随着电子设备的小型化、高性能化与SMT广泛采用，促使印制电路板制造技术向着高密度化、多层化方向发展。从多层印制板制造过程分析，要保证电路间连接的可靠性和导线间的绝缘性，表面处理技术是非常重要的。

　　多层印制板的制造方法主要采用金属化孔法，其采用的具体的工艺有减成法和加成法两类，但其制造方法却有很大的区别。

□减成工艺方法：          □加成工艺方法：

⊙全板电镀法；              ⊙半加成处理方法；
⊙图形电镀法；              ⊙全加成处理方法；
⊙全板-图形电镀法；    ⊙××-加成处理方法。

　　本文所指的多层印制板制造工艺程序是以减成工艺方法为主。与此同时涉及到的化学药品与基本工艺装备的选择问题，但其基本原则是要确保产品品质和高效率生产的顺利进行。

一、镀前处理（主要孔内壁的洗净处理）

　　多层印制板其内层采用IVH，而内层铜箔表面处理采用化学氧化处理（黑色氧化或棕色氧化），经层压、钻孔、高压水清洗、腐蚀和除沾污处理工序。特别经过腐蚀后，基材树脂及玻璃纤维的被化学溶解，使内层铜环突出确保内层导体电路与孔处连接的可靠性增高。在高速钻孔时产生的沾污被化学溶解而除去。处理方法有铬酸，浓硫酸（浓度98%）、碱性高锰酸钾、等离子体处理等。主要考虑化学镀过程中，内壁树脂上吸附金属钯量的控制。从成本角度分析，碱性高锰酸钾处理工艺方法引起重视。

二、化学镀铜工艺：

　　化学镀铜过程，使孔壁非导电体（绝缘体）表面沉积一层铜，以确保内层导体与电路的可靠连接。特别在处理多层化、高密度化、小孔径和孔径与板厚比高的情况下通过孔内壁铜层形成可靠的连接的确是很复杂的。

　　所以，多层印制板孔金属化的处理是非常重要的。复杂的内壁凹凸表面，能否保证铜沉积的完整性及可靠性，从孔内壁的清净处理技术到化学沉铜过程的重视也是必要的。

　　（1）沉铜前的预处理溶液：

　　多层印制板内孔壁的前处理主要目的是确保内层导体铜环与内层孔壁经表面调整处理后吸附一定量的触媒（金属钯）是很重要的。



沉铜覆盖能力（%）

图1：沉铜的覆盖能力及气孔发生率

　



活化处理时间（分）

图2：处理条件及金属钯的吸附量

　　⊙清净处理：

　　基板的表面脱脂与孔内壁表面调整同时进行，使铜的表面氧化物、油污除去，促进表面对金属钯的吸附量（见图3）。增加孔内壁润湿性的处理溶液采用碱性表面活性剂。

　　⊙酸洗：

　　经过彻底清洗干净后，再进行中和处理保持界面活性状态。通常酸洗采用硫酸、盐酸。

　　⊙表面腐蚀处理：

　　主要目的是除去铜焊盘与内层铜表面上的氧化物，确保沉积铜层的密着性和均匀性，增加其可靠性。采用腐蚀剂有过硫酸铵、过硫酸钠、硫酸-双氧水系。

　　⊙硫酸：

　　经腐蚀后，表面存有残留的硫酸盐被处理掉，获得洁净的铜表面。一般采用5%(体积比)的硫酸。

　　⊙预处理：

　　活化处理前，先在低浓度的预浸催化液中进行处理，以防止对活化液的污染。曾采用过以盐酸系列工艺方法进行处理，但由于对内层铜表面影响而产生晕圈现象。现采用盐基系处理溶液进行处理。

　　⊙活化处理：

　　在活化溶液内Pd-Sn呈胶体，被经过前处理的内壁与铜环吸附到表面上。活化液的主要成份为氯化钯、氯化亚锡、氯化钠的混合液。近来有的采用碱性离子钯的水溶液和铜离子系的使用。

　　⊙加速剂处理：

　　经过活化处理后，内层与铜的表面吸附的Pd-Sn胶体，经加速剂处理后内壁与铜环表面钯呈金属状态，采用酸处理溶液（分为硫酸、盐酸和酸化盐系）和碱性溶液处理。

　　（2）化学镀铜溶液：

　　化学沉铜溶液是印制板制造过程中，首先选择的处理溶液。

　　在减成法工艺中所采用的化学沉铜液主要目的，使非导体的孔壁金属化形成导体，为此目的在全板镀铜中，采用沉积薄铜化学沉铜液（沉铜厚度为0.35-0.50μm），再进行全板镀铜加厚；而采用化学沉厚铜液（沉铜厚度为1.5-2.5μm），就可以省去全板镀铜加厚步骤。

