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摘要:印制電路板(PCB)具有運行可靠性高、重量輕、體積小、易于標準化等優點,幾乎是所有電子設備的核心部件。化學鍍銅工藝是印制電路金屬化的關鍵技術。隨著印制板線條的不斷細化,過去通過提高基體表面粗糙度的方法來提高基體與化學銅膜間粘結強度變得困難。
關鍵詞:化學鍍銅,低溫,穩定
中圖分類號:TQ153.14 文獻標志碼:A 文章編號:1000-8772(2013)29-0000-02
如果基體表面粗糙度較高,使得銅互連線在高頻信號傳輸過程中產生較大的信號衰減和低的信噪比,極大的影響PCB的性能。為了降低高頻信號的衰減、獲得高的信噪比,同時在平滑的基體表面提高基材與金屬鍍層間的粘接強度,低溫、高速化學鍍銅技術尤為關鍵。因此,研制開發高速化學鍍銅溶液對我國PCB產業的飛速發展具有重要的意義。
一、實驗
所選用的基板為厚度為1.0mm、25 × 40 mm的 ABS板。實驗前先對基板進行除油、膨潤、微蝕、中和等前處理,然后再活化、化學鍍銅。化學鍍銅時間為60min,化學鍍銅基礎鍍液組成為:五水硫酸銅為12g/L,檸檬樹鈉為30 g/L,乙醛酸為3ml/L。用氫氧化鈉調節pH為9.5,對鍍液進行研究。
二、結果與討論
在鍍液溫度為50℃條件下,研究加入1-苯基-5-巰基-四氮唑與基礎鍍液中時,對鍍液沉積速率的影響。發現1-苯基-5-巰基-四氮唑的加入明顯能加速鍍銅沉積速率的影響。當加入0.5ppm 1-苯基-5-巰基-四氮唑時鍍銅沉積速率為4.2μm/h,當加入的1-苯基-5-巰基-四氮唑2ppm時,鍍銅沉積速率達到最高點為12.4μm/h,同時鍍液開始不穩定。
我們選擇1-苯基-5-巰基-四氮唑2ppm為研究點,研究溫度對鍍銅沉積速率的影響。研究發現隨著溫度的降低,鍍銅沉積速率也隨之下降。當鍍液溫度為50℃,鍍銅沉積速率為12.4μm/h,當鍍液溫度降到40℃時,鍍銅沉積速率降到10.6μm/h;當鍍液溫度降到20℃時,鍍銅沉積速率為8.1μm/h,仍然能遠遠高于工業要求,但鍍液還是不太穩定,同時鍍層表面發黑,不光亮等現象(見圖1)。
為了提高鍍液的穩定性,我們研究了抑制劑對化學鍍銅沉積速率的影響。向上述鍍銅溶液中單獨添加PEG-4000時,當PEG-4000濃度從0 mg/L增加到2.0 mg/L時,其相對應的鍍銅沉積速率從8.1 μm/h降低到5.2 μm/h,但鍍液的穩定性大大提高,鍍液工作72小時后,未見渾濁出現,同時燒杯壁上未見紅色的銅沉積。但銅膜還是不太光亮。
為了提高銅膜的光亮性,我們加入了JGB,隨著JGB的濃度從0.1ppm提高到0.5ppm,銅膜的光亮性大大提高,銅沉積的顆粒變小,變的更加致密(見圖2-3),但繼續提高JGB的濃度,銅膜的光亮性幾乎沒有變化。
三、結論
本文研究了以硫酸銅為主鹽,四水合酒石酸鉀鈉為絡合劑,甲醛為還原劑的基礎體系中,以1-苯基-5-巰基-四氮唑為加速劑、PEG為抑制劑、JGB為光亮劑的低溫化學鍍銅溶液,該鍍液穩定,沉積速率快,銅膜光亮效果好。
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