黑影工艺 (shadow) - 柔性印刷电路板

黑影法(shadow)最主要利用石墨(graphite)作为导电物体。石墨分子结构中,有大量游离电子,故导电性能比一般碳黑化为高。电镀速度与涂层导电性能是成正比例的,所以涂层导电性能越高,电镀速度越快。

黑影直接金属化流程(shadow direct metallization process)主要分为五个化学槽:
  1. 清洁/整孔槽 (cleaner/conditioner) 
  2. 黑影槽 (conductive colloid)
  3. 定影槽 (fixer)
  4. 微蚀槽 (micro-etch)
  5. 抗氧化槽 (anti-tarnish) (视生产板放置时间而决定需要与否)
黑影法分别拥有水平式(conveyor)及垂直式(vertical)生产方式,但是垂直生产方式生产时间较长,不及水平式生产简单。
黑影流程化学剂种类:
  1. 清洁/整孔剂 (cleaner/conditioner):一种微碱性的液体,主要功用是用来清洁孔壁表面以及作为一种整孔剂(conditioner)调节玻璃纤维及环氧树脂的表面适合导电胶体拥有足够吸附力。
  2. 黑影剂 (conductive colloid):一种微碱性液体,成份含有独特的添加剂及导电胶状物质,使孔壁上形成导电层。
  3. 定影剂 (fixer):除去孔壁上多余的黑影剂,使黑影导电层更能平均分布于孔壁上。
  4. 微蚀剂 (micro-etch):主要成份是过硫酸钠和硫酸。作用是透过侧蚀作用,除去铜面上的黑影。树脂及玻璃纤维是惰性的,所以微蚀剂不能够除去板料上的黑影。
  5. 防氧化剂 (anti-tarnish):微酸的液体,用途为保护铜面,使它不致容易氧化。
黑影与黑孔在工艺上三个个不同的地方是:(1)黑孔要过两次,黑影一次即可;(2)黑影有专利的定影剂(Fixer);(3)黑影使用石墨作导电物质,而黑孔使用碳黑。

黑影采用定影剂来控制沉积在hole wall上的石墨厚度,而黑孔是采用风刀 (air knife)来控制沉积在孔壁上的碳的厚度,两者的优劣不辨自明。碳黑和石墨的导电度差异是显而易见的。

当沉积在孔壁上的碳黑厚度太厚时,就会带来孔壁分离的问题,导致孔壁的信赖度有问题,特别是做multilayer时。碳的结晶体结构为SP3,石墨的结晶体结构为SP2,所以石墨存在更多的游离p电子,自然导电度(conductivity)也就更优。

particle size方面确实黑影比黑孔要大,黑孔为50~100um,黑影为0.6um,但石墨为片状结晶,0.6um为其宽度尺寸,其厚度为宽度的1/15即0.04um;所以黑影在hole wall的覆盖方面能达到很好的效果。另外,黑孔为溶液,黑影 colloid为胶体,后者对铜离子污染容忍度较大,前者对铜离子及其它正电离子的污染较敏感,这样黑孔的particle size就容易超出100um,工艺就难以控制。

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