自 1936 年,保羅·艾斯納正式發明了 PCB 制作技術,到現在,已過去 80 余年,PCB 迅猛發展,并且成為電子行業必不可少的基礎。雖然 PCB 一般只占成品電路板 5~10%的成本,但 PCB 的可靠性,卻遠比單一的元器件重要——元器件壞了,電路板尚可修理,而 PCB 壞了,電路板就只能報廢!
說到可靠性,這就不得不提起關于 PCB 的孔金屬化問題了。
孔金屬化,它的核心作用,就是通過在孔壁鍍銅,實現 PCB 層與層之間的導通,它是雙面板、多層板能夠發揮作用的核心關鍵點,因此,許多電子行業的巨頭,如蘋果、華為等,都對此極其重視。
但其實,孔金屬化技術并不復雜,可以簡單的分為兩個部分:電鍍銅前準備、電鍍銅。而電鍍銅的好壞,又在很大程度上取決于電鍍銅前準備。
因此,業內人士往往會把關于 PCB 可靠性的問題,聚焦到電鍍銅前準備的部分。
目前行業主流的電鍍銅前準備工藝,主要有三種:沉銅、黑孔、黑影。(還有膠體鈀、金屬灌漿等,但非目前主流,此處不作討論)
一、沉銅
沉銅,也稱化學沉銅,其主要原理是采用化學中的置換反應,在孔壁上沉積一層銅,以作為后續電鍍銅的導電引線。假如是常規的沉薄銅,它的厚度一般為 0.5μm 左右。作為最傳統的電鍍銅前準備工藝,它具有如下優缺點:
優點:
(1)金屬銅具有優良的導電性能(電線里面,常規就采用銅線作為導電);
(2)厚度可調整范圍大,適應性廣(目前業內最低在 0.3μm 左右,最高可到 30μm,直接代替后續的電鍍銅工藝);
(3)工藝成熟穩定,可以適用于所有的線路板品類產品(PCB/FPC/RFPCB/載板/金屬基板/陶瓷基板等等)。
缺點:
(1)含甲醛,對操作人員健康不利;
(2)設備投資大,生產成本高,環境污染不小;
(3)時效管控短,一般有效時間為 3~6 小時。
二、黑孔
黑孔,屬于直接電鍍技術中的一種,其主要原理是采用物理原理,使碳粉吸附在孔壁表面,形成一層導電層,以作為后續電鍍銅的導電引線。通常情況下,其厚度為 0.5~1μm。作為目前主流的電鍍銅前準備工藝之一,它具有如下優缺點:
優點:
(1)不含甲醛,對作業人員健康影響小,且對環境的污染小;
(2)設備投資不大,廢物處理更簡單,工藝成本比沉銅低;
(3)藥水與流程相對減少,時效性可達 48H,更便于維護與管理。
缺點:
(1)在導電性能方面,導電碳粉會弱于沉積銅層;
(2)其適用性不如沉銅廣,因此,雖然已經被大規模運用,但目前業內主要用于雙面板,高端的如 HDI 等產品,幾乎不采用
三、黑影
黑影,嚴格意義上來說,算是黑孔工藝的進一步發展,其原理、優缺點,都類似,并且要優于黑孔。其主要區別是:黑孔的導電層為碳粉,而黑影的導電層則為石墨。
此外,黑孔一般不會用于高端的產品,或者搭配復雜的工藝,但黑影可以,黑影工藝已部分替代沉銅,廣泛地應用于高端線路板,如 HDI 板、IC 載板等,甚至,有時黑影工藝會優于沉銅工藝,如選擇性圖形電鍍。
如上所述,大家可能會覺得沉銅工藝會比黑孔、黑影工藝更好,如果籠統地來看,業內一般也是這么認為的,但如果涉及到實際的應用層面,則不盡然,每一種 PCB 工藝,都會有它的優缺點,進而確立它在實際應用中的地位,假如確實已經全面落后,那自然會被行業所淘汰。 因此,認為效果方面沉銅>黑影>黑孔,可以作為一個參考答案,但卻不能作為一個最終答案,因為,它還涉及到各個工藝使用工廠的實際情況,以及工藝中所采用的設備、藥水、參數等等。 所以,真實地來看,工藝只是為了制作產品的手段,只要生產出的產品,能夠滿足出貨的要求,并且,生產商也能獲得滿意的利潤,那么,這個工藝就是可以采用的。
經過工廠驗證,華秋作為主攻中高端方向的 PCB 供應商,為滿足客戶需求,實現高可靠生產,華秋決定采用目前最為穩定與成熟的沉銅工藝,以確保更優質的交付品質——雖然成本更高,但合適的,才是最好的! 作為出色的線上 PCB 快板打樣及中小批量生產商,華秋不斷優化工藝水準,提升管理能力。
審核編輯 :李倩
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原文標題:沉銅/黑孔/黑影工藝,PCB該 Pick 哪一種?
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