鍍通孔、化學(xué)銅和直接電鍍制程術(shù)語手冊(cè)

1、Acceleration 速化反應(yīng)
廣義指各種化學(xué)反應(yīng)中，若添加某些加速劑后，使其反應(yīng)得以加快之謂。狹義是指鍍通孔(PTH)制程中，經(jīng)活化反應(yīng)后在速化槽液中，以酸類(如硫酸或含氟之酸類等)剝?nèi)ニ解Z膠體的外殼，使露出活性的鈀金屬再與銅離子直接接觸，而得到化學(xué)銅層之前處理反應(yīng)。

2、Accelerator 加速劑，速化劑
指能促使化學(xué)反應(yīng)加速進(jìn)行之添加物而言，電路板用語有時(shí)可與 Promotor互相通用。又待含浸的樹脂，其 A-stage 中也有某種加速劑的參與。另在 PTH 制程中，當(dāng)錫鈀膠體著落在底材孔壁上后，需以酸類溶去外面的錫殼，使鈀直接與化學(xué)銅反應(yīng)，這種剝殼的酸液也稱為"速化劑"。

3、Activation 活化
通常泛指化學(xué)反應(yīng)之初所需出現(xiàn)之激動(dòng)狀態(tài)。狹義則指 PTH 制程中鈀膠體著落在非導(dǎo)體孔壁上的過程，而這種槽液則稱為活化劑(Activator)。另有Activity之近似詞，是指"活性度"而言。

4、Activator 活化劑
在 PCB 工業(yè)中常指助焊劑中的活化成份，如無機(jī)的氯化鋅或氯化銨，及有機(jī)性氫鹵化胺類或有機(jī)酸類等，皆能在高溫中協(xié)助"松脂酸"對(duì)待焊金屬表面進(jìn)行清潔的工作。此等添加劑皆稱為 Activator 。

5、Back Light(Back Lighting) 背光法
是一種檢查鍍通孔銅壁完好與否的放大目測(cè)法。其做法是將孔壁外的基材，自某一方向小心予以磨薄逼近孔壁，再利用樹脂半透明的原理，自背后薄基材處射入光線。假若化學(xué)銅孔壁品質(zhì)完好并無任何破洞或針孔時(shí)，則該銅層必能阻絕光線而在顯微中呈現(xiàn)黑暗。一旦銅壁有破洞時(shí)，則必定有光點(diǎn)出現(xiàn)而被觀察到，并可加以放大攝影存證，稱為"背光檢查法"，亦稱之為Through Light Method ，但只能看到半個(gè)孔壁。

6、Barrel 孔壁，滾鍍
在電路板上常用以表示 PTH 的孔壁，如 Barrel Crack 即表銅孔壁的斷裂。但在電鍍制程中卻用以表示"滾鍍"，是將許多待鍍的小零件，集體堆放在可轉(zhuǎn)動(dòng)的滾鍍桶中，以互相碰觸搭接的方式，與藏在其內(nèi)的軟性陰極導(dǎo)電桿連通。操作時(shí)可令各小件在垂直上下滾動(dòng)中進(jìn)行電鍍，這種滾鍍所用的電壓比正常電鍍約高出三倍。

7、Catalyzing 催化
"催化"是一般化學(xué)反應(yīng)前，在各反應(yīng)物中所額外加入的"介紹人"，令所需的反應(yīng)能順利展開。在電路板業(yè)中則是專指 PTH 制程中，其"氯化鈀"槽液對(duì)非導(dǎo)體板材進(jìn)行的"活化催化"，對(duì)化學(xué)銅鍍層先埋下成長(zhǎng)的種子。不過此學(xué)術(shù)性的用語現(xiàn)已更通俗的說成"活化"(Activation)或"核化"(Nucleating)，或下種"(Seeding)了。另有Catalyst，其正確譯名是"催化劑"。

8、Chelate 螯合
某些有機(jī)化合物中，其部份相鄰原子上，互有多余的"電子對(duì)"，可與外來的二價(jià)金屬離子(例如Ni2+，Co2+，Cu2+ 等)共同組成環(huán)狀(Ring)，類似螃蟹的兩支大螯般共同夾住外物一樣，稱之為螫合作用。具有這種功能的化合物者，稱為Chelating Agent。如EDTA(乙二胺基四醋酸)，ETA等都是常見的螯合劑。

