剛撓印制(zhì)電(diàn)路闆去鑽污及凹蝕技(jì)術(shù)

      去鑽污及凹蝕是剛-撓印制(zhì)電(diàn)路闆數(shù)控鑽孔後，化學鍍銅或者直接電(diàn)鍍銅前的一個(gè)重要工序，要想剛撓印制(zhì)電(diàn)路闆實現可(kě)靠電(diàn)氣互連，就必須結合剛撓印制(zhì)電(diàn)路闆其特殊的材料構成，針對其主體(tǐ)材料聚酰亞胺和(hé)丙烯酸不耐強堿性的特性，選用合适的去鑽污及凹蝕技(jì)術(shù)。剛撓印制(zhì)電(diàn)路闆去鑽污及凹蝕技(jì)術(shù)分濕法技(jì)術(shù)和(hé)幹法技(jì)術(shù)兩種，下面就這兩種技(jì)術(shù)與各位同行(xíng)進行(xíng)共同探討(tǎo)。 

    剛撓印制(zhì)電(diàn)路闆濕法去鑽污及凹蝕技(jì)術(shù) 

　　剛撓印制(zhì)電(diàn)路闆濕法去鑽污及凹蝕技(jì)術(shù)由以下三個(gè)步驟組成： 
　　l 膨松（也叫溶脹處理(lǐ)）。利用醇醚類膨松藥水(shuǐ)軟化孔壁基材，破壞高(gāo)分子結構，進而增加可(kě)被氧化之表面積，以使其氧化作(zuò)用容易進行(xíng)，一般使用丁基卡必醇使孔壁基材溶脹。 
　　l 氧化。目的是清潔孔壁并調整孔壁電(diàn)荷，目前，國內(nèi)傳統用三種方式。 
　　Ⅰ.濃硫酸法：由于濃硫酸具有(yǒu)強的氧化性和(hé)吸水(shuǐ)性，能将絕大(dà)部分樹(shù)脂碳化并形成溶于水(shuǐ)的烷基磺化物而去除，反應式如下：CmH2nOn+H2SO4--mC+nH2O除孔壁樹(shù)脂鑽污的效果與濃硫酸的濃度、處理(lǐ)時(shí)間(jiān)和(hé)溶液的溫度有(yǒu)關。用于除鑽污的濃硫酸的濃度不得(de)低(dī)于86%，室溫下20-40秒(miǎo)，如果要凹蝕，應适當提高(gāo)溶液溫度和(hé)延長處理(lǐ)時(shí)間(jiān)。濃硫酸隻對樹(shù)脂起作(zuò)用，對玻璃纖維無效，采用濃硫酸凹蝕孔壁後，孔壁會(huì)有(yǒu)玻璃纖維頭突出，需用氟化物（如氟化氫铵或者氫氟酸）處理(lǐ)。采用氟化物處理(lǐ)突出的玻璃纖維頭時(shí)，也應該控制(zhì)工藝條件，防止因玻璃纖維過腐蝕造成芯吸作(zuò)用，一般工藝過程如下： 
　　H2SO4：10% 
　　NH4HF2：5-10g/l 
　　溫度：30℃ 時(shí)間(jiān)：3-5分鍾 
　　按照此方法對打孔以後的剛-撓印制(zhì)電(diàn)路闆去鑽污及凹蝕，然後對孔進行(xíng)金屬化，通(tōng)過金相分析，發現內(nèi)層鑽污根本沒去徹底，導緻銅層與孔壁附着力低(dī)下，為(wèi)此在金相分析做(zuò)熱應力實驗時(shí)（288℃，10±1秒(miǎo)），孔壁銅層脫落而導緻內(nèi)層斷路。 
　　況且，氟化氫铵或者氫氟酸有(yǒu)巨毒，廢水(shuǐ)處理(lǐ)很(hěn)困難。更主要的是聚酰亞胺在濃硫酸中呈惰性，所以此方法不适應剛-撓印制(zhì)電(diàn)路闆的去鑽污及凹蝕。 

　　Ⅱ.鉻酸法：由于鉻酸具有(yǒu)強烈的氧化性，其浸蝕能力強，所以它能使孔壁高(gāo)分子物質長鏈斷開(kāi)，并發生(shēng)氧化、磺化作(zuò)用，于表面生(shēng)成較多(duō)的親水(shuǐ)性基團，如羰基（-C=O）、羟基（-OH）、磺酸基（-SO3H）等，從而提高(gāo)其親水(shuǐ)性，調整孔壁電(diàn)荷，并達到去除孔壁鑽污和(hé)凹蝕的目的。一般工藝配方如下： 
    鉻酐CrO3 : 400 g/l 
    硫酸H2SO4 ：350 g/l 
    溫度：50-60℃ 時(shí)間(jiān)：10-15min 
　　按照此方法對打孔以後的剛-撓印制(zhì)電(diàn)路闆去鑽污及凹蝕，然後對孔進行(xíng)金屬化，對金屬化孔進行(xíng)了金相分析和(hé)熱應力實驗，結果完全符合GJB962A-32标準。　　 
　　所以，鉻酸法也适應于剛-撓印制(zhì)電(diàn)路闆的去鑽污及凹蝕，針對小(xiǎo)企業而言，該方法的确非常适合，簡單易操作(zuò)，更主要的是成本，但(dàn)該方法唯一的遺憾是存在有(yǒu)毒物質鉻酐。 

