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镀通孔、化学铜和直接电镀制程术语手册

  广义指各种化学反响中,若增加某些加快剂后,使其反响得以加快之谓。狭义是指镀通孔(PTH)制程中,经活化反响后在速化槽液中,以酸类(如硫酸或含氟之酸类等)剥去所吸附钯胶体的外壳,使显露活性的钯金属再与铜离子非直接触摸,而得到化学铜层之前处理反响。

  指能促进化学反响加快进行之增加物而言,电路板用语有时可与 Promotor相互通用。又待含浸的树脂,其 A-stage 中也有某种加快剂的参加。另在 PTH 制程中,当锡钯胶体着落在底材孔壁上后,需以酸类溶去外面的锡壳,使钯直接与化学铜反响,这种剥壳的酸液也称为速化剂。

  一般泛指化学反响之初所需出现之激动状况。狭义则指 PTH 制程中钯胶体着落在非导体孔壁上的进程,而这种槽液则称为活化剂(Activator)。还有Activity之近似词,是指活性度而言。

  在 PCB 工业中常指助焊剂中的活化成份,如无机的氯化锌或氯化铵,及有机性氢卤化胺类或有机酸类等,皆能在高温中帮忙松脂酸对待焊金属标明上进行清洁的作业。此等增加剂皆称为 Activator 。

  是一种查看镀通孔铜壁无缺与否的扩大目测法。其做法是将孔壁外的基材,自某一方向当心予以磨薄迫临孔壁,再利用树脂半透明的原理,自背面薄基材处射入光线。假若化学铜孔壁质量无缺并无任何破洞或针孔时,则该铜层必能阻绝光线而在显微中出现漆黑。一旦铜壁有破洞时,则必定有光点出现而被观察到,并可加以扩大拍摄存证,称为背光查看法,亦称之为Through Light Method ,但只能看到半个孔壁。

  在电路板上常用以表明 PTH 的孔壁,如 Barrel Crack 即表铜孔壁的开裂。但在电镀制程中却用以表明滚镀,是将许多待镀的小零件,团体堆放在可翻滚的滚镀桶中,以相互碰触搭接的方法,与藏在其内的软性阴极导电杆连通。操作时可令各小件在笔直上下翻滚中进行电镀,这种滚镀所用的电压比正常电镀约高出三倍。

  催化是一般化学反响前,在各反响物中所额定参加的介绍人,令所需的反响能顺畅打开。在电路板业中则是专指 PTH 制程中,其氯化钯槽液对非导体板材进行的活化催化,对化学铜镀层先埋下成长的种子。不过此学术性的用语现已更浅显的说成活化(Activation)或核化(Nucleating),或下种(Seeding)了。还有Catalyst,其正确译名是催化剂。

  某些有机物中,其部份相邻原子上,互有剩余的电子对,可与外来的二价金属离子(例如Ni2+,Co2+,Cu2+ 等)一起组成环状(Ring),相似螃蟹的两支大螯般一起夹住外物相同,称之为螫合效果。具有这种功用的化合物者,称为Chelating Agent。如EDTA(乙二胺基四醋酸),ETA等都是常见的螯合剂。

  电路板的镀通孔铜壁,有供给插焊及层间相互连通(Interconnection)的功用,其孔壁完好的重要性自不待言。环状断孔的成因或许有 PTH 的缺失,镀锡铅的不良构成孔中掩盖缺乏,致使又被蚀断等,此种整圈性孔壁的断开称为环状断孔,是一项质量上的严峻缺陷。

  是物质分类中的一种流体,如牛奶、泥水等就是胶体溶液。是由许多巨分子或小分子集合在一起,在液中出现悬浮状况,与糖水盐水等真溶液不同。PTH制程其活化槽液中的钯,在供货商制造的初期是出现真溶液,但经老化后抵达现场操作时,却另显现出胶体溶液状况,也唯有在胶体槽液中,板子才干完结活化化反响。

