CN1003974B - 印刷电路板通孔的镀前预处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对印刷电路板基板通孔内塑料层可靠地进行去涂、蚀刻以及粗化的方法，用硫酸溶液使通孔内的塑料层牢固地粘附金属镀层，本方法的特征在于用含硫酸和硝酸根离子的溶液处理通孔，此方法适用于制备印刷电路板和／或镀敷通孔的电路板。

Description

印刷电路板通孔的镀前预处理方法
本发明涉及印刷电路板通孔的镀前预处理方法，更具体地说，涉及对印刷电路基板通孔内塑料层可靠地进行去涂、蚀刻以及粗化的方法，根据权利要求1的通用部分使通孔内塑料层上能粘附金属镀层。
在塑料板上钻孔时，如浸渍过环氧树脂的玻璃纤维板，由于钻孔时材料要发热和变软，钻头涂抹了孔壁。
在印刷电路里，电路板而面之间或内连接的不同层之间的电路连接是通过金属化通孔而实现的。印刷电路板的多层线路的功能容量是在很大程度上取决于能否可靠地去除塑料层在钻孔过程中产生的涂抹。
去除这种涂抹的方法早已为人所知，例如铬酸法或者硫酸法。
但是，在不用电流涂敷同样多的铜，而粘附在孔壁上的，特别是粘附在树脂涂层区上的铜很少时，镀敷不良的结果会导致穿通不良。使用上述铬酸法或硫酸法是不能令人满意的。
本发明的目的是要提供开头时所提到的方法，该方法能够可靠地去除塑料板由于钻孔而在通孔内产生的涂沫，以及去除孔壁内脱落的毛屑。这一目的按本发明权利要求1选定的主题可以达到。这个主题进一步有利的具体体现，在从属权利要求书中加以说明。
根据本发明方法（至今还作不到的方式），既能完全去除孔壁内的塑料层的涂抹，又能对这些孔表面进行理想地微凿毛。
随后，用化学法和电镀法来镀敷，例如，第Ⅰ副族（ⅠB）和第Ⅷ族金属，如铜，在接着经活化和还原后，粘附于孔壁内特别牢固，从而极好地适用印刷电路导电图形所需的通孔镀敷方法。
另一个重要的优点是：实际上发现蚀刻速率可以大大降低。
本方法可以应用通常使用的喷涂法或波流（Wave-flow）法，和已知的方法不一样，本方法也可以方便地使用浸渍法。
优先选用含92-98%（按重量百分比计）H2SO4的浓硫酸。
优先选用含85%H3PO4（按重量百分比计）的磷酸。
在硫酸溶液中，含有以硝酸和/或其盐的形式存在的硝酸根离子NO <math><msup><mi></mi><msub><mi>-</mi></msup><mi>3</mi></msub></math> ，或是碱金属硝酸盐，如硝酸钠、钾、锂或硝酸铵，或者是重金属硝酸盐，如硝酸铬或硝酸铁。
溶液最好含有特定的组份：浓度为9-17摩尔/升的硫酸（比重d＝1.84克/毫克），相当于500-950毫升/升和1.2-1.44×10-3摩尔/升NO
Figure 85108628_IMG1
阴离子，相当于例如0.1-120克/升硝酸钠。所含磷酸浓度为0.7-7.4摩尔/升，相当于50-500毫升/升的磷酸（比重d＝1.71克/毫升）。
根据本发明，在溶液中加入氢氟酸，可能的话加入润湿剂是有利的。优先选用氟代烃，浓度以0.01-0.05克/升为适宜。加入碱金属磷酸盐，证明是有利的。
当然，根据本发明方法也适用于基板表面塑料层去涂、蚀刻和粗化。
通常，在室温20-45℃条件下进行处理，优先选择在25-40℃之间。依据所需的要求，反应时间可占2-5分钟，如果需要，时间还可以增减。
依靠改变浓度和反应时间，就能使例如表面涂层的面腐蚀小于10μm（微米）（称为去涂）而对表面涂层内腐蚀涂层面大于10μm。
一种特别合适的基材是玻璃纤维增强的环氧树脂，但也可以使用其他的普通材料，例如使用无涂层的基材：酚醛纸、环氧纸、有机玻璃聚砜，聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯氧、聚苯乙烯、碳氟化合物、聚碳酸酯和聚醚亚胺，或者使用有涂层的基材，载体，其表面已带有一层受热变硬的粘附层，同时该粘附层含有至少一种材料，这种材料含有改性橡胶的基团和/或含有人造橡胶的基团，该材料能被适当的氧化剂氧化和/或分解，或者使用的基材，载体，表面（一面或者两面上）涂敷一种金属，这种金属最好选用铜。
根据本发明实现各步操作，直到钻孔和进一步处理，例如清洗过程，活化作用和金属涂敷。金属涂敷可采用化学法或可能的话，采用大家所知道的电镀法。根据任务的要求，这些操作在没有大的变更情况下，由专门人员进行操作就能实现。
按照本发明的方法，既适合于用半脱除法制造印刷电路板的方法，又适合于用脱除法制造印刷电路板的方法。
以下例子，可用来解释本发明的方法。
实施例1
用通常的方法对两面覆钢的玻璃纤维增强环氧树脂基材板钻孔和去毛刺。
接着，在25-40℃的温度下，将这块板浸入由850毫升硫酸（96%，按重量计）、150毫升磷酸（85%，按重量计）、1克硝酸钠配制成的溶液1-5分钟。
沥干之后，冲洗，接着碱洗，并用盐酸和氟化铵溶液处理，以及通常的随后处理，该板被活化并用化学法镀上0.2-0.3微米厚的铜镀层。
铜镀层无针孔并以优良的附着性为特色，并具有可焊性（在260℃时，耐焊性试验3-5秒）。在这种接合面上，去涂（蚀刻率）大于10微米（内腐蚀）。
实施例2
与实施例1相类似，用850毫升硫酸（96%，按重量计）、150毫升磷酸（85%，按重量计）、10克硝酸钠配制成的溶液处理电路板。
铜镀层显示出如实施例1中所述的同样突出的特性。
实施例3
与实施例1相类似，用850毫升硫酸（96%，按重量计）、150毫升磷酸（85%，按重量计）、10克硝酸钾配制成的溶液处理电路板。
铜镀层显示出如实施例1中所述的同样突出的特性。
实施例4
与实施例1相类似，用850毫升硫酸（96%，按重量计）、150毫升磷酸（85%，按重量计）、10克硝酸铵配制成的溶液处理电路板。
铜镀层显示出如实施例1中所述的同样突出的特性。
实施例5
与实施例1相类似，用850毫升硫酸（96%，按重量计）、150毫升磷酸（85%，按重量计）、10克硝酸铬配制成的溶液处理电路板。
铜镀层显示出如实施例1中所述的同样突出的特性。
实施例6
与实施例1相类似，用850毫升硫酸（96%，按重量计）、150毫升磷酸（85%，按重量计）、1克硝酸钠，0.05克润湿剂（碳氟化合物）配制成的溶液处理电路板
铜镀层上显示出如实施例1中所述的同样突出的特性。
实施例7
重复实施例1至6所述的工艺，浸渍时间为20-60秒钟。
结果是去涂（蚀刻率）少于10微米，而铜镀层显示出如实施例1中所述的同样突出的特性。
实施例8
用通常的方法对两面覆铜的玻璃纤维增强环氧树脂基板钻孔和去毛刺。
接着，在25-40℃的温度下将该板浸入1000毫升硫酸（96%，按重量计）、1克硝酸钠配制成的溶液20-60秒钟。
沥干之后，冲洗，接着碱洗，并进一步用盐酸氟化氢铵的溶液处理，以及通常的随后处理。该板被活化并用化学法镀上0.2-0.3微米厚的铜层。
该铜层无针孔，并以优良的附着性为特色，并具有可焊性（在260℃时，耐焊性试验3-5秒），在这种接合面上，去涂（蚀刻率）大于10微米（内腐蚀）。
实施例9
与实施例8相类似，用1000毫升硫酸（96%，按重量计）、10克硝酸钠配制成的溶液处理电路板，铜淀积层显示出如实施例8中所述的同样突出的特性。
实施例10
与实施例8相类似，用1000毫升硫酸（96%，按重量计）、10克硝酸钾配制成的溶液处理电路板，铜淀积层显示出如实施例8中所述的同样突出的特性。
实施例11
与实施例8相类似，用1000毫升硫酸（96%，按重量计）、10克硝酸铵配制成的溶液处理电路板，铜淀积层显示出如实施例8中所述的同样突出的特性。
实施例12
与实施例8相类似，用1000毫升硝酸（96%，按重量计）、10克硝酸铬配制成的溶液处理电路板，铜淀积层显示出如实施例8中所述的同样突出的特性。
实施例13
与实施例8相类似，用1000毫升硫酸（96%，按重量计）、1克硝酸铬配制成的溶液处理电路板，铜淀积层显示出如实施例8中所述的同样突出的特性。
实施例14
与实施例8相类似，用1000毫升硫酸（96%，按重量计）、1克硝酸钾，0.05克润湿剂（碳氟化合物）配制成的溶液处理电路板，铜淀积层显示如实施例8中所述的同样突出的特性。

