CN100531527C

CN100531527C - 印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺

Info

Publication number: CN100531527C
Application number: CNB200710073024XA
Authority: CN
Inventors: 李东明
Original assignee: Individual
Current assignee: SHENZHEN GRANDWORK ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2027-01-23
Also published as: CN101232782A; WO2008092309A1

Abstract

一种印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺，涉及电路板的导通孔孔壁、焊接位、电路板局部线路加厚镀层或镀不同金属层相关工艺；包括以下步骤：(1)选择导通孔已金属化的覆铜板块或电路板；(2)印刷感光油墨或贴感光干膜，并使感光油墨干燥；(3)用已光绘好的导通孔孔位或焊接位或线路部分局部要加厚的菲林，对位曝光；(4)显影露出经曝光光固后的导通孔孔位或焊接位或线路部分局部要加厚的所需的空位或焊接位；(5)进行掩膜镀孔，至所需的厚度；(6)除表面掩盖的油墨或感光干膜，得导通孔孔位或焊接位或线路部分局部要加厚的覆铜板块或电路板。本技术工艺简单，可极大的节约铜、其他金属及化学药品，环境污染少。

Description

印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺

技术领域

本发明涉及印刷电路板的导通孔孔壁、焊接位、电路板局部线路加厚镀层或镀不同金属层相关工艺。

背景技术

现印刷电路板导通孔金属化及电路图型成型工艺，双面多层及软性电路板的工艺为：覆铜板开料→CNC钻孔→表面磨板(表面铜箔减蚀)→电路板化学镀孔金属化→电路板面电镀铜或表面电镀厚铜→表面磨板→印刷感光油墨或贴感光膜→电路图型菲林曝光→图形显影→板面除油→图形电镀铜→图形电镀锡→电路图型去膜→电路板蚀刻→电路板板面与孔内退锡或退去板面线路与孔面的保护感光干膜→磨板清洗转入印刷阻焊油墨。

现电路板生产工艺技术所存在的缺点：

(1)、现电路板生产工序中：为了导通孔内的铜加厚，在经过化学沉铜的电路板上为了使电路板上的导通孔的孔内的铜金属镀层达到一定厚度18μm～25μm铜厚，固对覆铜板工作块或电路板图型表面的原铜箔12μm～36μm铜厚铜箔上电镀时和导通孔同时一起再电镀孔铜的部分和超出孔铜的部分的铜层，电路板导通孔的表面积约是电路板表面积的10％-20％，因现工艺中无法解决只电镀导通孔而不电镀电路板面的技术难题，所以使孔铜达到一定的孔铜厚度而对覆铜板铜箔上再次镀铜，造成电路板在电路图形蚀刻时侧蚀、蚀刻不净、导通孔孔铜被蚀断、孔无铜等问题，影响电路板品质，造成铜资源的浪费。

(2)、现电路板生产工艺中，在制作精密细线路时，为了导通孔的孔铜厚度达到一定的铜厚，要通过减蚀线，先将覆铜板表面的铜箔减蚀薄，减蚀后电路板为达到孔铜的要求厚度，经化学沉铜后的导通孔与电路板表面一起电镀，再将减蚀过的铜箔电路板上再电镀一层铜。所以铜资源浪费较高，制作精密细线路时难度高，工序繁琐。

(3)、生产环节多。在用感光线路油制电路图形时还需加镀纯锡保护层，而在蚀刻出电路图形后还要将电镀的纯锡保护层用硝酸型退锡液将锡层退掉，即浪费了贵重金属又因使用强蚀性硝酸型退锡液，增加了废水排放量，及造成了环境污染。

(4)、特别是在对电路板上需要镀金、镍、锡等贵金属层时，现工艺是全电路板电路图型及导通孔表面上镀贵金属层，特别是镀锡保护层蚀刻后还要再腐蚀掉或是电路板电路图型表面及导通孔表面镀金、镍来做蚀刻保护层，造成贵金属及化学药品的极大浪费，污染环境。

技术内容

本发明的目的在于，针对现有电路板制造中，因对导通孔的孔内铜层加厚，而产生的铜资源的浪费和贵金属等不必要浪费，能耗高、工序复杂、环境污染、制造精密线路板报废率高等的不足；设计一种工艺简单，可极大的节约铜锡等金属材料，减少贵金属的消耗、减少使用化学药品，污染少，制作精密线路板成品率高的印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺包括以下步骤：

