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连接器技术之--PWB制作技术

连接器技术之--PWB制作技术
       10.1.1 镀通孔技术
镀通孔技术(PTH)，根据现在所知道的，产生于1953年摩托罗拉公司。现代胶体锡铅催化剂与稳定的无电镀铜溶液的发展可上溯到六十年代。C.Shipley，现代生产铅/锡催化剂shipley公司的创始人，Brenner 和Riddell 以及其他人使无电镀铜系统变得稳定，这些成果的结合为现代PTH技术奠定了基础。现代双层板(DSB)生产工艺如图10.7 所示。
      10.1.2
      当无电解铜工艺问世以后，为通孔配合一个合适的电镀基板的问题就解决了。然而把PHT 圆孔的电解镀层达到其预定的厚度仍需要如图10.8所示意的模板电镀操作。而这会导致整个模板（包括PHT圆孔与铜箔）被镀上多余厚度的电解铜。显然，只有固体薄层成像方法才能被使用，基板的任何破损都会导致PHT孔的铜镀层被侵蚀或者镀层厚度变薄。任何形式的定位不正都是有的，以及环状圆形尺寸必须能够应付因材料的运动，工艺的变更，钻孔位置不正等造成的工具的错位。典型的环状尺寸要求约在20条左右。由于tent需要基准点，为充分使固体层粘着而要求环状*小。随着孔尺寸的变小及电路密度的提高，此基准点的尺寸会成为高密度布线的限制因素。
为了保证充分的粘着，好线的应用要求通常进行良好的表面预处理。如果环状过小，偏移和侵蚀就不可避免。板镀对于高密度的PWB有一个不利点。相比较单面的电路板箔而言，它外层铜的侵蚀变的非常困难。这是因为它在表层的厚度是基体铜和附加的电镀铜混合的结果，即要侵蚀双层铜的厚度才能形成PWB的信号线，如图10.10所示。
       在线较宽或空间区域，这不是*重要的。然而在1990 年，由于外层线和空间在5/5 条标准及3/3条水平标准，侵蚀就成为板镀应用中一个重要的不利。此外，由于整个板都镀了铜，因而电路线成型就失去了铜的重要性。这导致了成本问题，不但有电镀工作及化学应用，而且还有额外侵蚀的消耗及处理铜垃圾的成本。因而希望图案镀的出现。在基板镀工艺中，每一个基板在一个宽的电镀架上。单个的板上无铜电镀且立即镀到*后的铜的厚度，无论是圆柱孔还是整个表面。这样的过程不会产生图案镀的情况。在从基板镀到图案镀转变的过程中有一个基本的问题，是由于无电镀铜的沉积而使其更加坚固。普通的lo-dep成形在板的表面及孔内会沉积30条厚度的无电镀铜。这对后面的电镀步骤来说太薄了，不足以承受任何突然的撞击。固体层光致抗蚀剂的优点使它成为照相制版工艺的主要方法，正如PCB工业所要求的，对图案镀工艺来说，无电镀铜可能成为粘着催化剂和一个重要步骤。而无镀铜预处理的要求被一个发展中的事实所驱动，固体层光云雾坑蚀剂能在铜的表面导致一个薄层的粘着催化剂。如果这层粘着催化剂不能移动，无电镀铜和电镀铜中铜与铜的粘着剂就会脱落。为避免上述情况，开始的电镀过程如图10.11所示。在固体层光致抗蚀剂的应用中分成了两个独立的步骤。**步骤提供了0.1 条厚度的铜，制造坚固性较简单，**步操作时对PTH 镀上1条的厚度。我们知道这个lo-dep &flash 操作自19 世纪70 年代成为标准以来一直延继至今。在19 世纪70年代后期出现了hi-dep & hi-build 无电镀铜成型工艺。因此全部*初1亿个铜从化学电镀槽中被沉淀出，使得10.11所示的**电解熔铜变得多余。依然有一些较浅的熔化方法的拥护者，因为对于**较深的铜存在着挥之不去的怀疑，现在在世界范围内的大多数PWB生产者采用较深化学/电解电镀的模仿板的方法来建立PTH 板。如图10.12 所示的，这现在成为工
业标准的方法。连接器技术之--PWB制作技术
      10.1.3 减少与添加剂的工艺
      在1964 年由CC-4 TM Kollmorgen 公司如图10.12和图10.13“添加剂技术”所提出的挑战，这种挑战是针对对于在PTH 和印刷蚀刻双层电路板变形可靠生产方法而进行。和图10.12和图10.13 的比较显示添加剂工艺在化学镀步骤中添加剂全部的铜，并且不须要蚀刻操作。今天大多数PWB 变形过程总得被看成由CC-4所工艺范围所代表或是直接的派生物。当这些工艺策略产生出很好的表面共面性，可焊性以及穿孔的一致性，它被使用在这个技术范围的低端(比如说自动推进)以及大多数在环太平洋国家。然而必须指出的是在市场中全部添加剂产品大约每个月一百万。为与美国的市场形成鲜明对比，在那里完全添加剂技术的可接受性变得江河日下。自从它从30年前开始的那一刻起，一些普遍的担心周而复始地妨碍着对于西方PWB工业这种添加剂技术的发展与它的接受性。如果我们回顾历史，我们将会发现，当一项添加剂技术要过时的时候，它可能已经代表了一种PWB产品的可行方法，每一个工序也都受到来自主流PWB生产者一些相似的主要的批评。这些批评总结如下：长久以来直到现在，即存在一种根深柢固的对于铜淀薄片的化学性质的怀疑。然而，通过作者*近的一系列的书籍和别人的一些著作，很清楚地显示出现代的完全结构的铜可与ED薄片的物理性质相媲美，甚至超过它。直到*近对铜镀槽的实际过程控制存在一种有理由的担心。然而*近引进的一个新一代的以石英微量天平为基础的对于添加化学品的摄相控制器，
解决了这一担心。
        这种工艺方案需要底受催化作用的薄层。对于大多数多层PWB客户来说这是不可接受的。此外，这种底层金属几乎使潜在客户对于物资结构的控制荡然无存。尽管有很多出版的著作来支持这种材料，反对它的势力依然存在。随着工业生产的普遍“绿色环保化”，以及在“**世界”中对于废物部问题的日益关注，CC-4工艺以及它们的衍生物(由于它们对于铬酸，溶剂类保护膜系统，以及以溶剂为基础的粘着层的要求)以这种形势下，在新的处产设备中不太可能被重新建立起来。除了这些关注，不得不被指出的是这种类型的工艺在传统上有“整个车间”的概念。简而言之，生产者从一开始就要么采用添加要么采用减少的设备。据笔者所知，没有一家是试着在同一设备中采用平行的线。这种类型的工艺需要加入一种特别的粘着助催化剂。对于这种类型的电路板这种材料是****的，而且不用象对传统铜覆层材料那种水平的附着。没有一种添加的方案达到对于主流PWB生产者来讲是普遍接受的。我们在后面即将看到，在远东以外这种技术还没被接受，而现在由于九十年代后期的连接器和包装的要求而产生了一种复兴的兴趣。连接器技术之--PWB制作技术

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