　　对化学沉铜溶液性能的要求是沉铜厚度的均匀性（无针孔、空洞）、致密性、沉积晶粒细致、沉积速率快和溶液的稳定性。特别高速沉厚铜溶液对小孔铜层的均匀性、耐蚀性和镀层的物理性都有很高的要求。

　　采用加成法工艺所使用的化学沉铜溶液，使非导体的孔壁与图形加工完成，特别要确保孔金属化与电路连接的可靠性。对沉铜液性能的要求是铜层应具有高的物理性能和溶液的稳定性。但在一定的沉积速度情况下，沉积的时间可能会长，溶液的寿命也会长。减成法工艺全过程包括基材、粘结与层压、光致抗蚀层、化学镀液和相关的处理设备等。其最终目的是确保多层印制电路板生产效率。

　　减成法具有代表性的化学沉铜溶液有：CC-41、AP-II、TAF-II、KAP-8。

表1：化学沉铜液的组成和工艺条件

　 沉薄铜化学沉铜溶液 沉厚铜化学沉铜溶液 全加成沉 
镀液组成 1 2 1 2 铜液 
硫酸铜(g/l) 10-15 　 8-12 　 8-10 
氯化铜 ‘’ 　 7-10 　 5-8 　 
E.D.T.A ‘’ 40-60 　 25-35 　 25-35 
酒石酸盐‘’ 　 30-40 　 　 　 
邻甲基酚类‘’ 　 　 　 25-30 　 
甲醛(37%)(ml/l)  15-20 15-20 5-10 5-10 2-5 
硫酸钠 (g/l) 8-12 8-12 5-8 5-8 2-5 
PH 12-13 12-13 12-13 12-13 12-13 
稳定剂 若干 若干 若干 若干 若干 
界面活性剂  若干 若干 若干 若干 若干 
温度 (℃)  20-30 20-30 40-60 40-60 70 
沉积速度(μm) 0.35-0.5 0.35-0.5 1.5-2.5 2.0-2.5 1.0-3.0 
时间 (分钟) 20-30 20-30 30 30 60 

三、电镀

　　多层印制电路板制造工艺规程中，采用的电镀液的种类很多，其中有：

　　□焦磷酸盐镀铜电解液：

　　⊙全板镀铜工艺方法；
　　⊙图形电镀工艺方法。

　　□硫酸镀铜电解液：

　　⊙全板镀铜工艺；
　　⊙图形镀铜工艺。

　　□锡焊料电镀液：

　　⊙图形电镀工艺方法

　　□镀镍电解液：

　　⊙插头镀镍；     

　　□镀金电解液：

　　⊙插头镀金。

　　（1） 镀铜电解液：

　　在多层印制电路板制造过程对电镀铜层的物理性要求是很高的。特别对小孔径和高孔径与板厚比，要求铜层厚度均匀性、铜层的物理性能要优越，以确保在热冲击时不发生质量缺陷。



图3：孔金属化缺陷图

　　孔金属化所使用的电镀铜电解液有焦磷酸盐镀铜电解液和硫酸镀铜电解液。

　　（A）焦磷酸盐镀铜电解液：

　　焦磷酸盐镀铜电解液，以碱性镀铜电解为代表，其最大的优点是镀层致密针孔少，优良的镀层均匀性和镀层的物理性能优越，较普遍的应用到孔金属化处理。

　　焦磷酸盐镀铜电解液的电解过程如下：

Cu(P2O7)26-→Cu(P2O7)2-+P2O74-                    （1）
Cu(P2O7)2-+2e→Cu+P2O74-                                （2）
Cu(P2O7)(NH3)2-+2e→Cu+P2O74-+NH3              （3）

　　其中Cu(P2O7)(NH3)2-离子经过（1）-（3）并列进行反应的过程。

　　焦磷酸盐镀铜电解液，与硫酸铜电解液比较其整平性能差，特别是电解液控制失灵时，对孔壁内凹凸部位有很大的影响，尤其在低电流部位的凹部位的局部铜层极薄。这对小孔径、高孔径与板厚比的多层印制板的处理上，必须对焦磷酸盐镀铜电解液针对低电流区镀层的均匀性上，进行调整（P比例要提高，PH在下降）是非常必要的。

表2：焦磷酸盐镀铜电解液组成份和工艺条件

电镀液组成份 低速电镀溶液 标准电镀溶液 高速电镀溶液 
焦磷酸盐镀铜电解液(g/l)
焦磷酸钾
P比(P2O74-/Cu2+)
硝酸钾(g/l)
铵水(28%)(ml/l)
添加剂(g/l)
PH(25℃)
有机酸 85(80-95)
375(300-400)
7.8(7.0-8.0)

3.0(2.0-5.0)
若干
3.6(8.4-8.8)
0-90 95(80-100)
375(300-400)
7.5(7.0-8.0)