(1)、选择导通孔位或焊接位或线路部份局部要加厚的，已按电路要求钻好导通孔，并该导通孔已金属化的覆铜板块，或导通孔已金属化并已设有导电电路图形的电路板；

(2)、对导通孔已金属化，并导通孔内金属层与覆铜板块的覆铜面，或导通孔内金属层与电路板的板面线路已导通的覆铜板块或电路板，印刷感光油墨或贴感光干膜，并使感光油墨干燥；

(3)、用已光绘好的导通孔孔位或焊接位或线路部份局部要加厚的菲林，与印刷有感光油墨或贴感光干膜的覆铜板块或电路板对位曝光；

(4)、对曝光后的覆铜板块或电路板进行显影，显影露出经曝光光固后的导通孔孔位或焊接位或线路部份局部要加厚的所需的空位或焊接位；

(5)、进行掩膜镀孔，即在经显影显露出的覆铜板块或电路板的空位或焊接位上电镀金属，至所需的厚度；

(6)、经掩膜镀孔的覆铜板块或电路板去除表面掩盖的油墨或感光干膜，得导通孔孔位或焊接位或线路部份局部要加厚的覆铜板块或电路板。

所述的印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺中，经掩膜镀孔的电路板去除表面掩盖的油墨或感光干膜后，对电路板进行微蚀，除去电路板表面除加厚部位在导通孔金属化过程中由于化学沉铜工艺所残留在表面线路间隙的化学镀铜层，还原出电路板的电路图型。

所述的印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺中，对电路板进行微蚀，微蚀剂分为酸性微蚀剂和碱性微蚀剂，酸性微蚀适用于导通孔或焊接位或线路部份局部已加厚的电路板的局部镀镍、金、银的金属层。酸性微蚀剂为硫酸加过硫酸钠，用浓度为90％-95％的硫酸稀释至浓度为2-8％，在每一升稀释至浓度为2-8％的硫酸稀释液中加过硫酸钠30-60克，室温，时间40-60秒。碱性微蚀适用于导通孔或焊接位或线路部份局部已加厚的电路板的局部镀锡的金属层，碱性微蚀剂由氨水溶液加氯化铵，用浓度25％-30％氨水调制体积溶液PH值8-9，铜离子含量为每升20-25克，氯离子含量每升150-175克，温度45-50度，微蚀时间30-50秒，即可。

所述的印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺中，在用已光绘好的导通孔孔位菲林，对位曝光显影露出导通孔孔位所需的空位的工艺中；其导通孔孔位菲林中的孔径等于或大于在覆铜板块或电路板上依据电路板的设计要求开出的导通孔孔径。

所述的印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺中，对覆铜板块或电路板电子元件焊接位或插接位等局部需电镀金、银、镍、锡等金属层时，可通过以下步骤实现：

(1)、首先对已去除表面掩盖的油墨或感光干膜的覆铜板块或电路板印刷感光油墨或贴感光干膜，并使感光油墨干燥；

(2)、用已光绘好的覆铜板块或电路板局部需电镀金、银、镍、锡等金属层的菲林，与覆铜板块或电路板对位曝光；

(3)、对曝光后的覆铜板块或电路板进行显影，显影露出经曝光光固后的需电镀金、银、镍、锡等金属层的电子元件焊接位或插接位空位；

(4)、进行掩膜镀空位，即在经显影显露出的覆铜板块或电路板的空位电镀金、银、镍、锡等金属层，至所需的厚度；

(5)、经掩膜镀空位的覆铜板块或电路板去除表面掩盖的油墨或感光干膜，得空位电镀有所需金属层的覆铜板块或电路板。

所述的印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺中，所述在经显影显露出的电路板的空位或焊接位上电镀所需金属至所需的厚度，在经显影显露出的电路板的空位电镀金、银、镍、锡等金属层至所需厚度的电路板，印刷阻焊油墨。

