4 電子電鍍
4.1 PCB電鍍簡(jiǎn)況
2000年我國(guó)PCB產(chǎn)值為36.35億美元，占全球PCB產(chǎn)值的8.7%，居世界第4位。在我國(guó)的PCB產(chǎn)值中，廣東占83.5%。因此，廣東地區(qū)PCB電鍍是一個(gè)極大的產(chǎn)業(yè)。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，廣東PCB廠家僅磷銅一種原料，年消耗量達(dá)10000噸左右。大型PCB企業(yè)年消耗磷銅400-600噸，中型企業(yè)200-300噸。廣東地區(qū)一年需要PCB酸銅光亮劑達(dá)1000多噸。僅磷銅和酸銅光亮劑年銷售產(chǎn)值達(dá)到4-5億元。
PCB生產(chǎn)中涉及的表面處理工藝有脫脂、去孔內(nèi)壁沾污、活化處理、化學(xué)鍍銅、直接電鍍工藝、電鍍鉛錫合金、銅箔蝕刻、化學(xué)鍍鎳、金工藝等。因此需要大量的電鍍特殊化學(xué)品和普通的化學(xué)原材料，全部加起來(lái)達(dá)幾十億元人民幣。
目前PCB行業(yè)使用的特殊化學(xué)品90%以上為******大公司如******的美國(guó)公司MacDermind，Shipley LeaRonal原德國(guó)公司Schering, schlotter等所壟斷，（現(xiàn)LeaRona為Shipley所兼并，Schering合并于Atotech,MacDermind兼并了英國(guó)Canning）。國(guó)內(nèi)僅少數(shù)幾家研究所和電鍍添加劑生產(chǎn)商的產(chǎn)品進(jìn)入為數(shù)不多的小型PCB企業(yè)。一方面是因?yàn)?SPAN lang=EN-US>PCB生產(chǎn)對(duì)所有原材料的要求十分嚴(yán)格，另一方面是因?yàn)?SPAN lang=EN-US>PCB的生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，價(jià)值昂貴，出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題后經(jīng)濟(jì)責(zé)任重大。因此國(guó)內(nèi)從事表面處理的研究所和電鍍添加劑生產(chǎn)企業(yè)只有加大投入，引進(jìn)專業(yè)高技術(shù)人才，添置專用儀器設(shè)備研究開(kāi)發(fā)，才有可能進(jìn)入PCB這個(gè)市場(chǎng)潛力巨大的行業(yè)。
4.1.1 傳統(tǒng)的PCB的電鍍
印制線路板（指雙面和多層）能形成工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，是得益于PCK公司在1963年zl****發(fā)表的化學(xué)鍍銅配方和Shipley公司于是1961年zl****發(fā)表的膠體鈀配方。它們是使通孔鍍得以成為自動(dòng)線運(yùn)行的基礎(chǔ)，也是后來(lái)被廣泛接受的制作PCB的基礎(chǔ)工藝。
進(jìn)入90年代以來(lái)，傳統(tǒng)的以化學(xué)鍍銅為主體的孔化（PTH）工藝受到多方面的壓力和挑戰(zhàn)。
下面是傳統(tǒng)的制作PCB的流程:《缺》
化學(xué)鍍Cu溶液共同特點(diǎn)是：（1）都含有絡(luò)合劑或螯合劑，如酒石酸鉀鈉，EDTA以及EDTP；（2）化學(xué)鍍Cu的還原劑都采用甲醛；而穩(wěn)定劑又以氰化物為多。
絡(luò)合劑EDTA或EDTP的存在給廢水處理帶來(lái)極大的困難，甲醛是眾所周知的致癌物，傳統(tǒng)的化學(xué)鍍銅的另一缺點(diǎn)是：副反應(yīng)使化學(xué)鍍銅槽液維護(hù)和管理困難，從而導(dǎo)致化學(xué)鍍銅質(zhì)量問(wèn)題。
化學(xué)鍍銅的成本往往由于未充分利用而相差很大。一個(gè)不連續(xù)生產(chǎn)的槽液的成本比一個(gè)連續(xù)生產(chǎn)的槽液高幾倍。因此，化學(xué)鍍銅工藝一直是困擾PCB制造者的問(wèn)題。
4.1.2 直接電鍍技術(shù)出現(xiàn)和發(fā)展
進(jìn)入80年代后，歐美******對(duì)環(huán)保制訂了更加嚴(yán)格的要求，特別是對(duì)有毒害的甲醛以及難處理的螯合劑的排放。迫使大多數(shù)溶液供應(yīng)商尋找代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學(xué)鍍銅實(shí)現(xiàn)孔金屬化的新方法。直接電鍍技術(shù)及其產(chǎn)品經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的試用，取得PCB生產(chǎn)廠家的認(rèn)可，是在90年代中期。
作為代替化學(xué)鍍銅的直接電鍍技術(shù)須***滿足以下條件：
