化学沉积法(化学镀)是复合集流体全湿法一步法的核心底层工艺,其原理是通过自身催化性氧化还原反应,使铜离子被还原并沉积在高分子材料表面。该路线的壁垒集中在三处:金属在基膜表面的附着力相对不强烈、存在脱铜风险,以及污水处理等成本较高,这些都需要通过配方调整与设备工艺改进来逐步改善。相比之下,化学镀作为湿法镀膜的一种,主要劣势在于催化剂成本较高、效率略低、需环保处理污水、镀液稳定性较差。两条路线同属湿法体系,壁垒侧重并不相同。
一、附着力与脱铜:化学沉积法的核心难点
复合集流体的制造难点,在于高分子材料表面镀膜。高分子是长链结构,主要通过范德华力结合,长程无序;纯铜晶体则是面心立方结构,通过金属键结合,长程有序。两者界面结合力,是复合集流体力学与热学性能的关键。
化学沉积法虽然能解决电化学沉积的边缘效应,提升镀铜层均匀性,可做出更大幅宽,且工序简单、良率高,但其金属在基膜表面的附着力相对不强烈,因而存在脱铜风险。附着力不足,直接牵动后续使用中的可靠性,这也是配方调整需要重点攻克的方向。
二、污水处理与成本:湿法路线的共性约束
化学沉积法属于湿法镀膜,镀件需浸入溶液完成金属沉积,因此污水处理等成本也比较高。化学镀同样面临催化剂成本较高、效率略低、需环保处理污水、镀液稳定性较差等问题。两条路线的差异在于:化学沉积法以工序简单、良率高见长,代价是附着力偏弱;化学镀则在镀层均匀性、可增大幅宽、提升良率、耗电较低等方面具备特点。二者都需要在配方与设备工艺上持续改进。
三、路线壁垒对比
| 路线 | 主要优势 | 主要壁垒 |
|---|---|---|
| 化学沉积法 | 解决边缘效应、提升镀铜均匀性、可做更大幅宽、工序简单、良率高 | 附着力相对不强烈、存在脱铜风险、污水处理等成本较高 |
| 化学镀 | 无边缘效应、镀层均匀、可增大幅宽、提升良率、工序简单、耗电较低 | 催化剂成本较高、效率略低、需环保处理污水、镀液稳定性较差 |
目前各类工艺对下游客户均处于测试阶段,未来随着产业逐渐成熟,任何一种方法都有可能成为发展趋势。
常见问题
化学沉积法为什么会有脱铜风险?
化学沉积法依靠自身催化性氧化还原反应,使铜离子还原并沉积在高分子材料表面。由于金属在基膜表面的附着力相对不强烈,镀层与基膜的结合不够牢固,因而存在脱铜风险,需要通过配方调整与设备工艺改进来改善。
化学镀和化学沉积法的壁垒有何不同?
化学镀的主要劣势是催化剂成本较高、效率略低、需环保处理污水、镀液稳定性较差;化学沉积法则以附着力相对不强烈、脱铜风险、污水处理等成本较高为主要约束。两者同属湿法镀膜,但壁垒的侧重点并不相同。
化学沉积法的良率表现如何?
化学沉积法工艺成熟、工序简单,良率非常高,三孚新科的目标良率达到了95%。同时它能解决电化学沉积的边缘效应,提升镀铜层均匀性,可做出更大的幅宽。