本技术与现有技术相比，在现电路板生产工艺流程中，为了使导通孔的孔铜厚度达到需要的行业标准孔铜铜厚为18μm-25μm，在电镀导通孔的孔铜时也将在原覆铜板的工作块的铜箔上或电路图型铜面上再电镀与孔铜相等或比孔铜厚的铜层，现在电路板设计布线密集度较高，电路板导通孔孔径较小孔径0.1mm-0.6mm，现电路板电镀工艺电镀时电流密度分布不均、电镀铜溶液电镀时均镀能力与深镀能力分布不均等因素造成导通孔的孔铜厚度及电路板表面电镀铜层厚度不均，使导通孔电镀的孔铜厚度低于覆铜板工作块表面电镀铜层厚度与电路板电路图型表面的电镀铜层厚度，现工艺电路板电镀厚铜或电路图型电镀铜只是为将导通孔孔铜电镀加厚而又在铜箔上电镀一层比孔铜厚的电镀铜层，由于电路板表面电镀层的厚度不均匀，在制作电路图型线路时出现侧蚀或因蚀刻过度等因素造成的精密细线路的电路板生产制造难度大，良品率低，成本高，而原覆铜板的铜箔厚度比较一致，较易制作电路图型，现工艺制造流程中为保证导通孔的孔铜厚度又在原铜箔上加厚镀铜在蚀刻制作电路图型问题较多。所以原覆铜板上厚度较一致的铜箔在现工艺中电路图形制作工艺中无法被充分利用，现电路板图型及导通孔孔铜电镀时因电镀锡及镍、金等保护层的品质问题或因感光干膜封孔的品质问题极易造成个别导通孔孔铜层被蚀刻掉，而造成电路板无法挽救的报废。现工艺电路板图型蚀刻过程中需要对电路板线路图形的铜面和导通孔表面电镀锡或加镀镍金等贵金属层作为蚀刻保护层，而蚀刻出电路图型后又将镀锡层经强腐蚀的硝酸性退锡液中退洗掉，造成大量锡等不可再生资源的浪费和贵金属的消耗，成品电路板电子元件焊接位表面再经过热风整平喷锡和化学沉铜、化学沉锡、化学沉银、化学沉镍、金的工艺处理，工序繁多，过多的使用化工原料，造成环境污染。而本发明解决了以上的不足。

具体实施例

实例1：

对于印刷电路板的生产工艺，接合本发明的技术，其整套工艺技术可包括以下步骤：

(1)覆铜板开料，开出所需尺寸的覆铜板块，在开出的覆铜板块上据电路板的设计要求用CNC(数控钻机)钻出导通孔。

(2)表面磨刷，去除表面钻孔时导通孔边的毛刺。

(3)在钻孔后的覆铜板块双面印刷感光油墨或贴感光膜或印刷电路图形，并使感光油墨或印刷的电路图型油墨干燥。

(4)按电路图形的设计原理，用已制作好的光绘电路图型菲林，对覆铜板块电路图型曝光。

(5)对曝光后的覆铜板块进行显影，显影经曝光光固后的电路图型的感光油墨图型或感光干膜图型。

(6)经蚀刻出以曝光光固后覆铜板块面感光油墨或感光干膜掩附的电路图型，并除去表面覆铜板块电路图型铜箔表面掩附的感光油墨或感光干膜或印刷的电路图型油墨。

(7)对已有电路图型的电路板导通孔除胶渣、化学沉铜使导通孔内与板面沉镀很薄一层铜金属层，化学镀铜层的铜层厚度约0.3-0.5μm；化学镀铜层在本工艺中对蚀刻后的电路板的线路之间不导通的线路与导通孔连通，在电镀导通孔时起到导电连接作用。

(8)对化学镀铜后的电路板及时清洗烘干后印刷感光油墨或感光干膜，并使感光油墨干燥，用已光绘好的导通孔孔位菲林，对位曝光显影露出导通孔孔位或所需的焊接位或焊接位或插接位。

(9)在经显影显露出的电路板导通孔孔位及所需的焊接位上电镀铜至所需的导通孔孔铜厚度，此时电路板的表面80％-90％表面已被掩盖感光油墨或感光干膜，只有约10％-15％导通孔及焊接位需电镀铜，或对所需电镀其他金属的焊接位电镀需要的金属层。

(10)经掩膜电镀导通孔或电镀其他金属位的电路板去除表面掩盖的油墨或感光干膜。

(11)所述经掩膜镀孔的电路板去除表面掩盖的油墨或感光干膜后，由于在导通孔金属化过程中电路板表面线路间隙间与导通孔连通的化学沉铜金属层，使不导通的线路与导通孔连通导电，便于掩膜露孔电镀时电路板导电，或对电子元件焊接位或插接位需电镀其他金属镀层时的导电作用，由于化学沉铜层的铜层极薄0.3-0.5μm，易被微蚀掉，在完成掩膜露孔工艺后对电路板进行微蚀，以微蚀除去导通孔金属化过程中由于化学沉铜工艺所残留在表面线路间隙和导通孔与线路间隙间中的化学镀铜层，还原出掩膜露孔导通孔电镀导通的电路图型电路板，或在电子元件焊接位或接插位已镀其他金属镀层的电路板。