Claims (14)

1、一种印刷电路板通孔的镀前预处理方法，该方法包括对通孔内塑料层进行可靠的去除和蚀刻、以及粗化的方法，以使之粘附金属镀层，其特征在于，用含有硫酸和硝酸根离子的溶液处理通孔。
2、根据权利要求1所说的方法，其特征在于，使用硝酸和/或硝酸盐形成的硝酸根离子。
3、根据权利要求1所说的方法，其特征在于使用含有92至98%H2SO4（按重量计）的浓硫酸。
4、根据权利要求1所说的方法，其特征在于该溶液含有9至17摩尔/升硫酸和1.2至1.4×10-3摩尔/升的硝酸根离子。
5、根据权利要求1所说的方法，其特征在于，该溶液还含有磷酸和/或氢氟酸。
6、根据权利要求5所说的方法，其特征在于，该溶液含有0.7至7.4摩尔/升的磷酸，具有H3PO485%，以重量计。
7、根据权利要求1所说的方法，其特征在于，另外含有润湿剂，最好选用氟代烃，其浓度为0.01-0.5克/升。
8、根据权利要求1所说的方法，其特征在于在20-45℃的温度下进行处理，最好为25-40℃。
9、根据权利要求1所说的方法，其特征在于所使用的基材是玻璃纤维增强的环氧树脂、酚醛纸、环氧纸、有机玻璃、聚砜、聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯氧、聚苯乙烯、碳氧化合物、聚碳酸酯类或聚醚亚胺。
10、根据权利要求1所说的方法，其特征在于，使用有涂层的或无涂层的基板。
11、根据权利要求10所说的方法，所使用的基板是载体，其表面已有一层受热变硬的粘附层，该粘附层含有至少一种材料，这种材料含有改性橡胶和/或人造橡胶的基团，并能被适当的氧化剂氧化或分解。
12、根据权利要求1所说的方法，其特征在于所使用的基板是一面或两面镀有金属的载体，这种金属最好是钢。
13、根据权利要求1所说的方法，其特征在于蚀刻结束以后，用通常已知的方法使基板活化、还原和镀敷金属。
14、一种利用权利要求1所说的方法所制造的印刷电路板。
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