  这是近年来所鼓起的一种新制程,欲将传统有害人体含甲醛的化学铜从 PTH 中扫除,而对孔壁先做金属化的准备作业(如黑孔法、导电高分子法、电镀化学铜法等),再直接进行电镀铜以完结孔壁,现已有多种商用制程正在推行中。

  是Ethylene-Diamine-Tetra-Acetic Acid的缩写,为一种重要的有机螫合剂,无色结晶稍溶于水。其分子式中的四个能解离的氢原子,可被钠原子替代而成二钠、三钠或四钠盐,使水中溶度大为前进。其水解后空出两个负端,可补捉水中的二价金属离子,如螃蟹的两把螯夹一般称为螯合。EDTA用处极广,如各种清洁剂、洗发精、化学铜及电镀、抗氧化剂、重金属解毒剂,及其它药品类,是一种极重要的增加助剂。

  在可以进行自我催化(Autocatalytic)而复原的金属离子(如铜或镍)槽液中,其间所设置负电性较强的金属或非金属外表,在无需外加电流下,即能接二连三堆积出金属的制程称为无电镀。电路板工业中以无电铜为主,还有同义字化学铜,大陆业界则称为沉铜。

  即Plated Through Hole的另一说法。通孔本来意图有二,即插件及做为各层间的互连(Interconnect)通电,现在SMT份额增大,插装零件很少。故一般为了节约板面的面积,这种不插件的通孔,其直径很小(20mil以下),并且并不满是全板贯孔。各种Vias中凡全板贯穿者称为贯穿孔,部分贯穿两头无出口者,称为埋通孔或埋孔(Buried Hole),部分贯穿而有一端口者,称为盲孔(Blind Hole)。

  指完结钻孔的裸材孔壁,在进行化学铜镀着之前,先要对其非导体孔壁进行清洁,及使带正静电之处理,并完结随后之微蚀处理与各站之水洗。使孔壁先能堆积上一层带负电的钯胶囊团,称为活化处理。再续做速化处理,将钯胶囊外围的锡壳剥掉以便承受化学铜层的登陆。上述一系列槽液对底材孔壁的前处理,总称之为通孔准备。

  此字的用处极广,施工法也品种很多不胜枚举。在电路板上多指镀通孔化学铜制程,使在非导体的孔壁上,先得到可导电的铜层,谓之金属化。当然可以派用在孔壁上做为金属化意图者,并非仅只有铜层一项罢了。例如德国闻名电镀品供货商 Schlotter 之 SLOTOPOSIT 制程,即另以化学镍来进行金属化制程。现在所盛行的Direct Plating,更是以各种可导电的非金属化学品,如碳粉、Pyrrole,或其它导电性高分子等。由是可知在科技的前进下,连原有的金属化名词也应改做导电化才更契合生产线、Nucleation,Nucleating 核化

  这是较老的术语,是指非导体的板材外表承受到钯胶体的吸附,而能进一步使化学铜层得以结实的附着,这种先期的准备动作,现在最常见的说法就是活化(Activation),前期亦还有 Nucleating 、Seeding ,或 Catalyzing 等。

  电路板在进行镀通孔制程时,若因钻孔不良构成孔壁坑洞太多,而无法让化学铜层均匀的铺满,致使存在着曝露底材的破洞(Voids)时,则或许自各湿制程吸藏水份,而在后来高温焊接制程中构成水蒸气向外喷出。吹入孔内尚处在高温液态的焊锡中,将在后来冷却固化的锡柱中便构成空泛。这种自底材铜壁破洞向外喷出水蒸气的现象称为Out-gassing。而产生吹气的不良镀通孔,则称吹孔 (Blow Hole) 。留意,若出气量很多时,会常往板子焊锡面没有固化的锡柱冲出并喷向板外,出现如火山口般的喷口。故当板子完结焊接后,若欲查看质量上是否有吹孔时,则可在板子的焊锡面去找,至于组件面因处于锡池的背面会提早冷却,致使出现喷口的时机并不多。

  是白金的贵金属之一,在电路板工业中是以氯化钯的胶体离子团,做为PTH制程中的活化剂(Activator),作为化学铜层成长的前锋部队。数十年来一向居于无可替代的方位,连最新发展中直接电镀(Direct Plating)法的佼佼者Crimson,也是以硫化钯做为导电的底层。