(12)研磨电路板，在导通孔掩膜露孔电镀孔时，导通孔的孔边高于电路板的线路铜面，经用研磨机轻微研磨导通孔边凸出的一部分后或对加镀其他焊接金属层位的电路板则用化学清洗后转入现工艺印刷阻焊油墨等其他工序。

(13)经研磨或清洗后的电路板，转入现工艺印刷阻焊油墨。

(14)成型后成品检测，成品出货。

实例2：

对导通孔已金属化并已设有导电电路图形的电路板，其对电路板空位或焊接位或线路局部上电镀金属，至所需的厚度的工艺技术可包括以下步骤：

(1)、对已有电路图型的电路板导通孔除胶渣、化学沉铜使导通孔内与板面沉镀很薄一层铜金属层，化学镀铜层的铜层厚度约0.3-0.5μm；化学镀铜层在本工艺中对蚀刻后的电路板的线路之间不导通的线路与导通孔连通，在电镀导通孔时起到导电连接作用。

(2)、对化学镀铜后的电路板及时清洗烘干后印刷感光油墨或感光干膜，并使感光油墨干燥，用已光绘好的导通孔孔位菲林，对位曝光显影露出导通孔孔位或所需的焊接位或焊接位或插接位。

(3)、在经显影显露出的电路板导通孔孔位及所需的焊接位上电镀铜至所需的导通孔孔铜厚度，此时电路板的表面80％-90％表面已被掩盖感光油墨或感光干膜，只有约10％-15％导通孔及焊接位需电镀铜，或对所需电镀其他金属的焊接位电镀需要的金属层。

(4)、经掩膜电镀导通孔或电镀其他金属位的电路板去除表面掩盖的油墨或感光干膜。

(5)、所述经掩膜镀孔的电路板去除表面掩盖的油墨或感光干膜后，以微蚀方法除去导通孔金属化过程中由于化学沉铜工艺所残留在表面线路间隙和导通孔与线路间隙间中的化学镀铜层，还原出掩膜露孔导通孔电镀导通的电路图型电路板，或在电子元件焊接位或接插位已镀其他金属镀层的电路板。

(6)、研磨电路板，在导通孔掩膜露孔电镀孔时，导通孔的孔边高于电路板的线路铜面，经用研磨机轻微研磨导通孔边凸出的一部分后或对加镀其他焊接金属层位的电路板则用化学清洗后转入现工艺印刷阻焊油墨等其他工序。

(7)、经研磨清洗后的电路板，转入现工艺印刷阻焊油墨。

(8)、成型后成品检测，成品出货。

实例3：

对已按电路要求钻好导通孔，并该导通孔已金属化的覆铜板块上电镀金属，至所需的厚度的工艺技术可包括以下步骤：

(1)、对覆铜板块上的导通孔除胶渣；

(2)、对覆铜板块清洗烘干后印刷感光油墨或感光干膜，并使感光油墨干燥，用已光绘好的导通孔孔位菲林，对位曝光显影露出导通孔孔位或所需的焊接位或焊接位或插接位。

(3)、在经显影显露出的电路板导通孔孔位及所需的焊接位上电镀铜至所需的导通孔孔铜厚度，或对所需电镀其他金属的焊接位电镀需要的金属层。

(4)、经掩膜电镀导通孔或电镀其他金属位的覆铜板块，去除表面掩盖的油墨或感光干膜。

(5)、在经掩膜电镀导通孔或电镀其他金属，去除表面掩盖的油墨或感光干膜的覆铜板块，双面印刷感光油墨或贴感光膜或印刷电路图形，并使感光油墨或印刷的电路图型油墨干燥。

