沉铜，全称化学镀铜，简称PTH。其主要目的是在PCB的非导电表面，如绝缘的孔壁及某些特定的非铜箔区域，通过化学反应沉积一层薄而均匀的铜层，赋予原本不导电的部分导电性，为后续的电镀铜工艺奠定基础，最终实现PCB的层间电气互连。

以多层PCB为例，层与层之间需要通过过孔进行电气连接。在钻孔后，孔壁是绝缘的，如果不进行沉铜处理，电流无法通过孔实现层间传导。而沉铜层就如同搭建了一座“桥梁”，使得电流能够顺畅地在各层之间流动，确保了整个电路板电气系统的完整性和功能性。若沉铜工艺出现问题，比如铜层沉积不均匀、厚度不足或存在空洞等缺陷，可能导致信号传输不稳定、短路或断路等故障，严重影响PCB的性能和使用寿命。

沉铜工艺流程

前处理

去毛刺：钻孔后的PCB孔口会产生毛刺，孔内可能残留钻屑。通过机械刷磨等方式去除这些毛刺和钻屑，保证后续处理的顺利进行，避免对孔壁和板面造成损伤，影响沉铜效果。

溶胀：对于多层板，其内层的环氧树脂在钻孔过程中可能被破坏。使用特定的溶胀剂，如醚类有机物，使环氧树脂溶胀软化，为后续的去钻污步骤做准备，确保能有效去除钻污，增强孔壁与铜层的结合力。

除胶去钻污：利用高锰酸钾的强氧化性，在高温及强碱条件下，与溶胀软化的环氧树脂钻污发生氧化裂解反应，将其去除。例如，在一定温度和碱性环境下，高锰酸钾与环氧树脂中的碳链反应，使其断裂分解，从而达到清洁孔壁的目的。

中和：除去高锰酸钾去钻污过程中残留的高锰酸钾、锰酸钾和二氧化锰等物质。因为锰离子属于重金属离子，会导致后续活化步骤中“钯中毒”，使钯离子或原子失去活化活性，进而影响孔金属化的效果，所以必须彻底去除。

除油/整孔：采用专用的除油剂，清除板面的油污及其他杂质。同时，通过整孔剂的作用，调整孔壁的电荷性质，使其表面显正电性，促进后续均匀的催化剂吸附。

微蚀：使用微蚀液除去铜面上的氧化物及其他杂质，微观粗化铜表面。这不仅能增强铜面与后续电解铜的结合能力，还能为催化剂的吸附提供更合适的表面环境。

浸酸：对微蚀后铜面上附着的铜粉进行清洁，确保铜表面的纯净度，为后续的活化步骤创造良好条件。

催化

预浸：防止前工序清洗不彻底，杂质带入昂贵的钯槽，同时润湿环氧树脂孔壁，促进板面对催化剂的吸附。预浸槽与后续的活化槽除了不含钯之外，其他成分基本一致。

活化：这一步通常使用Pd/Sn或Pd/Cu等催化剂，使表面显负电性的钯胶团由于整孔性高分子的作用附着在孔壁。通过活化处理，为后续的化学沉铜提供催化活性中心，使铜离子能够在这些活性点上发生还原反应。

加速：去除胶体钯微粒外层的胶体部分，露出起催化作用的钯核，保证化学镀铜层与孔壁有良好的结合力。例如，钯胶团粘附在板子上，经水洗和鼓气作用，Pd粒外会形成Sn(OH)4外壳，通过HBF4型加速剂将其除去，露出钯核。

化学沉铜：将经过催化处理的PCB放入含有铜盐（如硫酸铜）和还原剂（如甲醛）的化学沉铜槽中。在钯核的催化作用下，铜离子被甲醛还原，沉积在PCB的孔壁和需要导电的非铜箔表面，逐渐形成一层薄铜层。随着反应的进行，新生成的化学铜和反应副产物氢气都可以作为反应催化剂，进一步促进反应的持续进行，使铜层不断增厚。化学沉铜的类型根据需求可分为薄铜（0.25-0.5μm）、中铜（1-1.5μm）及厚铜（2-2.5μm）。

后处理

水洗：沉铜完成后，通过多级水洗，彻底去除PCB表面残留的化学药品，防止残留物质对后续工序产生不良影响。

干燥：采用热风烘干等方式，去除PCB表面的水分，使其处于干燥状态，便于后续的存储和加工。

质量检测

背光等级测试：制作孔壁切片，使用金相显微镜观察沉积铜在孔壁的覆盖情况。背光等级一般分为10级，等级越高，沉积铜在孔壁的覆盖情况越好。通常情况下，行业标准要求≥8.5级。通过背光等级测试，可以直观地了解沉铜层在孔壁的均匀性和完整性，判断沉铜质量是否符合要求。

铜层厚度检测：使用X射线测厚仪等专业设备，测量沉铜层的厚度，确保其达到设计要求的厚度范围。不同的应用场景和产品要求，对沉铜层厚度的标准有所差异。

附着力检测：通过胶带测试等方法，检测铜层与PCB基材之间的附着力。例如，使用特定粘性的胶带粘贴在沉铜层表面，然后迅速撕下，观察铜层是否有脱落现象，以此评估附着力是否达标。良好的附着力是保证沉铜层稳定性和可靠性的重要指标。

孔壁检查：利用显微镜等工具，仔细检查孔壁的铜层是否连续、有无空洞、裂纹等缺陷，确保孔壁的铜层质量满足电路可靠性的要求。

沉铜工艺控制要点

温度控制：化学沉铜过程中的反应速率对温度非常敏感。温度过高，反应速度过快，可能导致铜层沉积不均匀，出现粗糙、空洞等缺陷；温度过低，反应速率慢，沉铜效率低，且铜层厚度难以达到要求。例如，化学沉铜槽的温度一般需精确控制在25-35℃之间，具体温度根据所使用的化学药水配方和工艺要求而定。

pH值控制：溶液的pH值会影响铜离子的存在形式和还原剂的活性。不合适的pH值会使反应无法正常进行，或者导致铜层质量下降。在沉铜过程中，通常需要将pH值控制在11-13的碱性范围内，通过添加pH调节剂来维持稳定的pH值。

药水浓度控制：铜盐、还原剂、络合剂等药水成分的浓度必须严格控制在规定范围内。浓度过高或过低都会影响沉铜的速率和质量。例如，铜盐浓度过低，会导致沉铜速度慢，铜层厚度不足；还原剂浓度过高，可能引起反应过于剧烈，影响铜层的均匀性。需要定期对药水浓度进行检测和调整，确保其处于最佳工艺状态。

反应时间控制：沉铜时间决定了铜层的最终厚度。时间过短，铜层厚度达不到设计要求；时间过长，不仅浪费资源，还可能导致铜层过厚，出现结晶粗大、附着力下降等问题。根据不同的沉铜类型和工艺要求，精确控制沉铜时间，如薄铜沉铜时间一般在10-15分钟，中铜和厚铜则相应延长。

电子技术的不断进步，使得对PCB的要求越来越高，如线路更加精细、孔径更小、层数更多、性能更可靠等，这也推动着沉铜工艺不断发展创新。一方面，研发新型的活化剂和还原剂，以提高沉铜速率、改善铜层质量，同时降低成本和减少环境污染；另一方面，利用更先进的自动化控制设备，实现对沉铜工艺参数的精准控制，提高生产过程的稳定性和一致性。此外，为适应环保要求，无铅、无氰等绿色沉铜工艺也成为研究和发展的重点方向。