当印刷板材料孔直式金材化技艺的探讨

印刷板材料孔直式金材化技艺的探讨

1材料与实验方法

1.1材料

双面印刷电路板

1.2电镀工艺

1.3配方与操作条件

印制板孔金属化表面直接电镀(电镀铜包铝铝镀铜设备铜包铝生产线 )的配方和操作条件。

1.4测定方法

厚度测定采用HX－200型显微测厚仪硬度测定采用HX－200型显微硬度计电阻测定采用数字万用表多次测定取其平均值热循环试验在80加热1小时迅速冷却至0放置1小时然后再加热循环5次。

注（1）。从除油到电镀每个步骤均需搅拌（2）。除催化步骤外每个步骤后均需去离子水冲洗1￣2min（3）。氧化再氧化催化步骤的配方可采用组合进行实验（4）。电镀时间取决于印制板的板厚／孔径比当板厚／孔径比等于8：1时首先在1A／dm2下电镀15min，然后在3A／dm2下电镀60min.

2实验结果与讨论

2.1实验结果

本实验配方下镀层的试验结果如2所示在热循环试验之后镀层仍与基体紧密结合在一起无鼓泡翘起脱皮等现象。

2.2表面处理

对印制板孔钻孔打磨在除油过程中增加了碱性除油用丙酮除油虽然能够除去基材的残余应力但是除油却不彻底这样会影响基材和镀层之间的结合力所以增加碱性除油是很有必要的。

2.3整平剂的作用

整平剂都采用含氧有机溶剂的水溶液目的在于软化FRP和印制板孔壁的环氧树脂。

2.4氧化剂的图形放大、截取功能选择

采用含有碱金属的KMnO4氧化剂加入KOH这样处理后的表面均匀平整如1氧化液中KMnO4必须达到一定含量如果含量过低表层。

生成的富Mn树脂岛状物较少中和以后的微观粗化程度也就小这将降低表面与镀层之间的结合力氧化时间也不能太短如果氧化时间低于5min那么基本上没有氧化物生成。

2.5中和处理

采用中和处理可以除去氧化步骤后存在的富Mn树脂岛状物留下微观粗化的蜂窝状外观这种微观粗化的构型可以增进孔壁与金属镀层之间的良好附着性而且留下蜂窝状外观有利于下一步再氧化时MnO2的生成吸附。

2.6再氧化

再氧化中氧化剂中的KMnO4与表面树脂和玻璃纤维生成MnO2MnO2层对于以后的导电性聚合物的形成起着重要作用其反应式如下4KMnO4＋2H2O＋3C环氧4MnO2＋3CO2＋4KOH4KMnO4＋4KOH＋C环氧4K2MnO4＋2H2O＋CO23K2MnO4＋2H2O2K2MnO4＋4KOH＋MnO2

中和之后的试样必须仔细用去离子水清洗以免中和液带入再氧化液中影响MnO2的形成KMnO4KOH的含量应适当一般KMnO4在5090g／L范围内较好虽然KMnO4含量增大岛状物密度增大粗糙度随之也增大粘附性能得以提高但密度过大时与孔壁结合不牢的MnO2将会污染下一步的催化溶液影响聚吡咯的形成氧化液最好是即配即用避免在碱性条件下发生水解影响氧化效果表面成份分析如2.

2.7催化处理

聚吡咯层的形成催化是前处理中最重要的一步聚吡咯层的导电性直接影响到沉积扩展速度要获得导电性好的聚合物膜首先应选择适宜的单体及相关的氧化剂掺杂剂观望情绪浓等适宜的有机单体有吡咯呋喃苯胺或噻吩及其衍生物以吡咯及其衍生物最佳吡咯溶液在空气中相当稳定但遇光会氧化聚合成吡咯黑不溶性沉淀应避免光直接照射加入适当的表面活性剂可以增加它的稳定性聚合物膜的导电性随吡咯单体的增加而提高达20ml／L后不再有明显变化催化液中的酸性化合物对于有机单体发生聚合反应是重要的适宜的酸性化合物有对甲苯磺酸甲烷磺酸HClH3PO4.

等其中又以对甲苯磺酸最好另外还应含有磺酸盐类如对甲苯磺酸钠以获得聚合物膜中的掺杂阴离子催化液中含对甲苯磺酸和对甲苯磺酸钠pH为1.7￣2.5时可以获得较佳结果实验中采用10g／L对甲苯磺钠和6g／L的对甲苯磺酸得到了良好结果催化液中加入醇之类的有机溶液或溶解促进剂能改善催化液的稳定性加入明胶则可显著改善聚吡咯对基体的涂复性明胶的溶解度常温下较小需要用少量水加热溶解后才配吡咯溶液其次要获得良好的结果必需加入氧化掺杂剂FeCl3就是一种效果良好的氧化掺杂剂催化一般在室温20￣30最佳下进行温度过低反应速度慢需要增大催化时间温度过高则反应太快易结成聚吡咯块产生副反应为了避免催化液结块本实验采用了分批投料法即先配成明胶异丙醇吡咯对甲苯磺酸钠和OP乳化剂的溶液催化时按量取出加入溶解的NaF和对甲苯磺酸溶液放入试样在快速搅拌下加入F济南实验机厂提示您eCl3溶液这时可看到溶液颜色渐渐加深变为黑色墨汁状液体FeCl3的加入可使吡咯很快氧化合并附着在试样上聚合后的催化液在连续搅拌的条件下长时间静置会结块可重复使用经实验证明重复结构式为(Si12)(Mg8)O30(OH)4(OH2)4.8H2O使用三次处理的试样在电镀时效果一致此外搅拌也是必不可少的实验证明如果不使用搅拌氧化或催化处理后试验表面颜色都不均匀电镀后的镀层的质量也较差。

2.8直接电镀

我们采用酸性CuSO4光亮镀铜工艺铜的生长是由孔边缘的覆铜片开始向孔的中央延伸其过程如铜的结晶扩散从可以观察到铜的结晶形式是枝晶其方向沿铜的生长方向在玻璃钢表面进行直接电镀时表现得更直观其表面成分分析如6所示。

3结论

1通过聚吡咯导电层能良好实现印刷电路板的孔直接金属化聚吡咯的导电性是实现金属直接电镀的关键加入FeCl3.