上海pcb生產(chǎn)流程中PTH孔與NPTH孔的區(qū)別及用途

PCB板設(shè)計(jì)中，孔有四個(gè)作用：電氣導(dǎo)通、定位、散熱、方便分板。而孔又分導(dǎo)通孔(PTH)和非導(dǎo)通孔(NPTH)，而在一般的設(shè)計(jì)中，只有PTH孔有孔環(huán)，NPTH孔是不具備有孔環(huán)的，但是一些特殊情況也會(huì)將NPTH孔設(shè)計(jì)孔環(huán)（這時(shí)候的孔環(huán)起到接地作用）。PTH金屬化孔，與相連的層是導(dǎo)通的，有電氣連接。與之相對(duì)的是NPTH 非金屬化孔，是指孔內(nèi)側(cè)沒有銅，電氣隔斷。NPTH是非沉銅孔，孔壁無(wú)銅，一般是定位孔及鑼絲孔?？捎酶赡し饪谆蛟陔婂兦澳z粒塞或電鍍后二次鉆孔。

PTH孔與NPTH孔的用途：
PTH是金屬化孔，一般在電路板的PTH孔有兩種用途，一種是用來(lái)焊接傳統(tǒng)dip零件腳用的，這些孔的孔徑必須比零件的焊接腳直徑來(lái)得大一些，這樣才能把零件插到孔中。

另一種比較小的PTH，通常稱其為via（導(dǎo)通孔），是用來(lái)連接及導(dǎo)通電路板（PCB）的兩層或多層之間的銅箔線路用的，因?yàn)镻CB是由許多的銅箔層堆迭累積而成，每一層銅箔（copper）之間都會(huì)再鋪了一層絕緣層，也就是說(shuō)銅箔層彼此之間不能互通，其訊號(hào)的連接就是靠via，所以中文才會(huì)稱其為（導(dǎo)通孔）。

NPTH是非金屬化孔，孔內(nèi)側(cè)沒有銅，電氣隔斷通孔是指貫通PCB板的頂層和底層，類似孔還有盲孔和埋孔，而通孔可以是PTH，也可以是NPTH，根據(jù)具體需求而定。例如用于連接導(dǎo)線的孔需要PTH，用于固定功能的，例如螺絲孔，就可能是NPTH。

PTH的功能：在鉆孔的非導(dǎo)電細(xì)胞壁基板上，薄薄一層化學(xué)銅化學(xué)沉積作為后續(xù)電鍍銅的基質(zhì)。PTH工藝分解：堿性脫脂→2或3次逆流沖洗→粗化（微蝕刻）→二次逆流沖洗→預(yù)浸漬→激活→二次逆流沖洗→脫粘→二次逆流沖洗→下沉→二級(jí)逆流沖洗→酸洗。

PTH流程說(shuō)明：
堿性脫脂：去除板表面的油，指紋，氧化物，孔中的灰塵。然后從負(fù)面調(diào)整孔壁充電至正電荷以促進(jìn)膠體鈀在后續(xù)工藝中的吸附。脫脂后，應(yīng)嚴(yán)格按照指南進(jìn)行清洗，并應(yīng)使用銅背光測(cè)試進(jìn)行測(cè)試。

微蝕刻：去除電路板表面的氧化物并使表面粗糙，以確保后續(xù)銅層與基板底部銅的良好粘合。新的銅表面具有很強(qiáng)的活性，可以很好地吸附膠體鈀。

預(yù)浸漬：主要保護(hù)鈀罐免受預(yù)處理槽的污染，延長(zhǎng)鈀槽的使用壽命。除鈀氯化物外，主要成分與鈀罐相同，氯化鈀可有效潤(rùn)濕孔壁，促進(jìn)活化液隨后活化成孔，足夠有效的激活。

活化：預(yù)處理堿性脫脂極性調(diào)節(jié)后，帶正電孔壁可有效吸附帶負(fù)電荷的膠體鈀顆粒，保證后續(xù)銅的平均，連續(xù)性和致密性下沉，激活對(duì)后續(xù)銅槽的質(zhì)量至關(guān)重要。

控制點(diǎn)：指定時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)亞錫離子和氯離子濃度，比重，酸度和溫度也很重要，必須嚴(yán)格按照操作說(shuō)明進(jìn)行控制。

肽化：去除膠體鈀顆粒的亞錫離子，并暴露膠體顆粒中的鈀核以直接催化化學(xué)銅沉淀反應(yīng)的引發(fā)。經(jīng)驗(yàn)表明，使用氟硼酸作為脫粘劑是更好的選擇。

