Abstract
摘要 傳統印刷電路板的鍍通孔製程，是以無電鍍的方式沉積銅層。使得雙層或多層印刷電路板各層線路之間得以導通，完成傳遞訊號的任務。然而無電鍍銅的方式有許多缺點，近年來許多直接電鍍的方法興起，以其環保、低成本的優勢，在鍍通孔製程佔有一席之地。 使用Shadow製程進行直接電鍍，以石墨覆蓋在非導體；使用的原理是以石墨為導電物質，讓電子能快速地在表面傳遞，促使銅離子還原在基板上，得到電鍍銅層。因此不需要進行無電鍍。值得一提的是低價的石墨，比起其他的直接電鍍系統(鈀系列、導電高分子系列)更能降低成本，因此Shadow製程有相當大的優勢。 已知架橋作用，對錫鈀膠體等金屬系列的活化處理液進行直接電鍍有顯著的貢獻。本論文嘗試將架橋理論引進非金屬的Shadow石墨型活化液，使用KCl、KBr、KI、Na2S四種常見的架橋劑進行實驗，確定架橋理論可以使用在非金屬型的直接電鍍系統，而且促進效果由總電流斜率的變化來看，增加了30?50倍。另外，吾人發現硝酸亦造成Shadow直接電鍍橫向擴張加快，經實驗證實使用硝酸最佳的促進條件(0.2M，浸泡4分鐘)處理，再進行直接電鍍得的總電流斜率(294μA/s)，較未浸泡硝酸即進行直接電鍍的總電流斜率(4.6μA/s)高出60倍以上。針對此一現象，吾人推論可能的原因有電阻值的降低、硝酸的氧化作用、硝酸的架橋作用，遂進行實驗得到以下結論。本論文以0.2M硝酸浸泡Shadow活化後的試片，發現電阻值的變化有限，不足以使直接電鍍橫向擴張速率有如此明顯的變化。使用多種的氧化劑進行比較，結果發現浸泡氧化劑前後，僅有HNO3、H2O2、K2S2O8有加速橫向擴張的現象，而K2Cr2O7、KMnO4則無，顯示非任何氧化劑都有此種功效。觀察IR光譜，則顯現出最佳的硝酸促進條件，石墨表面的氧化作用並不存在，同樣地，H2O2的最佳促進條件(6×10-3M，浸泡5分鐘)的IR光譜也看不到氧化結構的存在。由此可知，電鍍銅層橫向擴張速率加快並非由氧化所引起的。再者，促進作用的有無與氧化力大小的順序並沒有明確的關聯性，更加確定電鍍速率加快並非氧化作用造成。已知硝酸本身具有共振結構並擁有孤對電子，符合架橋劑的特性，有進行架橋作用的可能性。利用脈衝電流進行極化曲線測量，顯示浸泡硝酸前後，靜止電位有明顯的偏移，證明石墨層上的電鍍銅反應，在浸泡硝酸前後反應機制的確有改變。所以吾人推論:「硝酸並非以氧化造成促進效果，而是以氧化劑的吸附作用改變表面，扮演架橋劑的角色，使電鍍橫向擴張速率增加。」