陳華麗 辜小謹(jǐn)

（汕頭超聲印制板公司，廣東 汕頭 515065）

1 引言

半加成法，有在非導(dǎo)體的裸基材上形成導(dǎo)體種子層（Seed Layer）的方法。關(guān)于在基材上種子層的形成方式除了薄銅箔外，還增加了：沉厚銅、極薄銅箔（銅載體超薄銅箔，厚度為3 μm、1 μm）、涂覆了Primer的銅箔、濺鍍。

濺鍍具有無(wú)污染、多用途、附著性好等優(yōu)點(diǎn)，幾乎在任何材料均可析鍍上；且與基板的附著強(qiáng)度高，是一般蒸鍍膜的10倍以上。目前隨著線路的細(xì)化，濺鍍憑著其與基材有著良好的附著力，也逐步應(yīng)用到PCB行業(yè)中。

目前濺鍍的具體應(yīng)用有：（1）在PI材料上形成種子層；（2）用于SOP載板的制作。在硬質(zhì)FR-4基材形成種子層的研究還未見(jiàn)，本文對(duì)此進(jìn)行了初步的探索。

在FR-4基材上形成良好的種子層是半加成工藝得以實(shí)施的第一步，為此必須保證濺鍍層與基材間有牢固的結(jié)合力。研究的結(jié)果表明：在高Tg（HTg）FR-4的基材上，采用不同的濺鍍方式得到的種子層對(duì)最終的結(jié)合力有很大的影響。

由于濺鍍?cè)O(shè)備的限制，只進(jìn)行表面濺鍍的研究，孔內(nèi)的濺鍍沒(méi)有進(jìn)行。

2 濺鍍工藝

濺鍍工藝是將欲鍍材料（如鈀材料）置于陰極，而基板置于陽(yáng)極。在真空濺鍍艙中，注入氬氣，電極加數(shù)千伏的直流電。氬氣受到外來(lái)能量的激發(fā)，其電子從基態(tài)跳躍到較高能階的軌道，成為離子狀態(tài)（Ar+），即氬氣處于受激態(tài)。由于陰極電位差，氬離子會(huì)加速向陰極表面飛去。當(dāng)氬離子與鈀材表面（Target）發(fā)生碰撞時(shí)，鈀材表面的原子被撞擊出來(lái)，由于在真空中，鈀原子會(huì)直接到達(dá)基板（Substrate），從而沉積在基材上。以下是濺鍍時(shí)的示意圖（圖1）。

圖1 濺鍍示意圖

3 實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)

3.1 實(shí)驗(yàn)流程

HTg FR-4板料準(zhǔn)備（銅箔H/H）—→切板（120 mm×100 mm）—→定量蝕刻（把雙面銅箔蝕刻干凈）—→濺鍍—→表面（酸洗+微蝕）處理—→電鍍加厚至30 μm→圖形轉(zhuǎn)移—→ 蝕刻—→剝離強(qiáng)度測(cè)試（按照IPC-TM-650 2.4.8）

3.2 濺鍍的條件

條件1：在HTg FR-4基材上，先濺鍍一層鎳作為過(guò)渡層金屬，再濺鍍一層銅；

條件2：在HTg FR-4基材上，先濺鍍一層鎳，再濺鍍一層銅，再鍍一銅層；

條件3：與條件2不同的是鍍銅的條件。

（備注：此處的濺鍍由復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系協(xié)助完成）

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

4.1 不同表面形貌的分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：從表面形貌分析可以看出：濺鍍條件1形成的濺鍍層并不能完全覆蓋住FR4基材面，而濺鍍條件2和濺鍍條件3形成的濺鍍層則完全覆蓋了基材面。

4.2 蝕刻后的實(shí)驗(yàn)板

蝕刻后的線路如圖2所示：

圖2 線路圖

4.3 剝離強(qiáng)度測(cè)試

3種濺鍍條件的線路剝離強(qiáng)度測(cè)試，如表1和圖3所示。

表1 線路剝離強(qiáng)度測(cè)試表單位：N/mm

圖3

從以上的對(duì)比可以得出：濺鍍條件3形成的種子層結(jié)合力最好，剝離強(qiáng)度＞1.2 N/mm，甚至有些達(dá)到了1.6 N/mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了IPC要求的1.2 N/mm。

而濺鍍條件2形成的種子層結(jié)合力出現(xiàn)了波動(dòng)，這說(shuō)明濺鍍后補(bǔ)加電鍍銅處理工藝也相當(dāng)重要，這是保證形成種子層關(guān)鍵的因子之一。

而濺鍍條件1，即濺鍍后沒(méi)有電鍍銅的結(jié)合力相當(dāng)差，這說(shuō)明這層薄的濺鍍層還是無(wú)法滿足PCB板所要求的結(jié)合力。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

從理論上講，盡管濺鍍與基材可以形成良好的結(jié)合力，但并不意味著只要有濺鍍就能夠滿足PCB板所要求的結(jié)合力。在FR4等硬質(zhì)基材上，如何獲取一層致密的和結(jié)合力良好的濺鍍層，是濺鍍運(yùn)用于MSAP工藝的首要條件。

而實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)采用適當(dāng)?shù)臑R鍍方式后，PCB板可以獲得優(yōu)異的結(jié)合力；剝離強(qiáng)度＞1.2 N/mm，有些實(shí)驗(yàn)板甚至達(dá)到了1.6 N/mm。