3.0(2.0-5.0)
若干
8.8(8.4-9.0)
0-90 95(90-100)
375(300-400)
7.2(7.0-7.50)
15(10-20)
3.0(2.0-5.0)
若干
8.8(8.4-9.0)
0-90 
阳极
阴极电流密度(A/dm2)
温度（℃）
搅拌 无氧铜
1.5(1.0-2.0)
55(50-55)
阴极移动和搅拌 无氧铜
2.5(1.5-3.5)
55(50-55)
阴极移动和搅拌 无氧铜
5.0-10.0
55(50-55)
喷流式 

　　(B)硫酸镀铜电解液：

　　硫酸铜电解液与焦磷酸盐镀铜电解液比较，镀层均匀，但电镀出来的铜层物理笥能较差，而多层印制电路板所合用的硫酸铜电解液是经过改进的，其基本组成份为低金属浓度、高酸浓度和添加物（整平剂、光亮剂、氯离子等）。电镀层均匀、具有良好的整平性能、镀铜层的物理性能得到改善。而且电解易控制，对废水处理便利，适用于水溶性抗蚀层。所以，得到了普遍的应用。

　　镀铜电解液电镀过程：

　　Cu2++e→Cu          Cu++e→Cu

表3：硫酸镀铜电解液组成份和工艺条件

电解的组成份 低速电镀铜溶液 标准电镀铜溶液 高速电镀铜溶液 
硫酸铜(g/l)
硫酸 (g/l)
氯离子(mg/l)
添加剂
阳极
阳极套
阴极电流密度(A/dm2)
温度（℃）
搅拌 55(50-60)
180(170-200)
60(40-100)
若干
含磷铜(P0.03-0.06)
采用P.P类型制造
1.5(1.0-2.0)
25(20-30)
阴极移动和空气搅拌 75(60-90)
190(170-210)
60(40-100)
若干
同左面
同左面
2.5(1.5-3.0)
25(20-30)
阴极移动和空气搅拌 125(100-150)
210(190-220)
60(40-100)
若干
同左面
同左面
5.0-15.0
30(25-35)
喷流式 

表4:焦磷酸盐电镀铜电解液与硫酸铜电解液的比较

电解液的特性 焦磷酸盐电镀铜溶液 硫酸铜电解液 
物理性能
　　抗张力(热处理前)
　　(热处理后)
　　延伸率 (热处理前)
　　(热处理后)
　　硬 度
　　热冲击试验 
65-70kg/mm2
30-35kg/mm2
9-10%
30-34%
190-200Hv
100次 高可靠性 
35-40kg/mm2
30-35kg/mm2
20-24%
24-30%
110-130H v
50次 较差                                   
电镀铜层性能
　　镀层的均匀性
　　弯曲性
　　金属化孔内表面状态
　　光泽度 
良 好
良 好
镀层呈凹状
半光泽 
较 差
良 好
良 好
光 泽 
电镀溶液的管理
　　溶液的控制
　　分析的难易程度
　　活性炭处理周期 
难
难
全板镀(1-2个月)
图形镀(1个月) 


全板镀(6-12个月)
图形镀(6-12个月) 
焊锡性能
耐光致抗蚀膜 比硫酸铜电解液镀铜差
不适合采用水溶性膜层 良 好
适用于水溶性干膜 
设备装置 加温、防腐处理 加温、冷却、需防腐。 


　　抗张力、延伸率的测定条件

　　☉抗张力（kg/mm2）= 破断强度(kg)/试料断面积(mm2)
        ☉延伸率(E %)= (1-10)/10×100 1=延伸率（mm）

　　（2）电镀金属抗蚀镀层：

　　图形电镀过程中，电镀抗蚀镀层电解液包括有镀锡溶液、镍/金溶液、锡镍合金和锡铅合金溶液等，根据生产实际情况进行选择。最近很多厂家采用咪唑系有机薄膜即SES法和电泳光致抗蚀薄膜即ED法代替金属抗蚀镀层。

　　现在应用较广的金属抗蚀镀层电镀液简述如下：

　　使用在金属孔化电镀抗蚀镀层的电解液，主要采用的是金属抗蚀镀层。镀层的物理性能完全能满足器件电装的技术要求，这是主要的目的。

　　所使用的主要是焊料电镀溶液，添加剂是胨和高浓度的氟硼酸锡铅的酸性电解液，此种电解液发臭及对抗蚀膜层有影响。目前采用低浓度氟硼酸锡铅和无臭添加剂组成酸性电解液获得普遍的应用。但能造成公害。现正在开发新的金属抗蚀层电镀溶液。

表5：典型的焊料电镀电解液组成和工艺条件

焊料电镀电解溶液组成        一      二 
Sn2+(g/l)
Pb2+(g/l)
氟硼酸(g/l)
硼酸(g/l)
添加剂：胨(g/l)
阳极
酸化防止剂
阳极袋

