常用稳定剂如下:
稳定剂化合物 添加量 蚀刻铜速率 双氧水H202分解率
C2H5NH 2 10g/l 28% 1.4mg/l.min
n-C4H9NH2 10ml/l 232% 2.7 mg/l.min
n-C8H17NH2 1 ml/l 314% 1.4mg/l.min
H2NCH2NH2 10g/l 2.4 mg/l.min
C2H5CONH2 0.5 g/l 98% /
C2H5CONH2 1 g/l 53% /
不加稳定剂 0 100% 快速分解
我们以不加稳定剂的蚀刻速率 为100%,那么蚀刻速率大于100%的为正性加速稳定剂,小于100%的为负性减速稳定剂。对于正性的加速稳定剂不用加热,在室温(25度C)条件下就具有较高的蚀刻速度。而负性减速稳定剂,必须加热使用才能产生微蚀刻铜的效果。应注意新开缸的微蚀刻液,开始蚀刻时速率较慢,可加入4g/l硫酸铜或保留25%的旧溶液。
二、活化
活化的目的是为了在基材表面上吸附一层催化性的金属粒子,从而使整个基材表面顺利地进行化学镀铜反应。常用的活化处理方法有敏化—活化法(分步活化法)和胶体溶液活化法(一步活化法)。
1.敏化-活化法(分步活化法)
(1)敏化处理
常用的敏化液是氯化亚锡的水溶液。其典型配方如下:
氯化亚锡(Sncl2.2H2O) 30~50g/L
盐酸 50~100ml/L
锡粒 3~5g/l
配制时先将水和盐酸混合,然后加入氯化亚锡边搅拌使其溶解。锡粒可防止Sn2+氧化。
敏化处理在室温下进行,处理时间为3~5min,水洗后进行活化处理。
(2)活化处理
常用的离子型活化液是氯化钯的溶液,其典型配方如下:
氯化钯pdCl20. 5~1g/L
盐酸 5~10ml/L
处理条件-室温,处理1~2min
敏化-活化法的溶液配制和操作工艺简单,在早期的印制板孔金属化工艺中曾得到广泛应用。这种方法有二个主要缺点:一是孔金属化的合格率低,在化学镀铜后总会发现有个别孔沉不上铜,其主要有二个方面的原因,其一是Sn+2离子对环氧玻璃的基体表面湿润性不是很强,其二是Sn+2很易氧化特别是敏化后水洗时间稍长,Sn+2被氧化为Sn+4,造成失去敏化效果,使孔金属化后个别孔沉不上铜。二是化学镀铜层和铜箔的结合力差,其原因是在活化过程中,活化液中贵金属离子和铜箔间发生置换反应,在铜表面上形成一层松散的金属钯。如果不去除会影响沉铜层和铜箔间的结合强度。在多层连接以及图形电镀法工艺中,这种缺陷已经成为影响印制板质量主要矛盾,现在是用螯合离子钯分步活化法来解决这些问题,现在用得也比较少。
2.胶体钯活化法(一步活化法)
(1)配方
常用的胶体钯活化液配方列于表
胶体钯活化液配方及操作条件 |
配方
组份 |
1 |
2 |
氯化钯 (ml/L) |
1 |
0.25 |
盐 酸 (37%)(g/L) |
300 |
10 |
氯化亚锡 (g/L) |
70 |
3.2 |
锡酸钠 (g/L) |
7 |
0.5 |
氯化钠 (g/L) |
— |
250 |
尿 素 (g/L) |
— |
50 |
温 度 |
室温 |
室温 |
时 间 (min) |
2~3 |
2~3 |
pH |
≤0.1 |
0.7~0.8 |
采用胶体钯活化液能消除铜箔上形成的松散催化层,而且胶体钯活化液具有非常好的活性,明显地提高了化学镀铜层的质量,因此,在PCB的孔金属化工艺中,得到了普遍应用。
表中的配方1是酸基胶体钯,由于其盐酸含量高,使用时酸雾大且酸性太强对黑氧化处理的多层
内层连接盘有浸蚀现象,在焊盘处易产生内层粉红圈。活化液中钯含量较高,溶液费用大,所以已很少采用。配方2是盐基胶体钯。在盐基胶体钯活化液中加入尿素,可以和Sn2+
O
‖
形成稳定的络合物[H2NCNH3]SC1-3,防止了活化剂产生沉淀,明显地降低了盐酸的挥发和Sn2+离子的氧化,从而提高了胶体钯活化液的稳定性。
(2)胶体钯活化液的配制方法
a. 酸基胶体钯活化液—称取1g氯化钯溶解于100ml盐酸和200ml纯水的混合液中,并在恒温水浴中保持30℃,边搅拌边加入氯化亚锡(SnCl2?2H2O)2.54g搅拌12min,然后再与事先配制好的氯化亚锡60g、盐酸200ml和锡酸钠7g的混合液溶解在一起,再在45℃的恒温水浴条件下保温3h,最后用水稀释至1L即可使用。
b. 盐基胶体钯活化液-称取氯化钯0.25g,加入去离子水200ml,盐酸10ml,在30℃条件下搅拌,使氯化钯溶解。然后加入3.2g氯化亚锡并适当搅拌,迅速倒入事先配制好的含有尿素50g、氯化钠250g、锡酸钠0.5g和水800mL的混合溶液中,搅拌使之全部溶解,在45℃条件下保温3h,冷至室温,用水稀释至1L。
(3)胶体钯处理工艺