  是指双面板以上,用以当成各层导体互连的管道,也是前期零件在板子上插装焊接的基地,一般标准即要求铜孔壁之厚度至少应在1 mil以上。近年来零件之外表黏装盛行,PTH大都已不再用于插装零件。因而为节约板面外表积起见,都尽量将其孔径予以缩小(20 mil以下),只做为互连(Interconnection)的用处,特称为导通孔(Via Hole)。

  指镀通孔制程之前处理清洁缺乏,致使后来在底材上所完结的铜孔壁(化学铜加电镀铜)固着力欠佳,致使根基不稳简单脱离。例如当双面板在进行PTH前,并未做过除胶渣(Smear Removal)处理,其铜壁虽也能顺畅的成长,但当胶渣太多或遭遇到漂锡与焊接之强热检测时,其铜壁与底材之间将出现或许别离的现象,称为Pull Away。

  即PTH之活化处理 (Activation)制程;下种是前期不甚稳当的术语。

  前期 PTH的制程中,在进行化学铜处理之前,有必要对非导体底材进行双槽式的活化处理,并非如现行完善的单槽处理。昔时是先在氯化亚锡槽液中,令非导体外表先带有二价锡的堆积物,再进入氯化钯槽使二价钯进行堆积(即Activation)。亦即让其两种金属离子,在板面上或孔壁上进行相互间的氧化复原,使非导体外表上有金属钯附着及出现氢气,以完结其开始之金属化,并有着十分强的复原性,招引后来铜原子的积附。此种双槽式处理前一槽的亚锡处理,称为敏化。不过现在业界已将 Sensitizing 与 Activation 两者视为同义字,且已统称为活化,敏化之界说已逐步消失。

  若在水溶液中参加某些化学品(如磷酸盐类),促进其能抓住该水溶液中的金属离子,而将之改变成为错离子(Complex Ion),阻挠其产生沉积或其它反响。但其与金属之间却未产生化学改变,此种只出现捕捉的效果称为Seauestering 螫合。具有此等性质且又能压抑某些金属离子在水中活性之化学品者,称为螫合剂 Sequestering Agent。Sequestering 与 Chelate 二者虽皆为螫合,但亦稍有不同。后者是一种配位(Coordination)化合物 (以EDTA为例,见下图之结构式),一旦与水溶液中某些金属离子构成杂环状化合物后,即不易再让该金属离子脱离。此类螫合剂分子如有两个方位可供结合者,称为双钩物(Bidentate),如供给三个配位者则称为三钩物(Tridentate)。

  指多层板的镀通孔壁,及套接的各层孔环,其在板材 Z 轴所占有的区域,很简单感受到通孔传来的高热,故称为感热区。如镀通孔在高温中受强热后(如焊接),其感热区的受热,远比无通孔区更快也更多。其具体内容请见附图之阐明。

  此词常用于电路板的通孔铜壁上,是指已见底的穿孔或部分铜厚低于允收下限的区域,皆谓之破洞。另在拼装焊接板上,若系插孔焊接的锡柱中(Solder Plug),部分产生出气 (Outgassing)而构成空泛;或外表黏装锡膏接点的填锡(Solder Fillets)中,因水份或溶剂的气化而构成另一种空泛,此二种缺陷皆称为空泛。

  质地疏松的灯芯或烛心,对油液会产生抽吸的毛细现象,称为Wicking。电路板之板材经钻孔后,其玻璃纱束堵截处常出现疏松状,也会吸入 PTH的各种槽液,致使构成一小段化学铜层存留其间,此种渗铜也称为灯芯效应。这类Wicking在技能高超的笔直剖孔微切片上,几乎是随处可见。 IPC-RB-276在3.9.1.1中规则,Class 1的板级其渗铜深度不行超越5 mil; Class 2不行超越 4 mil; Class 3更不行超越 3 mil。另外在铜丝编线或铜丝线束中,在沾锡时也会Wicking产生。PTH Plated Through Hole;镀通孔