（1）在非導(dǎo)體包括環(huán)氧玻璃布、聚酰亞***、聚四氟乙烯等孔壁基材上，通過(guò)特殊處理形成一層導(dǎo)電層，以實(shí)現(xiàn)金屬電鍍。同時(shí)還須***保證鍍層與基體具有良好的結(jié)合力。
（2）形成導(dǎo)電層所用的化學(xué)藥水對(duì)環(huán)境污染小，易于進(jìn)行“三廢”處理，不會(huì)再造成嚴(yán)重污染。
（3）形成導(dǎo)電層的工藝流程越短越好，而且要求操作范圍應(yīng)較寬，便于操作與維護(hù)。
（4）能適應(yīng)各種印制板的制作。如高板厚/孔徑比的印制板，盲孔印制板，特殊基材的印制板等。
目前世界上直接電鍍技術(shù)的材料來(lái)分類可以歸納為三大類型：第一類是以膠體鈀工藝在非導(dǎo)體表面產(chǎn)生Pd導(dǎo)電金屬薄層的技術(shù)，第二類是以導(dǎo)電高分子材料為導(dǎo)電層的所謂MnO2接枝技術(shù)；第三類是以碳或石墨懸浮液涂布薄膜為基礎(chǔ)的直接電鍍技術(shù)。
4.1.3 印制板電鍍多種表面涂復(fù)工藝流程實(shí)例
印制板在制作過(guò)程中，為了達(dá)到板面的要求，需選用多種表面涂覆工藝，如：孔金屬化、鍍銅、鍍鎳、鍍金、化學(xué)鍍鎳、化學(xué)鍍金、有機(jī)助焊保護(hù)膜以及電鍍錫基合金等。這些表面涂覆層的質(zhì)量直接影響到印制板的質(zhì)量，如：外觀、可焊性、耐蝕性、耐磨性等性能。
印制板的表面涂復(fù)工藝作一個(gè)不完全總結(jié)：
1）孔金屬化：可以選用化學(xué)沉銅工藝，也可以用直接鍍銅工藝?？捉饘倩院蟮挠≈瓢?，表面鍍有5～8μm的金屬銅。
2）熱風(fēng)整平或熱熔工藝：
工藝流程如下：
酸性除油→微蝕→活化→鍍銅→鍍錫鉛→去膜→蝕刻→退錫鉛→涂阻焊層→熱風(fēng)整平
或：酸性除油→微蝕→活化→鍍銅→鍍錫鉛→去膜→蝕刻→浸亮→熱熔。
3）板面鍍金工藝：
工藝流程如下：
酸性除油→微蝕→活化→鍍銅→鍍鎳→鍍金→去膜→蝕刻
4）插頭鍍金：
工藝流程如下：
酸性除油→微蝕→活化→鍍低應(yīng)力鎳→預(yù)鍍金→鍍金
5）有機(jī)助焊保護(hù)膜：
工藝流程如下：
酸性除油→微蝕→活化→浸有機(jī)助焊保護(hù)膜
6）化學(xué)鍍鎳金：
工藝流程如下：
酸性除油→微蝕→預(yù)浸→鈀活化劑→后浸→化學(xué)鍍鎳→化學(xué)浸金→化學(xué)鍍厚金
7）去沾污工藝：雙層板或多層板在孔金屬化之前，去除孔內(nèi)環(huán)氧樹(shù)脂沾污，保證孔金屬化質(zhì)量。其工藝流程是：
溶脹→去膠渣→中和。
可見(jiàn)電鍍、化學(xué)鍍、置換鍍：鍍前、鍍后處理技術(shù)在電子電鍍行業(yè)十分活躍。
4.1.4 印制板電鍍技術(shù)的***新進(jìn)展
早期印刷線路板的***終表面精飾大都采用熱浸錫鉛合金焊料的熱風(fēng)整平（HASL）工藝。由于熱浸的溫度高（約250℃），表面安裝的零件都須***具備耐高溫性能，而且熱浸后的焊料雖經(jīng)熱風(fēng)整平，其表面仍然凹凸不平，不適合于表面貼裝（SMT）新工藝的實(shí)施，也不能用于鋁線鍵合（Aluminium Wire Bonding）。因此，近年來(lái)人們集中精力大力開(kāi)發(fā)可在低溫操作，又能獲得表面十分平整的即可焊又可鍵合的新型替代HASL工藝，并取得了明顯的效果，正在生產(chǎn)上迅速推廣。
目前可成功取代HASL工藝的新技術(shù)有：
①　電鍍鎳/電鍍軟金，它主要用于金線鍵合（Gold Wire Bonding），但要求全線路要導(dǎo)通。
②　化學(xué)鍍鎳/置換鍍金（EN/IG），也稱化學(xué)鍍鎳金，它適于焊接和鋁線鍵合，因全程采用化學(xué)鍍，線路不必事先導(dǎo)通即可施鍍。
③　化學(xué)鍍鎳/化學(xué)鍍鈀/置換鍍金（EN/EP/IG），早期的目的是用廉價(jià)的鈀取代金，然而近年來(lái)鈀的價(jià)格遠(yuǎn)超過(guò)金（約3倍），因此應(yīng)用越來(lái)越少。
④　化學(xué)鍍鎳/置換鍍金/化學(xué)鍍金，它適于焊接以及金線、鋁線的鍵合。
⑤　有機(jī)焊接保護(hù)劑（Organic Solderability Preserative，OSP），它適于1至2次重熔（Reflow）的焊接，但不能用于鍵合。
⑥　置換鍍錫（IT），它是新興的工藝，鍍層十分平整，厚度只有1μm，但焊接性能優(yōu)良，可通過(guò)去155℃烘烤4小時(shí)及3次重熔，可完全取代HASL，但不適于鍵合。
⑦　置換鍍銀（IS），這是***新***好的工藝。鍍層十分平整，厚度僅0.2~0.3μm，可通過(guò)155℃烘烤4小時(shí)及3次重熔，同時(shí)適于鋁線鍵合，是一種價(jià)廉物美的取代HASL及化學(xué)鍍鎳金（EN/IG）的新技術(shù)。它特別適于高密度細(xì)線（“＜0.02”)和細(xì)孔印制板，如BGA、COB板的應(yīng)用。