9、Circumferential Separation 環(huán)狀斷孔
電路板的鍍通孔銅壁，有提供插焊及層間互相連通(Interconnection)的功能，其孔壁完整的重要性自不待言。環(huán)狀斷孔的成因可能有 PTH 的缺失，鍍錫鉛的不良造成孔中覆蓋不足，以致又被蝕斷等，此種整圈性孔壁的斷開稱為環(huán)狀斷孔，是一項(xiàng)品質(zhì)上的嚴(yán)重缺點(diǎn)。

10、Colloid 膠體
是物質(zhì)分類中的一種流體，如牛奶、泥水等即是膠體溶液。是由許多巨分子或小分子聚集在一起，在液中呈現(xiàn)懸浮狀態(tài)，與糖水鹽水等真溶液不同。PTH制程其活化槽液中的"鈀"，在供貨商配制的初期是呈現(xiàn)真溶液，但經(jīng)老化后到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)，卻另顯現(xiàn)出膠體溶液狀態(tài)，也唯有在膠體槽液中，板子才能完成活化化反應(yīng)。

11、Direct Plating 直接電鍍，直接鍍板
這是近年來所興起的一種新制程,欲將傳統(tǒng)有害人體含甲醛的化學(xué)銅從 PTH 中排除,而對(duì)孔壁先做金屬化的準(zhǔn)備工作(如黑孔法、導(dǎo)電高分子法、電鍍化學(xué)銅法等)，再直接進(jìn)行電鍍銅以完成孔壁，現(xiàn)已有多種商用制程正在推廣中。

12、EDTA乙胺四醋酸
是Ethylene-Diamine-Tetra-Acetic Acid的縮寫，為一種重要的有機(jī)螫合劑，無色結(jié)晶稍溶于水。其分子式中的四個(gè)能解離的氫原子，可被鈉原子取代而成二鈉、三鈉或四鈉鹽，使水中溶度大為提高。其水解后空出兩個(gè)負(fù)端，可補(bǔ)捉水中的二價(jià)金屬離子，如螃蟹的兩把螯夾一般稱為"螯合"。EDTA用途極廣，如各種清潔劑、洗發(fā)精、化學(xué)銅及電鍍、抗氧化劑、重金屬解毒劑，及其它藥品類，是一種極重要的添加助劑。

13、Electroless-deposition無電鍍
在能夠進(jìn)行自我催化(Autocatalytic)而還原的金屬離子（如銅或鎳）槽液中，其中所設(shè)置負(fù)電性較強(qiáng)的金屬或非金屬表面，在無需外加電流下，即能連續(xù)不斷沉積出金屬的制程稱為"無電鍍"。電路板工業(yè)中以"無電銅"為主，另有同義字"化學(xué)銅"，大陸業(yè)界則稱為"沉銅"。

14、Feed Through Hole 導(dǎo)通孔
即Plated Through Hole的另一說法。通孔原本目的有二，即插件及做為各層間的互連(Interconnect)通電，目前SMT比例增大，插裝零件很少。故通常為了節(jié)省板面的面積，這種不插件的通孔，其直徑很小(20mil以下)，而且不一定是全板貫孔。各種Vias中凡全板貫通者稱為"貫通孔"，局部貫通兩端無出口者，稱為埋通孔或埋孔(Buried Hole)，局部貫通而有一端口者，稱為盲孔(Blind Hole)。

15、Hole preparation 通孔準(zhǔn)備
指完成鉆孔的裸材孔壁，在進(jìn)行化學(xué)銅鍍著之前，先要對(duì)其非導(dǎo)體孔壁進(jìn)行清潔，及使帶"正靜電"之處理，并完成隨后之微蝕處理與各站之水洗。使孔壁先能沉積上一層"帶負(fù)電"的鈀膠囊團(tuán)，稱為"活化處理"。再續(xù)做"速化"處理，將鈀膠囊外圍的錫殼剝掉以便接受化學(xué)銅層的登陸。上述一系列槽液對(duì)底材孔壁的前處理，總稱之為"通孔準(zhǔn)備"。

