合物外壳，露出Pd金属； 2、清除松散不实的钯团或钯离子、原子等。 加速的原理：钯胶团粘附的板子，在经水洗之后，Pd粒之外会形成Sn(OH)CL 等外壳。如下图所示： 加速反应式： SnCl2 + 2HBF4 → Sn(BF4)2 + 2HCl Sn(OH)Cl + 2HBF4 → Sn(BF4)2 + HCl + H2O 3.2.9 化学沉铜 Cu2+在HCHO、NaOH的存在下反应生成铜层，在底铜及含有钯的地方沉积出来，此处铜和钯是催化剂，为防止产生Cu(OH)2沉淀，需络合剂EDTA（253E）配合; CuSO4 + 2HCHO + 4NaOH ? Cu + Na2SO4 + 2HCOONa + 2H2O + H2 ? 化学沉铜液的成份及其作用 铜盐：主要用CuSO4 . 5H2O（253A） 络合剂：最常用的有酒石酸钾钠，EDTA . 2Na 等（253E） 还原剂：虽有很多还原剂，但真正能用于生产实际的只有甲醛最理想。这主要是甲醛具有优良的还原性能可以有选择的在活化过的基体表面自催化沉积铜。 PH值调节剂：甲醛在强碱条件下才具有还原性，为此必须在溶液中加入适量