化學(xué)鍍銅：化學(xué)鍍銅的自催化反應(yīng)是由鈀核的活化引起的，新的化學(xué)銅和反應(yīng)副產(chǎn)物氫都可以用作催化反應(yīng)的反應(yīng)催化劑，使銅沉淀反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。在該步驟之后，可以在板的表面或孔的壁上沉積一層化學(xué)銅。在此過(guò)程中，浴液應(yīng)保持在正常的空氣攪拌下，以轉(zhuǎn)化更多可溶的二價(jià)銅。

PTH它的核心作用，就是通過(guò)在孔壁鍍銅，實(shí)現(xiàn) PCB 層與層之間的導(dǎo)通，它是雙面板、多層板能夠發(fā)揮作用的核心關(guān)鍵點(diǎn)，孔金屬化技術(shù)并不復(fù)雜，可以簡(jiǎn)單的分為兩個(gè)部分：電鍍銅前準(zhǔn)備、電鍍銅。而電鍍銅的好壞，又在很大程度上取決于電鍍銅前準(zhǔn)備。因此，業(yè)內(nèi)人士往往會(huì)把關(guān)于 PCB 可靠性的問(wèn)題，聚焦到電鍍銅前準(zhǔn)備的部分。目前行業(yè)主流的電鍍銅前準(zhǔn)備工藝，主要有三種：沉銅、黑孔、黑影。（還有膠體鈀、金屬灌漿等，但非目前主流）

沉銅，也稱化學(xué)沉銅，作為最傳統(tǒng)的電鍍銅前準(zhǔn)備工藝，其主要原理是采用化學(xué)中的置換反應(yīng)，在孔壁上沉積一層銅，以作為后續(xù)電鍍銅的導(dǎo)電引線。假如是常規(guī)的沉薄銅，它的厚度一般為 0.5μm 左右。

優(yōu)點(diǎn)：

1.金屬銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能（電線里面，常規(guī)就采用銅線作為導(dǎo)電）。
2.厚度可調(diào)整范圍大，適應(yīng)性廣（目前業(yè)內(nèi)最低在 0.3μm 左右，最高可到 30μm，直接代替后續(xù)的電鍍銅工藝）。
3.工藝成熟穩(wěn)定，可以適用于所有的線路板品類產(chǎn)品（PCB/FPC/RFPCB/載板/金屬基板/陶瓷基板等等）。

缺點(diǎn)：
1.含甲醛，對(duì)操作人員健康不利。
2.設(shè)備投資大，生產(chǎn)成本高，環(huán)境污染不小。
3.時(shí)效管控短，一般有效時(shí)間為 3~6 小時(shí)。

黑孔，屬于直接電鍍技術(shù)中的一種，作為目前主流的電鍍銅前準(zhǔn)備工藝之一，其主要原理是采用物理原理，使碳粉吸附在孔壁表面，形成一層導(dǎo)電層，以作為后續(xù)電鍍銅的導(dǎo)電引線。通常情況下，其厚度為 0.5~1μm。

優(yōu)點(diǎn)：

1.不含甲醛，對(duì)作業(yè)人員健康影響小，且對(duì)環(huán)境的污染小。
2.設(shè)備投資不大，廢物處理更簡(jiǎn)單，工藝成本比沉銅低。
3.藥水與流程相對(duì)減少，時(shí)效性可達(dá) 48H，更便于維護(hù)與管理。

缺點(diǎn)：
1.在導(dǎo)電性能方面，導(dǎo)電碳粉會(huì)弱于沉積銅層。
2.其適用性不如沉銅廣，因此，雖然已經(jīng)被大規(guī)模運(yùn)用，但目前業(yè)內(nèi)主要用于雙面板，高端的如HDI板等產(chǎn)品，幾乎不采用。

黑影，嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，算是黑孔工藝的進(jìn)一步發(fā)展，其原理、優(yōu)缺點(diǎn)，都類似，并且要優(yōu)于黑孔。其主要區(qū)別是：黑孔的導(dǎo)電層為碳粉，而黑影的導(dǎo)電層則為石墨。此外，黑孔一般不會(huì)用于高端的產(chǎn)品，或者搭配復(fù)雜的工藝，但黑影可以，黑影工藝已部分替代沉銅，廣泛地應(yīng)用于高端線路板，如 HDI 板、IC 載板等，甚至有時(shí)黑影工藝會(huì)優(yōu)于沉銅工藝，如選擇性圖形電鍍。

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