阴极电流密度(A/dm2)
温度(℃)
搅拌 15(12-20)
10(8-14)
400(350-500)
25(15-饱和)
5(2-7)
锡：铅 = 60：40
邻苯二酚或对苯二酚若干
采用P.P材料制造
2.0(1.0-2.0)
24(16-38)
阳极移动 16(14-18)
11(9-13)
140(120-180)
15(10 - 20)
若 干
同 左
同 左
同 左
2.0(1.0 -3.0)
20(15-25)
阴极移动
 

　　(3)插头电镀(镍、金)：

　　多层印制电路板是电子设备的重要组件，设备与外界信号的交换完全靠多层印制电路板插头部位进行沟通。在接触负载的情况下，较容易脱离，为此确保连接的可靠性是非常必要的。通常尽量采用部件的插头的接点数量减少办法使用的较多。

　　插头处理对镀层的性能要求是要接触电阻要低、耐磨性能及耐气候性要良好。从性能角度分析，贵金属必较合适。如金、白金、铑等所构成的电镀电解溶液性能较佳。特别是金资源较丰富，比其它贵金属经济。最常用的工艺方法是以镍打底，再镀金。

　　⊙镀镍电解液：

　　电镀镍主要用作金的底层，目的是为防止铜扩散到金层内形成不利于焊接的金属间化合物，成为阻挡层。一般电镀层的厚度为2-3μm以上。但要保证其抗磨强度镍层厚度应在5μm以上。

　　对电镀镍层性能的要求，应具有良好的延展性、镀层的均匀性和耐磨性。

表6：电镀镍电解液的组成和工艺条件

电镀镍电解液的成分 改进型 硫酸型 氨基磺酸盐型 
硫酸镍(g/l)
氯化镍(g/l)
氨基磺酸镍(g/l)
硼酸(g/l)
添加剂
PH
阳极
阴极电流密度(A/dm2)
温度　℃
搅拌 300(250-350)
45(40-50)

40(30-50)
若干
4.2(4.0-4.6)
镍
5(1.0-15.0)
60(45-70)
阴极移动和搅拌 550(500-600)


40(30-45)
若干
2.5(2.0-2.8)
白金
1.0-40.0
55(50-60)
喷流式 　
550(450-600)
40(30-45)
若干
2.5(2.0-3.0)
白金
10.0-40.0
55(50-60)
喷流式
 

　　⊙电镀金电解液:

　　镀金电解液分为氰基和非氰基溶液。合用氰基镀金电解液稳定性好，所以过去曾长期使用它。它们氰基、碱性、中性和酸性之区分。

　　插头镀金所使用的是低接触电阻和耐磨性要求的酸性镀金电解液。有焊接性能要求的采用中性镀金电解液。

　　酸性镀金电解液配制，金以金氰化钾溶解到溶液中去；并添加有机酸和导电盐。为了提高金镀层耐磨性和光滑性，并添加Fe、Co、Ni等金属添加剂。

表7：镀金电解液组成和工艺条件

镀金电解溶液的成分 酸性电解液 中性电解液 
一般镀液 高速镀液 一般镀液 高速镀液 
金(g/l)
柠檬酸钾(g/l)
柠檬酸(g/l)
磷酸钾(g/l)
金属钴（mg/l）
添加剂