(6)、按电路图形的设计原理，用已制作好的光绘电路图型菲林，对覆铜板块进行电路图型曝光。

(7)、对曝光后的覆铜板块进行显影，显影经曝光光固后的电路图型的感光油墨图型或感光干膜图型。

(8)、蚀刻出以曝光光固后覆铜板块面感光油墨或感光干膜掩附的电路图型，并除去表面覆铜板块电路图型铜箔表面掩附的感光油墨或感光干膜或印刷的电路图型油墨。

(9)、印刷阻焊油墨。

(10)、成型后成品检测，成品出货。

本工艺的印刷电路板导通孔金属化掩膜露孔电镀成型工艺，是在已钻导通孔的覆铜板工作块上先通过蚀刻，制作出电路板电路图形，或对已钻孔后有电路图形的电路板的表面和导通孔化学沉铜金属化，对导通孔直接电镀铜，而已电镀铜金属化的导通孔不再经过蚀刻电路图型工艺，不存在导通孔孔内无铜、不导通的现象，本工艺在对导通孔孔铜电镀时，因对电路板上的原铜箔不再电镀铜，对需要一定铜厚的电路图型或局部需要达到一定铜厚的电路图型电镀导通孔时同时实现，本工艺有较大的制作灵活性，本工艺保持了原铜箔的铜厚均匀性，制作精密细线路电路板时不受电镀铜层厚薄不均的因素影响，充分利用原覆铜板上厚度较一致的铜箔，制作精密细线路更容易，并具有显著的效果，线路精准度高，制作电路图形时受蚀刻影响因素小，减小了因蚀刻因素造成的报废，降低成本、节约原材料。

本工艺在对电路板导通孔直接电镀时，电路板导通孔的总表面积要小于电路板总表面积，导通孔的孔表面积约是电路板表面积的10％-20％，更易使导通孔电镀时的孔铜厚度达到需要的孔铜厚度，而且导通孔的孔边电镀后略大于导通孔的孔径，并略高于电路板的铜面，使导通孔的连通性能更加可靠，满足达到电路板线路设计要求。

本工艺在对导通孔孔铜电镀时，因只有10％-20％左右的导通孔孔面积电镀铜，消耗的电能是现工艺电路板电镀铜时的电能消耗的10％-20％左右，本工艺导通孔孔铜电镀时消耗的磷铜也只有现工艺电路板板面或电镀电路图型和导通孔时的10％-20％，使用本工艺可节省大量的电能，可节约近80％左右的电镀用磷铜，本工艺在制作电路图型与导通孔孔铜电镀时，不需对电路图形与导通孔加镀锡或镍、金等金属层作为蚀刻时对导通孔和电路图型保护层，不使用强硝酸型退锡液节约锡资源减少贵金属的消耗，节约化工原料，在生产制造源头上节约原材料、减少污染源，本工艺在对电路板导通孔直接电镀时可对电路板上所需的焊接位直接电镀所需的金、银、镍、锡焊接电子元件所需的等金属层，在本工艺中直接完成，或不使用现工艺中的热风整平喷锡工艺及化学沉银、化学沉锡等工艺，对电路板电子元件焊接位表面处理工艺，本工艺节约能耗、降低生产成本、利于环境保护符合循环经济生产特征。

Claims

1、一种印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺，其特征在于所述工艺包括以下步骤：

2、根据权利要求1所述的印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺，其特征在于所述经掩膜镀孔的电路板去除表面掩盖的油墨或感光干膜后，对电路板进行微蚀，除去电路板表面除加厚部位在导通孔金属化过程中由于化学沉铜工艺所残留在表面线路间隙的化学镀铜层，还原出电路板的电路图型。

3、根据权利要求2所述的印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺，其特征在于所述对电路板进行微蚀，分为酸性微蚀剂和碱性微蚀剂，酸性微蚀适用于导通孔或焊接位或线路部份局部已加厚的电路板的局部镀镍、金、银的金属层，为硫酸加过硫酸钠加微蚀液；碱性微蚀适用于导通孔或焊接位或线路部份局部已加厚的电路板的局部镀锡的金属层。

4、根据权利要求1所述的印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺，其特征在于所述工艺在用已光绘好的导通孔孔位菲林，对位曝光显影露出导通孔孔位所需的空位的工艺中；其导通孔孔位菲林中的孔径等于或大于在覆铜板块或电路板上依据电路板的设计要求开出的导通孔孔径。

5、根据权利要求1所述的印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺，其特征在于对覆铜板块或电路板电子元件焊接位或插接位等局部需电镀金、银、镍、锡等金属层时，可通过以下步骤实现：

6、根据权利要求1或5所述的印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺，其特征在于对所述在经显影显露出的电路板的空位或焊接位上电镀所需金属至所需的厚度，在经显影显露出的电路板的空位电镀金、银、镍、锡等金属层至所需厚度的电路板，印刷阻焊油墨。