干货：PCB电镀铜前准备工艺有哪些？

自 1936 年，保罗·艾斯纳正式发明了 PCB 制作技术，到现在，已过去 80 余年，PCB 迅猛发展，并且成为电子行业必不可少的基础。虽然 PCB 一般只占成品电路板 5~10%的成本，但 PCB 的可靠性，却远比单一的元器件重要——元器件坏了，电路板尚可修理，而 PCB 坏了，电路板就只能报废！


说到可靠性，这就不得不提起关于 PCB 的孔金属化问题了。


孔金属化，它的核心作用，就是通过在孔壁镀铜，实现 PCB 层与层之间的导通，它是双面板、多层板能够发挥作用的核心关键点，因此，许多电子行业的巨头，如苹果、华为等，都对此极其重视。

但其实，孔金属化技术并不复杂，可以简单的分为两个部分：电镀铜前准备、电镀铜。而电镀铜的好坏，又在很大程度上取决于电镀铜前准备。


因此，业内人士往往会把关于 PCB 可靠性的问题，聚焦到电镀铜前准备的部分。

目前行业主流的电镀铜前准备工艺，主要有三种：沉铜、黑孔、黑影。（还有胶体钯、金属灌浆等，但非目前主流，此处不作讨论）


一、沉铜

沉铜，也称化学沉铜，其主要原理是采用化学中的置换反应，在孔壁上沉积一层铜，以作为后续电镀铜的导电引线。假如是常规的沉薄铜，它的厚度一般为 0.5μm 左右。作为最传统的电镀铜前准备工艺，它具有如下优缺点：


优点：

（1）金属铜具有优良的导电性能（电线里面，常规就采用铜线作为导电）；

（2）厚度可调整范围大，适应性广（目前业内最低在 0.3μm 左右，最高可到 30μm，直接代替后续的电镀铜工艺）；

（3）工艺成熟稳定，可以适用于所有的线路板品类产品（PCB/FPC/RFPCB/载板/金属基板/陶瓷基板等等）。

缺点：

（1）含甲醛，对操作人员健康不利；

（2）设备投资大，生产成本高，环境污染不小；

（3）时效管控短，一般有效时间为 3~6 小时。



二、黑孔

黑孔，属于直接电镀技术中的一种，其主要原理是采用物理原理，使碳粉吸附在孔壁表面，形成一层导电层，以作为后续电镀铜的导电引线。通常情况下，其厚度为 0.5~1μm。作为目前主流的电镀铜前准备工艺之一，它具有如下优缺点：

优点：

（1）不含甲醛，对作业人员健康影响小，且对环境的污染小；

（2）设备投资不大，废物处理更简单，工艺成本比沉铜低；

（3）药水与流程相对减少，时效性可达 48H，更便于维护与管理。

缺点：

（1）在导电性能方面，导电碳粉会弱于沉积铜层；

（2）其适用性不如沉铜广，因此，虽然已经被大规模运用，但目前业内主要用于双面板，高端的如 HDI 等产品，几乎不采用



三、黑影

黑影，严格意义上来说，算是黑孔工艺的进一步发展，其原理、优缺点，都类似，并且要优于黑孔。其主要区别是：黑孔的导电层为碳粉，而黑影的导电层则为石墨。

此外，黑孔一般不会用于高端的产品，或者搭配复杂的工艺，但黑影可以，黑影工艺已部分替代沉铜，广泛地应用于高端线路板，如 HDI 板、IC 载板等，甚至，有时黑影工艺会优于沉铜工艺，如选择性图形电镀。



如上所述，大家可能会觉得沉铜工艺会比黑孔、黑影工艺更好，如果笼统地来看，业内一般也是这么认为的，但如果涉及到实际的应用层面，则不尽然，每一种 PCB 工艺，都会有它的优缺点，进而确立它在实际应用中的地位，假如确实已经全面落后，那自然会被行业所淘汰。
因此，认为效果方面沉铜＞黑影＞黑孔，可以作为一个参考答案，但却不能作为一个最终答案，因为，它还涉及到各个工艺使用工厂的实际情况，以及工艺中所采用的设备、药水、参数等等。
所以，真实地来看，工艺只是为了制作产品的手段，只要生产出的产品，能够满足出货的要求，并且，生产商也能获得满意的利润，那么，这个工艺就是可以采用的。


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