    Ⅲ.堿性高(gāo)錳酸鉀法：目前，很(hěn)多(duō)PCB廠家(jiā)由于缺少(shǎo)專業的工藝，仍然沿襲剛性多(duō)層印制(zhì)電(diàn)路闆去鑽污及凹蝕技(jì)術(shù)--堿性高(gāo)錳酸鉀技(jì)術(shù)來(lái)處理(lǐ)剛-撓印制(zhì)電(diàn)路闆，通(tōng)過該方法去除樹(shù)脂鑽污後，同時(shí)能蝕刻樹(shù)脂表面使其表面産生(shēng)細小(xiǎo)凸凹不平的小(xiǎo)坑，以便提高(gāo)孔壁鍍層與基體(tǐ)的結合力，在高(gāo)溫高(gāo)堿的環境下，利用高(gāo)錳酸鉀氧化除去溶脹的樹(shù)脂鑽污，該體(tǐ)系對于一般的剛性多(duō)層闆很(hěn)湊效，但(dàn)對于剛-撓印制(zhì)電(diàn)路闆不适應，因為(wèi)剛-撓印制(zhì)電(diàn)路闆的主體(tǐ)絕緣基材聚酰亞胺不耐堿性，在堿性溶液中要溶脹甚至少(shǎo)部分溶解，更何況是高(gāo)溫高(gāo)堿的環境。如果采用此方法，即使當時(shí)剛-撓印制(zhì)電(diàn)路闆沒報廢，也為(wèi)以後采用該剛-撓印制(zhì)電(diàn)路闆的設備的可(kě)靠性大(dà)打折扣。 
　　中和(hé)。經過氧化處理(lǐ)後的基材必須經清洗幹淨，防止污染後道(dào)工序的活化溶液，為(wèi)此必須經過中和(hé)還(hái)原工序，根據氧化方式的不同選用不同的中和(hé)還(hái)原溶液。 

    剛撓印制(zhì)電(diàn)路闆幹法去鑽污及凹蝕技(jì)術(shù) 

　　目前，國內(nèi)外流行(xíng)的幹法是等離子體(tǐ)去鑽污及凹蝕技(jì)術(shù)。等離子體(tǐ)用于剛-撓印制(zhì)電(diàn)路闆的生(shēng)産，主要是對孔壁去鑽污和(hé)對孔壁表面改性。其反應可(kě)看着是高(gāo)度活化狀态的等離子體(tǐ)與孔壁高(gāo)分子材料和(hé)玻璃纖維發生(shēng)的氣、固相化學反應,生(shēng)成的氣體(tǐ)産物和(hé)部分未發生(shēng)反應的粒子被真空(kōng)泵抽走的過程,是一個(gè)動态的化學反應平衡過程.根據剛撓印制(zhì)電(diàn)路闆所用的高(gāo)分子材料通(tōng)常選用N2、O2、CF4氣體(tǐ)作(zuò)為(wèi)原始氣體(tǐ).其中N2起到清潔真空(kōng)和(hé)預熱的作(zuò)用. 
O2+CF4混合氣體(tǐ)的等離子體(tǐ)化學反應示意式為(wèi): 
    O2+CF4 O+OF+CO+COF+F+e-+……. 

　　等離子體(tǐ) 
    由于電(diàn)場(chǎng)加速使其成為(wèi)高(gāo)活性粒子而碰撞O和(hé)F粒子而産生(shēng)高(gāo)活性的氧自由基和(hé)氟自由基等,與高(gāo)分子材料反應如下: 
    ［C、H、O、N］+［O+OF+CF3+CO+F+…］ CO2+HF+H2O+NO2+…… 

　　等離子體(tǐ)與玻璃纖維的反應為(wèi): 
    SiO2+［O+OF+CF3+CO+F+…］ SiF4+CO2+CaL 
　　至此，實現了剛撓印制(zhì)電(diàn)路闆的等離子體(tǐ)處理(lǐ)。  
    值得(de)注意的是原子狀态的O與C-H和(hé)C=C發生(shēng)羰基化反應而使高(gāo)分子鍵上(shàng)增加了極性基團，使高(gāo)分子材料表面的親水(shuǐ)性得(de)到改 
善。 
    O2+CF4等離子體(tǐ)處理(lǐ)過的剛-撓印制(zhì)電(diàn)路闆，再用O2等離子體(tǐ)處理(lǐ)，不但(dàn)可(kě)以使孔壁潤濕性（親水(shuǐ)性）得(de)到改善，同時(shí)可(kě)以去除反應。結束後的沉積物和(hé)反應不完全的中途産物。用等離子體(tǐ)技(jì)術(shù)去鑽污及凹蝕的方法處理(lǐ)剛-撓印制(zhì)電(diàn)路闆并且經過直接電(diàn)鍍以後，對金屬化孔進行(xíng)了金相分析和(hé)熱應力實驗，結果完全符合GJB962A-32标準。 

    結束語 
    綜上(shàng)所述，不管是幹法還(hái)是濕法，如果針對體(tǐ)系主體(tǐ)材料的特性，選擇合适的方法，都可(kě)以達到剛撓互連母闆去鑽污及凹蝕刻的目的。