PH
阳极
阴极电流密(a/dm2)
温度 ℃
搅拌 2-8
60-80
10-15

100-500


4.0-4.5
白金
0.1-1. 0
30-50
阴极移动 8-16
80-100
20-30

300-700
若干

4.0-8.0
白金
10.0-30.0
50-60
喷流式 6-8


40-50



5.8-6.2
白金
0.1-0. 5
65-75
阴极移动 12-20


55-65

Se、Ti
Pb等化合物
5．8-6．2
白金
0．5-5．0
65-75
喷流式 

四、表面处理工程

　　多层印制电路板制造工艺规程涉及到表面处理工程相关方面，其中有：

⊙沉铜工艺流程；
⊙全板电镀铜工艺流程；
⊙图形电镀铜工艺流程；
⊙插头镀金/镍工艺流程。

        现就表面处理诸工艺流程及其工艺装备分别叙述如下：

　　（1） 化学沉铜工艺流程：

　　□使用药品，条件可设定。

　　□化学沉铜铜层厚度工艺规定

电镀工艺方法 化学沉铜铜层厚度 
全板电镀工艺方法
图形电镀工艺方法
全板-图形电镀工艺方法 0.35-0.50μm
1.5-2.5μm
0.35-0.50μm 

表8 化学沉铜工艺流程模式

5 化学沉铜工艺流程 使用条件 设备规范和要求 
处理温度℃ 处理时间分 秒 溢流管 加热 冷却 循环泵 过滤 搅拌 供水 特殊工作 
101 装挂 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 
102 清洁处理 60-70 4-8分 　 ⊙ 　 ⊙ 　 　 ⊙ ⊙ 
103 热水洗 60 30秒-分 ⊙ ⊙ 　 ⊙ 　 ⊙ ⊙ ⊙ 
104 水洗 R,T 1-2分 ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 ⊙ 
105 水洗 ‘’ 1-2分 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ ⊙ 
106 浸酸 ‘’ ‘’ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
107 水洗 ‘’ 30秒-2分 ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 　 
108 水洗 ‘’ ‘’ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
109 弱蚀 　 　 　 ⊙ ⊙ ⊙ 　 ⊙ ⊙ 　 
110 水洗 ‘’ ‘’ ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 　 
111 水洗 ‘’ ‘’ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
112 硫酸 ‘’ 1-2分 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
113 水洗 ‘’ 30秒-2分 ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 　 
114 水洗 ‘’ ‘’ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
115 预活化 ‘’-40 1-3分 　 ⊙ 　 　 ⊙ ⊙ ⊙ 　 
116 活化 ‘’ 8-12分 　 ⊙ 　 　 ⊙ ⊙ ⊙ 　 
117 水洗(回收) R,T 30秒-2分 ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 　 
118 水洗 ‘’ ‘’ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
119 解胶 　 4-6分 　 ⊙ 　 　 ⊙ 　 ⊙ 　 
120 水洗 ‘’ 15-45秒 ⊙ 　 　 　 　 　 　 　 
121 水洗 ‘’ ‘’ 　 　 　 　 　 　 ⊙ 　 
122 化学沉铜 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ 
123 水洗(回收) ‘’ 30秒-2分 ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 　 
124 水洗 ‘’ ‘’ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
125 蚀酸 ‘’ 1-2分 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
126 水洗 ‘’ 30秒-2分 ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 　 
127 水洗 ‘’ ‘’ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
128 防变色处理 　 　 　 ⊙ 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
129 水洗 ‘’ ‘’ ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 　 
130 水洗 ‘’ ‘’ 　 　 　 　 　 　 ⊙ 　 
131 卸载 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 

　　□处理方式：

　　⊙挂具方式：

　　基板以装挂的方式进行化学沉铜和全板电镀铜，此种方式可以连续作业。

　　⊙筐装基板方式可以大量的进行运输到化学沉铜作业，处理方式可以根据生产需要进行设定。

　　□工艺流程的要点：

　　(a)化学沉铜的预处理工艺程序：

　　基板表面与孔内壁经过预处理后，要特别注意的清洁处理时，小孔径（高纵横尺寸比）与孔壁内部状态，确保通孔内被溶液浸润性（孔内气泡全部除去）和催化处理后内孔壁吸附金属钯量，并依次进行处理，特别要保持清洁调节器内的表面活性剂的含量，这是解决铜层致密性不良的十分重要的对策。采用的对策的效果，要看清洗与酸洗所采用的工艺方法和选择的工艺装备。如果采用筐方式，基板的处理的工作量就很大，清洗方式与设备的结构考虑难度要大。为此要确保各道工序和沉铜后的清洗质量，用水量与水洗方式的考虑是非常必要的。

　　(b)化学沉铜工艺：

　　采用沉薄铜工艺法时，处理方式运用与负载量的大小差异是很大的。

　　采用挂具方式，是低的负载因素

　　采用筐式方式，是高的负载因素

　　所以，要根据沉铜工艺的要求，选择处理方式和镀槽的结构形式。

　　高速化学沉厚铜工艺方法时，其沉积速度为每小时4－6μm。孔金属化过程的同时还产生副反应即氢气泡产生，被吸附在孔壁内阻碍了铜的化学沉积，这对沉铜质量的影响是很大的。所以在选择与考虑设备结构时，必须采取有效的办法将空气泡赶掉。这对小孔径金属化质量的保证是非常必要的。



　　□全板电镀铜厚度要求

处理工艺方法 铜层厚度(μm) 
全板电镀铜工艺方法
全板－图形电镀铜工艺方法 25－30
10－15 

全板电镀铜过程中,要特别重视铜层厚度的均匀性, 层厚度的分布的均一性是非常重要的。

表9:全板电镀铜工艺流程

6 全板电镀铜工艺流程 使用条件 设备规格 
处 理    温度 ℃  处理时间秒.分 溢流管 加热 冷却 循环泵 过滤 搅拌 供水 特殊工作 
201 装挂 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 
202 电解脱脂 　 　 ⊙ ⊙ 　 ⊙ 　 　 ⊙ ⊙ 
203 温水洗 40- 30''-1' ⊙ ⊙ 　 ⊙ 　 ⊙ ⊙ ⊙ 
204 水洗 R,T 1'-2' ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 ⊙ 
205 水洗 ‘’ ‘’ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ ⊙ 
206 酸蚀 ‘’ ‘’ 　 　 　 　 ⊙ ⊙ ⊙ 　 
207 水洗 ‘’ 30''-2' ⊙ 　 　 　 　 ⊙