16、Metallization 金屬化
此字的用途極廣，施工法也種類眾多不一而足。在電路板上多指鍍通孔化學(xué)銅制程，使在非導(dǎo)體的孔壁上，先得到可導(dǎo)電的銅層，謂之"金屬化"。當(dāng)然能夠派用在孔壁上做為金屬化目的者，并非僅只有銅層一項(xiàng)而已。例如德國著名電鍍品供貨商 Schlotter 之 SLOTOPOSIT 制程,即另以"化學(xué)鎳"來進(jìn)行金屬化制程。目前所流行的"Direct Plating"，更是以各種可導(dǎo)電的非金屬化學(xué)品，如碳粉、Pyrrole，或其它"導(dǎo)電性高分子"等。由是可知在科技的進(jìn)步下，連原有的"金屬化"名詞也應(yīng)改做"導(dǎo)電化"才更符合生產(chǎn)線上的實(shí)際情況。

17、Nucleation，Nucleating 核化
這是較老的術(shù)語，是指非導(dǎo)體的板材表面接受到鈀膠體的吸附，而能進(jìn)一步使化學(xué)銅層得以牢固的附著，這種先期的預(yù)備動(dòng)作，現(xiàn)在最常見的說法便是活化(Activation)，早期亦另有 Nucleating 、Seeding ，或 Catalyzing 等。

18、Outgassing 出氣，吹氣
電路板在進(jìn)行鍍通孔制程時(shí)，若因鉆孔不良造成孔壁坑洞太多，而無法讓化學(xué)銅層均勻的鋪滿，以致存在著曝露底材的"破洞"(Voids)時(shí)，則可能自各濕制程吸藏水份，而在后來高溫焊接制程中形成水蒸氣向外噴出。吹入孔內(nèi)尚處在高溫液態(tài)的焊錫中，將在后來冷卻固化的錫柱中便形成空洞。這種自底材銅壁破洞向外噴出水蒸氣的現(xiàn)象稱為"Out-gassing"。而發(fā)生"吹氣"的不良鍍通孔，則稱"吹孔" (Blow Hole) 。注意，若出氣量很多時(shí)，會(huì)常往板子"焊錫面"尚未固化的錫柱沖出并噴向板外，呈現(xiàn)如火山口般的噴口。故當(dāng)板子完成焊接后，若欲檢查品質(zhì)上是否有"吹孔"時(shí)，則可在板子的焊錫面去找，至于組件面因處于錫池的背面會(huì)提前冷卻，致使出現(xiàn)"噴口"的機(jī)會(huì)并不多。

19、Palladium鈀
是白金的貴金屬之一，在電路板工業(yè)中是以氯化鈀的膠體離子團(tuán)，做為PTH制程中的活化劑(Activator)，當(dāng)做化學(xué)銅層生長(zhǎng)的前鋒部隊(duì)。數(shù)十年來一直居于無可取代的地位，連最新發(fā)展中"直接電鍍"(Direct Plating)法的佼佼者Crimson，也是以"硫化鈀"做為導(dǎo)電的基層。

20、Plated Through Hole，PTH鍍通孔
是指雙面板以上，用以當(dāng)成各層導(dǎo)體互連的管道，也是早期零件在板子上插裝焊接的基地，一般規(guī)范即要求銅孔壁之厚度至少應(yīng)在1 mil以上。近年來零件之表面黏裝盛行，PTH多數(shù)已不再用于插裝零件。因而為節(jié)省板面表面積起見，都盡量將其孔徑予以縮小(20 mil以下)，只做為"互連"(Interconnection)的用途，特稱為"導(dǎo)通孔"(Via Hole)。

21、Pull Away拉離
指鍍通孔制程之前處理清潔不足，致使后來在底材上所完成的銅孔壁(化學(xué)銅加電鍍銅)固著力欠佳，以致根基不穩(wěn)容易脫離。例如當(dāng)雙面板在進(jìn)行PTH前，并未做過除膠渣(Smear Removal)處理，其銅壁雖也能順利的生長(zhǎng)，但當(dāng)膠渣太多或遭遇到漂錫與焊接之強(qiáng)熱考驗(yàn)時(shí)，其銅壁與底材之間將出現(xiàn)可能分離的現(xiàn)象，稱為"Pull Away"。

