原创 SHADOW黑影工艺－－FPC孔金属化

    基于潮流所趋，世界各地环境保护意识日渐浓烈，各方人士对于环境污染的来源尤其关注，而于线路板生产过程中，一般传统沉铜流程都会产生大量污染物及消耗大量洗水。

   因此直接电镀法的出现，对于传统沉铜的缺点都能够作出极大改善，而其中由美国电化公司(Electrochemicals Inc.) 所制造的黑影制程(Shadow Process)便是众多直接金属化(Direct Metallization Process)中一门表表者。

   黑影法(Shadow)最主要利用石墨(Graphite)作为导电物体。由于石墨分子结构中，有大量游离电子，因此石墨的导电性能比一般碳黑化为高。而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)简单，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)

其中抗氧化槽更是选择性的，需视乎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，但是由于垂直生产方式生产时间较长，不及水平式生产简单，所以本公司极力推荐黑影水平输送生产方式，以取代现时传统沉铜流程。

黑影流程化学剂种类
(1) 清洁/整孔剂 (Cleaner/Conditioner)
清洁/整孔剂是一种微碱性的液体，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)
黑影剂是一种微碱性液体，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)
微蚀剂的主要成份是过硫酸钠和硫酸。微蚀剂的主要作用是透过侧蚀作用，除去铜面上的黑影。由于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)
防氧化剂是微酸的液体，用途为保护铜面，使它不致容易氧化

黑影流程

放板
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清洁/整孔剂
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水洗
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黑影剂
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定影剂
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水洗
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干燥
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检查
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微蚀剂
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水洗
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防氧化剂
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水洗
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干燥
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收板
询问：此工艺与黑孔工艺对比在孔的可靠性上有多大差异？作为石墨做导电介质其颗粒性要比黑孔工艺的碳大十倍以上，对于FPC板，其过孔的特殊性是与PCB不同的，对此问题想请教一下更仔细一些。

SHADOW与Blackhole在工艺上其中三个个不同的地方是：1）Blackhole要过两次，SHADOW一次即可；2）SHADOW有专利的定影剂（Fixer）；3）SHADOW使用GRAPHITE作导电物质，而BLACKHOLE使用碳黑；

由于以上的不同，所以可以考虑：1）为什么要过两次BLACKHOLE，而非一次？早期BLACKHOLE也是采用一次，后来改为两次。 2）SHADOW采用定影剂来控制沉积在HOLEWALL上的石墨厚度，而BLACKHOLE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； 3）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，问题更甚。

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。

当然，在Particle Size方面确实SHADOW比BLACKHOLE要大，BLACKHOLE为50～100 nm，SHADOW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；所以在HOLEWALL的 coverage方面SHADOW能达到很好的覆盖效果。另外，BLACKHOLE为溶液，SHADOW 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BLACKHOLE的Particle Size就容易超出100nm，这时工艺就难以控制。