208 水洗 ‘’ ‘’ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
209 全板镀铜 　 　 ⊙ ⊙ ⊙ 　 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ 
210 水洗(回收) R,T ‘’ ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 　 
211 水洗 ‘’ ‘’ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
212 防变色处理 　 　 　 ⊙ 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
213 水洗 R,T ‘’ ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 　 
214 温水洗 60-80 ‘’ ⊙ 　 　 ⊙ 　 ⊙ ⊙ 　 
215 干燥 80 　 　 ⊙ 　 　 　 　 　 　 
216 卸具 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 
217 挂具退铜 　 　 　 ⊙ 　 ⊙ 　 ⊙ ⊙ 　 
218 水洗 R,T 1'-3' ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 　 
219 水洗 ‘’ ‘’ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 

　　□工艺流程的问题要点：

　　全板电镀处理规程中与化学沉铜所采用的装置方式是不同的，基本上是采用挂具方式，如果化学沉铜方式和全板电镀方式相同，就完全构成连续化的生产。

　　无论是化学沉铜和电镀铜工艺方法，对待前处理各类溶液的控制与管理及设备的维护是非常重要的重点工作。

　　采用挂具方式确保全板电镀层的均匀性是很重要的。特别是采用金属挂具(SVS,Ti等)使用后，其挂具的再利用问题，就必须使用退离溶液，将挂具上的铜层退除方可能再采用。这就涉用到退除溶液的选择问题。退除溶液有两种即化学方法和电解退除方法，其主要区别是对其挂具的材质的影响。再利用挂具必须考虑到化学沉铜的致密性，所以采用化学退除溶液（H2O2－H2SO4系）更为有效。

　　化学沉铜采用挂具方式时，沉铜工序完成后移向电镀铜工序过程中，基板移动间基板的表面滞留溶液，促使铜层表面氧化发生，尤其从挂具上取下基板及基板干燥过程手指纹附在衬板上、挂具的接触点存在的残留液和基板表面及孔壁清洁度（活化度）都会产生质量问题，直接影响电镀铜的质量，电镀层表面及孔内铜层的外观不良（发黑、结瘤、无镀层等缺陷）发生。

　　所以，在全板电镀铜前处理采取脱脂设备是必要的。

　　在脱脂工序中，由于采用电解除油方法，要考虑化学沉铜层厚度(0.35-0.50μm)因此工艺条件的设定是重要的。

　　(3)图形电镀铜工艺流程：

表10  图形电镀铜的工艺流程表

7 图形电镀铜工艺流程 使用条件 设备规格 
处理    温度 ℃  处理时间秒.分 溢流管 加热 冷却 循环泵 过滤 搅拌 供水 特殊工作 
301 装挂 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 
302 电解除油 50-60 　 　 ⊙ 　 ⊙ 　 　 ⊙ ⊙ 
303 热水洗 40- 30-1 ⊙ ⊙ 　 ⊙ 　 ⊙ ⊙ ⊙ 
304 水洗 R,T -1,2 ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 ⊙ 
305 水洗 R,T -1,2 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
306 弱腐蚀 R,T 　 　 ⊙ ⊙ ⊙ 　 ⊙ ⊙ 　 
307 水洗 R,T 30-2 ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 　 
308 水洗 R,T 30-2 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
309 酸蚀 R,T -1,2 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
310 水洗 R,T 30-2 ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 　 
311 水洗 R,T 30-2 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
312 电镀铜 　 　 ⊙ ⊙ ⊙ 　 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ 
313 水洗(回收) R,T -1,2 ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 　 
314 水洗 R,T ‘’ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
315 硼酸浸蚀 R,T ‘’ 　 　 　 　 ⊙ 　 ⊙ 　 
316 焊料电镀 20 -10-15 ⊙ ⊙ ⊙ 　 ⊙ 　 　 ⊙ 
317 水洗(回收) R,T -1,2 ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 　 
318 水洗 R,T ‘’ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
319 热水洗 60-80 30-1 ⊙ 　 　 ⊙ 　 ⊙ ⊙ 　 
320 干燥 80 -20 　 ⊙ 　 　 　 　 　 　 
321 卸具 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 
322 挂具退锡铅 　 　 　 ⊙ 　 ⊙ 　 　 ⊙ 　 
323 水洗(回收) R,T -1,2 ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 　 
324 水洗 R,T ‘’ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 
325 挂具退铜 　 　 ⊙ ⊙ 　 ⊙ 　 ⊙ ⊙ 　 
326 水洗 R,T -1,3 ⊙ 　 　 　 　 ⊙ 　 　 
327 水洗 R,T -1,3 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 

　　□图形电镀层厚度:

电镀工艺方法 铜层厚度(μm)  焊料层厚度 
图形电镀铜工艺方法
全板-图形电镀方法 25-30
10-15 8-12μm
8-12μm 

　　□工艺流程问题点：

　　图形电镀工艺流程中，电路图形的形成部分采用光致抗蚀干膜（分水溶性和溶剂型两种）的处理方法。所以，要重视对电镀铜和锡铅焊料电镀的前处理的选择是很重要的。图形电镀通常使用水溶性干膜，所以前处理工艺方法是非常重要的。

　　一般电镀铜的厚度为25-30μm；焊料层的厚度为8-12μm所形成的电路图形所使用的干膜厚度应在50μm以上，以防止过镀现象。由于高密度电路图形的出现，图形导线宽度再减小，而且图形复杂对报采用的脱脂溶液能否有效的浸润或产生脱脂不良，电路图形清洗更加困难，对电镀铜与基底结合是个致命的质量问题（如镀层致密性差、无镀层等缺陷出现）。

　　因此，前处理所采用的各种处理溶液存在的问题与处理过程的污染问题，都必须采取控制措施。同时要控制化学沉铜过程的微蚀时的腐蚀速度和浸蚀时间是完全必要的。

　　（4）插头电镀工艺流程

表11：插头电镀工艺流程表

8 图形电镀铜工艺流程 使用条件 设备规格 
处 理    温度 ℃  处理时间秒.分 溢流管 加热 冷却 循环泵 过滤 搅拌 供水 特殊工作 
401 装挂 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 
402 退锡铅层 R,T 7.5 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 ⊙ ⊙ 
403 水洗 R,T 7.5 ⊙ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 
404 　 R,T 　 　 　 　 　 　 　 　 　 
405 　 R,T 　 　 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 
406 卸载 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 
407 装挂 　 13 　 　 　 　 　 　 　 　 
408 硫酸 R,T 7.5 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 ⊙ ⊙ 
409 水洗 R,T 90 ⊙ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 
410 电镀镍 55 7.5 　 ⊙ 　 ⊙ ⊙ 　 ⊙ 　 
411 水洗 R,T 13 ⊙ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 
412 柠檬酸 R,T 7.5 　 　 　 ⊙ ⊙ 　 ⊙ 　 
413 水洗 R,T 60 ⊙ 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 
414 电镀金 55 13 　 ⊙ 　 ⊙ ⊙ 　 ⊙ 　 
415 回收水洗 R,T 7.5 　 　 　 ⊙ 　 　 ⊙ ⊙ 
416 水洗 R,T 225 　 　 　 　 　 　 ⊙ ⊙ 
417 干燥 150 　 　 ⊙ 　 　 　 　 　 　 
418 卸载 　 　 　 　 　 　 　 　 　 

　　·带状高速搬送装置

◎袋滤器

　　□插头电镀层厚度规格:

电镀镍层厚度 
金层厚度  2-5μm
0.5-2" 



　　插头电镀厚度确定主要是确保其可靠性,根据资料报导目前工艺上采取镍层厚;金层薄的倾向。

　　□工艺流程问题点：

　　在进行插头电镀时，要注意基板需镀金的表面与插头部位镀金表面铜层的清洁条件是否达到电镀要求，还要特别重视经过热风正平表面受热冲击产生质量问题。所以选择时要特别注意电镀溶液对表面的影响。

　　在选择焊料退除方法时，要考虑设备自动化和处理时间，通常采用化学退除的工艺方法比较多。经化学退除焊料层时表面一定要确保干净，避免插头表面铜层产生钝化，以防止镍与金结合强度。为此，在选择前处理、压选择前处理、压保护胶带和防止处理液的浸蚀等工艺方法要特别注意。

五、设备

　　多层印制电路板制造过程的孔金属化（小孔径、高纵横比尺寸）表面处理技术是非常重要的。所形成的工艺规程是当前印制电路工业许多厂家所采用。针对工艺特点所要选择的工艺装备与溶液连系起来考虑是完全必要的。