22、Seeding下種
即PTH之活化處理 (Activation)制程；"下種"是早期不甚妥當(dāng)?shù)男g(shù)語。

23、Sensitizing敏化
早期 PTH的制程中，在進(jìn)行化學(xué)銅處理之前，必須對(duì)非導(dǎo)體底材進(jìn)行雙槽式的活化處理，并非如現(xiàn)行完善的單槽處理。昔時(shí)是先在氯化亞錫槽液中，令非導(dǎo)體表面先帶有"二價(jià)錫"的沉積物，再進(jìn)入氯化鈀槽使"二價(jià)鈀"進(jìn)行沉積(即Activation)。亦即讓其兩種金屬離子，在板面上或孔壁上進(jìn)行相互間的氧化還原，使非導(dǎo)體表面上有金屬鈀附著及出現(xiàn)氫氣，以完成其初步之金屬化，并具有很強(qiáng)的還原性，吸引后來銅原子的積附。此種雙槽式處理前一槽的亞錫處理，稱為"敏化"。不過目前業(yè)界已將 Sensitizing 與 Activation 兩者視為同義字，且已統(tǒng)稱為"活化"，敏化之定義已逐漸消失。

24、Sequestering Agent螫合劑
若在水溶液中加入某些化學(xué)品(如磷酸鹽類)，促使其能"捉住"該水溶液中的金屬離子，而將之轉(zhuǎn)變成為錯(cuò)離子(Complex Ion)，阻止其發(fā)生沉淀或其它反應(yīng)。但其與金屬之間卻未發(fā)生化學(xué)變化，此種只呈現(xiàn)"捕捉"的作用稱為"Seauestering 螫合"。具有此等性質(zhì)且又能壓抑某些金屬離子在水中活性之化學(xué)品者，稱為"螫合劑 Sequestering Agent"。Sequestering 與 Chelate 二者雖皆為"螫合"，但亦稍有不同。后者是一種配位(Coordination)化合物 (以EDTA為例，見下圖之結(jié)構(gòu)式)，一旦與水溶液中某些金屬離子形成"雜環(huán)狀"化合物后，即不易再讓該金屬離子離開。此類螫合劑分子如有兩個(gè)位置可供結(jié)合者，稱為雙鉤物(Bidentate)，如提供三個(gè)配位者則稱為三鉤物(Tridentate)。

25、Thermal Zone感熱區(qū)
指多層板的鍍通孔壁，及套接的各層孔環(huán)，其在板材 Z 軸所占據(jù)的區(qū)域，很容易感受到通孔傳來的高熱，故稱為"感熱區(qū)"。如鍍通孔在高溫中受強(qiáng)熱后(如焊接)，其"感熱區(qū)"的受熱，遠(yuǎn)比無通孔區(qū)更快也更多。其詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)見附圖之說明。

26、Void破洞，空洞
此詞常用于電路板的通孔銅壁上，是指已見底的穿孔或局部銅厚低于允收下限的區(qū)域，皆謂之"破洞"。另在組裝焊接板上，若系插孔焊接的錫柱中(Solder Plug)，局部發(fā)生"出氣" (Outgassing)而形成空洞；或表面黏裝錫膏接點(diǎn)的"填錫"(Solder Fillets)中，因水份或溶劑的氣化而形成另一種空洞，此二種缺點(diǎn)皆稱為"空洞"。

27、Wicking燈芯效應(yīng)
質(zhì)地疏松的燈芯或燭心，對(duì)油液會(huì)發(fā)生抽吸的毛細(xì)現(xiàn)象，稱為Wicking。電路板之板材經(jīng)鉆孔后，其玻璃紗束切斷處常呈現(xiàn)疏松狀，也會(huì)吸入 PTH的各種槽液，以致造成一小段化學(xué)銅層存留其中，此種滲銅也稱為"燈芯效應(yīng)"。這類Wicking在技術(shù)高明的垂直剖孔"微切片"上，幾乎是隨處可見。 IPC-RB-276在3.9.1.1中規(guī)定，Class 1的板級(jí)其滲銅深度不可超過5 mil； Class 2不可超過 4 mil； Class 3更不可超過 3 mil。另外在銅絲編線或銅絲線束中，在沾錫時(shí)也會(huì)Wicking發(fā)生。PTH Plated Through Hole;鍍通孔