PCB孔金属化的化学镀工艺详解

孔金属化是关键工序，能实现层与层之间的电性导通和机械连接，而化学镀工艺则是孔金属化的重要方式之一。以下是关于PCB孔金属化化学镀工艺的详细介绍，助你深入了解此工艺。

 一、化学镀工艺原理

化学镀，又称无电解镀，是借助化学反应在PCB孔壁上沉积一层金属，常用金属为铜。其核心原理是利用还原剂使溶液中的金属离子还原并沉积在孔壁上，形成导电层，为后续电镀提供基础。比如，化学镀铜常以甲醛为还原剂，在碱性条件下，甲醛将络合的可溶性铜盐还原，使铜沉积于孔壁。

 二、化学镀工艺流程

 （一）前处理

  1. 除油 ：先用碱性除油剂清除孔壁油脂，保证后续工序效果，除油温度通常在60℃-80℃，浓度过高易导致水洗困难，引发板面问题，一般除油时间约6分钟。

  2. 除钻污 ：钻孔后，孔壁会有钻污，需用高锰酸钾等氧化剂去除，使孔壁清洁，增强后续化学镀层附着力。

  3. 微蚀粗化 ：通过化学微蚀，去除孔壁极薄的铜层，使孔壁表面粗糙度增加，扩大表面积，提高化学镀层与孔壁的结合力。

 （二）活化与催化

将 PCB 板浸入活化液中，一般是含钯离子的溶液，钯离子吸附在孔壁上形成催化活性中心，后续化学镀时，这些活性中心能加速化学反应，使金属离子还原并沉积在孔壁上。

 （三）化学镀铜

将活化后的 PCB 板放入化学镀铜液中，在碱性条件下，甲醛作为还原剂，将铜离子还原为金属铜，沉积在孔壁上形成一层薄薄的导电铜层，沉积厚度通常控制在 0.3μm-0.6μm。

 （四）后处理

化学镀铜后，要对 PCB 板进行清洗，去除残留的化学镀液和其他杂质。还可进行热处理，提高镀层的机械强度和耐腐蚀性，确保其性能稳定。

 三、工艺控制要点

 （一）溶液成分与参数控制

   除油液 ：浓度需维持在 4%-6%，温度在 60℃-80℃，除油时间约 6 分钟。

   化学镀铜液 ：温度要严格控制在 38℃±0.5℃，pH 值在 12.8 左右，以保证化学镀铜反应顺利进行，使沉积速率稳定在 0.8μm/h。

 （二）设备与环境要求

化学镀设备需具备良好的加热、搅拌和温度控制功能，确保镀液均匀搅拌，避免局部浓度过高或过低，影响镀层质量。同时，生产环境要保持清洁，防止灰尘等杂质混入镀液，影响镀层性能。

 四、化学镀工艺的优缺点

 （一）优点

   优良导电性 ：铜镀层导电性能好，能确保 PCB 板上电流高效传输。

   厚度可调 ：可根据电路设计和使用需求调整沉铜层厚度，满足不同要求。

   工艺成熟 ：经过多年发展，技术稳定，应用广泛。

 （二）缺点

   环境污染 ：传统沉铜溶液含甲醛等有害物质，对环境和操作人员健康有潜在威胁。

   高成本 ：设备投资大，生产成本高，废水处理成本也不容忽视。

   时效性短 ：沉铜药水有效使用时间短，需频繁更换，增加生产成本和管理难度。

 五、常见问题及解决方法

  1. 镀层不均匀 ：可能是由于镀液成分不均匀、温度或 pH 值不稳定，以及孔壁前处理不彻底导致表面粗糙度不均匀。需加强搅拌，严格控制温度、pH 值，确保前处理质量。

  2. 镀层结合力差 ：通常由孔壁清洁不彻底、活化不充分或镀液中杂质过多引起。应加强前处理，确保活化效果，定期更换镀液，防止杂质累积。