厚铜 PCB 制造难度远高于常规薄铜 PCB，核心挑战集中在铜箔压合（避免分层）、蚀刻（保证均匀）、过孔电镀（防止空洞） 三大环节。若沿用薄铜制造工艺，会导致铜箔附着力不足（分层率＞5%）、蚀刻不均（残铜率＞3%）、过孔导通不良等问题，需针对性优化工艺参数与流程。

一、铜箔压合工艺：确保附着力与平整度

厚铜箔（3oz 及以上）厚度大、刚性强，压合时易与基材产生气泡、分层，需精准控制压合温度、压力与时间：

1. 铜箔预处理

表面粗化：厚铜箔表面需进行化学粗化（用硫酸 - 双氧水体系），使表面粗糙度 Ra 达到 1.5~2μm（薄铜箔 Ra1.0μm），增大与基材的接触面积，提升附着力；

脱脂清洁：用碱性脱脂剂（pH10~11）浸泡铜箔 10~15min，去除表面油污、氧化层，避免压合时形成杂质层。

2. 压合参数控制

温度曲线：

预热阶段（80~120℃）：升温速率 2℃/min，时间 30min，使基材树脂初步软化；

加压阶段（120~170℃）：温度升至基材 Tg 以下 10℃（如 Tg170℃，升至 160℃），同时施加压力；

固化阶段（170~190℃）：温度升至 Tg 以上 10℃，压力保持 30~40kg/cm²，时间 60~90min（比薄铜压合时间长 50%），确保树脂完全固化；

冷却阶段（190~80℃）：降温速率 1℃/min，避免温差过大导致 PCB 翘曲；

压力控制：厚铜压合压力需比薄铜高 20%~30%（3oz 铜箔用 35kg/cm²，1oz 用 28kg/cm²），确保铜箔与基材紧密贴合，无气泡；

真空度：压合过程中真空度≤50mbar，抽出铜箔与基材间的空气，避免气泡产生（薄铜压合真空度≤100mbar）。

3. 压合后检测

附着力测试：按 IPC-TM-650 标准，随机抽取 3 片 PCB，测试铜箔剥离强度，需≥1.5N/mm，不合格品需返工（重新压合或报废）；

气泡检测：用 X 光检测仪（分辨率 0.1mm）扫描 PCB，无直径＞0.3mm 的气泡，且每 dm² 气泡数量≤1 个。

二、蚀刻工艺：选择碱性体系，保证均匀性

厚铜箔蚀刻若用酸性体系（适合薄铜），易出现蚀刻不均、侧蚀超标，碱性蚀刻（氨性氯化铜体系） 是厚铜蚀刻的主流选择：

1. 蚀刻液配置

核心成分：Cu²+12~18g/L、游离氨 5~8g/L、NH₄Cl80~100g/L，pH8~9，相比酸性蚀刻液（pH1~2），碱性体系对厚铜溶解更均匀；

添加剂：添加 0.5~1g/L 的缓蚀剂（如硫脲），减少侧蚀（侧蚀量可从 20μm 降至 15μm），同时保护基材不被腐蚀。

2. 蚀刻参数控制

温度：45~55℃（比薄铜碱性蚀刻高 5~10℃），温度过低（＜45℃）会导致蚀刻速率不足（3oz 铜箔需 6min，标准 4min），过高（＞55℃）会导致氨挥发过快，浓度波动；

蚀刻速率：3oz 铜箔控制在 30~35μm/min，5oz 控制在 25~30μm/min，速率过快易导致蚀刻不均，过慢影响产能；

喷淋系统：

压力：2.0~2.5bar（比薄铜高 0.5bar），确保蚀刻液渗透到厚铜表面；

角度：喷淋头与 PCB 夹角 60°，避免直射导致厚铜边缘过度蚀刻；

密度：喷淋头间距 50mm（薄铜 80mm），提升覆盖均匀性。

3. 蚀刻后处理

清洗：用 50℃热水清洗 PCB 表面（去除残留蚀刻液），再用去离子水漂洗（电阻率≥18MΩ・cm），避免碱性残留导致铜箔氧化；

干燥：80~100℃热风干燥（时间 10~15min），避免水分残留导致基材吸潮。

三、过孔电镀工艺：突破厚铜过孔难点

厚铜 PCB 过孔电镀需解决 “厚铜层与过孔镀层的连接” 问题，避免因铜箔过厚导致电镀液无法渗透，形成空洞：

1. 过孔预处理

去钻污：采用等离子去钻污（功率 300W，时间 30s），去除钻孔后孔壁残留的基材碎屑，避免影响镀层附着；

化学沉铜：在孔壁沉积一层薄铜（厚度 0.5~1μm），作为电镀的基底，确保后续电镀层均匀覆盖。

2. 电镀参数优化

电流密度：采用 “阶梯式电流”—— 初始 1.0A/dm²（10min，薄镀层附着），中期 1.2A/dm²（20min，主要镀层生长），后期 1.0A/dm²（10min，镀层平整），避免恒定大电流导致孔内镀层过薄；

电镀时间：3oz 铜箔过孔电镀总时间≥40min，确保孔壁镀层厚度≥25μm；

搅拌方式：采用空气搅拌 + 阴极移动（速度 5~10mm/s），提升电镀液在孔内的流动性，避免孔内浓度不均导致空洞。

3. 电镀后检测

镀层厚度：用涡流测厚仪检测孔壁镀层，每孔检测 3 个点（入口、中间、出口），厚度差≤5μm；

空洞检测：用 X-Ray 检测仪（分辨率 0.01mm）扫描过孔，无直径＞0.1mm 的空洞，且空洞总面积≤过孔面积的 5%。

四、表面处理工艺：保障可靠性与可焊性

厚铜 PCB 表面处理需兼顾 “厚铜附着力” 与 “元件焊接需求”，避免表面处理层脱落：

1. 表面处理选择

沉金：适合高可靠性场景（如汽车电子），金层厚度 0.1~0.3μm，镍层厚度 2~5μm（打底，提升金层附着力），沉金后厚铜表面平整度≤0.05mm/m；

镀锡：适合低成本、可焊性要求高的场景（如工业控制），锡层厚度 5~10μm，需控制镀锡温度≤60℃，避免厚铜与基材热应力增大；

对比：沉金耐腐蚀性优于镀锡（盐雾测试 72h 无氧化），但成本比镀锡高 30%。

2. 处理前准备

铜箔清洁：用 10% 硫酸溶液浸泡 PCB 1~2min，去除厚铜表面氧化层，再用去离子水冲洗；

微蚀刻：用微蚀刻液（过硫酸铵体系）处理铜箔表面，形成微观粗糙面（Ra0.5~1μm），提升表面处理层附着力。

制造案例：某工厂生产 3oz 厚铜 PCB，初期采用酸性蚀刻，蚀刻不均率 8%，过孔空洞率 5%；改用碱性蚀刻（温度 50℃，压力 2.2bar），优化过孔电镀阶梯电流后，蚀刻不均率降至 2%，空洞率降至 0.8%，附着力测试达标（1.8N/mm），满足工业级要求。