　　多层印制电路板镀覆所需要的设备主要有水洗槽、处理槽和电镀槽和取得镀层均匀一致的挂具（见表12、图6、图7、图8）。

六、溶液的管理（控制）：

　　随着表面处理的自动化，处理溶液的管理与控制更为重要。

　　溶液的管理、药液的处理和处理药液水洗工程都要同等考虑。同时处理过程所形成的残渣、空气中酸碱气体都必须加以管理与控制。

　　（1）化学沉铜工程：

　　在进行化学沉铜的过程中，经常将槽液带出，使所用的处理溶液组成变化，就需要进行补充或调整。

表13：典型处理溶液的带出量与性质

No 药 品 名 密 度(g/cm3) 动 粘 度(cst) 粘 度(cp) 带出量(cc/dm2) 
1 清洗剂 1.0021(25℃) 0.4787(65℃) 0.4798 0.57 
2 A.P.S(200g/l) 1.0957(25℃) 0.8674(25℃) 0.9504 0.70 
3 H2SO4(5%体积比) 1.0549(25℃) 1.0381(25℃) 1.0950 0.74 
4 H2SO4(10%体积比) 1.1081(25℃) 1.1660(25℃) 1.2921 0.77 
5 催 化 剂 1.1834(25℃)
1.181(25℃) 1.3746(25℃) 1.6267 0.82 
6 促进剂(加速) 1.0119(25℃) 0.9148(25℃) 0.9257 0.71 
7 化学沉铜液(新配) 1.0270(25℃)
1.0199(25℃) 1.0475(25℃)
0.6873(46℃) 1.0758
0.7010 0.74
0.64 
8 硫酸铜电解液 1.1526(25℃)
1.0199(25℃) 1.3225(25℃) 1.5243 0.81 
9 磷酸盐镀铜液 1.3400(25℃)
1.3292(55℃) 2.0666(25℃)
1.1423(55℃) 2.7694
1.5184 0.96
0.77 
10 硫酸镍电解液
(497.9g/l) 1.2787(25℃) 2.7823(25℃)
1.5784(50℃) 3.5577 1.07
0.87 
11 硫酸镀镍电解液
(270g/l) 1.1603(25℃) 1.6021(25℃) 1.8590 0.87
0.88 
12 纯 水 1.9971(25℃) 0.8930(25℃) 0.890 0.70 

密度=（A-581.5271）/53.983(使用 ) 
粘度(cp)=动粘度(cSt)×密度(g/l)Ist(cm2/see) 
带出量（cc/dm2）=1.06×[动粘度(St) ×上升速度(cm/sec)]1/2+0.22
　　上升速度=23.3(cm/sec)
　　t=1.6mm      孔径=1.0Φ    孔数=175（1dm2） 
使用比重计测定 
实测值条件：进入溶液的时间=2.5秒 
　　化学沉铜工序(参照表8)在进行过程中，经常对溶液进行化学分析，对控制化学沉铜溶液的控制是完全必要的。特别是对高速沉厚铜的溶液必须采用自动分析进行对化学沉铜液的控制，确保溶液的组成份是很必要的。



图5：典型的自动分析装置示意图

铜成份 碱成份 二倍甲醛稀释溶液（37%）

（1）沉铜槽 （2）补给槽 （3）过滤管（50-100μm） （4）加热用的热交换器
（5）空气管 （6）循环泵 （7）过滤器（5-10μm） （8）输出管
（9）补液注入泵



图6 自动化析制装置

　　（2）电镀工序：在电镀处理过程中，各种溶液的控制和管理以及溶液添加剂浓度的变化、镀层性能的物理变化等，特别是小孔径、高纵横比电镀过程的电镀溶液的管理与控制，尤其是添加剂的自动控制是非常必要的。近来CVS法（Cyclic Voltammetric Stripping Analysis）的实用化，可靠的控制磷酸铜电解液和镀铜电解液内的添加剂成为可能。

结束语：

　　多层印制电路板制造的表面处理过程进行了全面论述。今后的发展就是达到确保产品品质的高可靠性变得更加容易，要求低成本的表面处理工艺技术。

　　在低成本制造多层印制电路板中，开发出MLS（Multi Layer Board by Screen Process）及SMC（Single board Multi Circuit）加工工艺方法。

　　从最近的有关技术资料报导中，使用新的化学沉铜工艺规程（EE-1、）引起注视。也就是说开发新的工艺方法来适应今后印刷电路板的加工。

表12：设备规格

槽名称 设备规格 使用目的 
1．水洗槽 ⊙ 浸渍+喷水器

⊙分布器

⊙均匀的空气搅拌 ⊙喷水器水洗效率
⊙挂具清洗（防止气泡产生）
⊙小孔金属化要清洗干净
⊙处理时间要缩短
⊙上部的清洗效果 
2．处理槽 ⊙摆动装置
⊙循环泵
⊙分布器


⊙均匀的空气搅拌 ⊙确保气泡从小孔内溢出
⊙确保槽内温度均匀一致
⊙确保小孔金属化孔内气泡溢出
⊙精细图形的上部清洗效果
⊙处理时间要缩短
⊙上部的处理效果 
3．镀 槽
3-1化学沉铜槽
3-2电镀铜槽
　

3-3电镀锡铅焊料槽
参照图6
参照图7
⊙分布品

⊙屏 板
⊙汇流条
⊙阳极套


⊙分布器 ⊙高速的表面处理
⊙小孔金属化镀层的均匀性
⊙确保镀层厚度分布的均匀
⊙确保接触
⊙阳极面积的均匀性
⊙镀层厚度的均匀性
⊙高速的表面处理
⊙确保镀层在小孔内的均匀