CN102560580B - 无镍电镀金制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无镍电镀金制作工艺，要解决的技术问题是提供良好导电性能、散热性能以及电子信号损耗小的IC封装柔性及刚挠一体化基板。本发明的无镍电镀金制作工艺包括以下步骤，第一次微蚀，喷砂，除油，第二次微蚀，酸浸，镀金。本发明与现有技术相比，用本发明的工艺制作的IC封装基板表面均匀、细腻、金面无缺陷、结合力良好，适用于各种IC封装基板的最后表面处理，有效减少重金属对环境的污染，解决了IC封装基板无镍镀金的问题，主要应用于通讯电子、计算机应用、人工智能系统、航天科技、军工及医疗器械等高端电子领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性印制电路板的处理工艺，特别是一种柔性印制电路板的表面电镀金的处理工艺。
背景技术
由于电子元件封装朝着高密度、小体积化趋势发展，集成电路IC芯片封装领域更是如此，要求IC封装柔性与刚挠一体化基板(IC封装基板)面积更小、更薄。IC封装基板提供了芯片与刚挠一体化基板之间不同线路的过渡；提供了对搭载在该基板上芯片的保护、支撑、散热通道；同时要求引脚要尽量短以减少延迟，引脚间的距离尽量远，采用无镍镀金工艺，减少电磁干扰，提高信号传输的稳定性。
目前柔性印制电路板FPC(Flexible Printed Circuit board)行业的主流表面处理工艺是化学沉镍金或镀镍金，虽然镀镍金有较好的防护性能，镀镍打底可防止铜金的电位迁移，并可提高镀层的耐磨性能。但镍的存在使电子信号损耗加大，IC封装基板越来越多的要求无镍镀金工艺，以满足IC封装产品信号传输要求。
目前我国生产的IC封装柔性与刚挠一体化基板的技术含量低，无法突破重点技术瓶颈，高端IC产品所采用的柔性基板或刚挠一体化基板绝大部分靠进口，柔性基板或刚挠一体化基板的制备工艺技术被国外的生产商所垄断。此类产品新的工艺技术研发成功，将打破国外在该领域的产品垄断和技术封锁，对提高我国电子信息产业的竞争力具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种无镍电镀金制作工艺，要解决的技术问题是提供良好导电性能、散热性能以及电子信号损耗小的IC封装柔性及刚挠一体化基板。
本发明采用以下技术方案：一种无镍电镀金制作工艺，包括以下步骤：一、第一次微蚀，将IC封装基板放入微蚀槽内，微蚀液的成份是H2SO4和APS，用工业纯净水稀释H2SO4浓度是15-35ml/L，APS含量40-80g/L，工作温度20-25℃，时间10-30s；二、喷砂，对IC封装基板的双面焊盘进行喷砂处理，使用100-150nm金刚砂磨料，喷砂压力设为0.5-2Kg/cm2,速度1-3m/min；三、除油，将IC封装基板放入除油槽中，采用的碱性除油液体积配比为：C15H13NO250％、(NH4)N35％、H2O45％，在碱性除油液中加入工业纯净水稀释后的浓度为10-20ml/L,浸泡时间1-2min；四、第二次微蚀，将IC封装基板放入微蚀槽中，微蚀液的成份是H2SO4和APS，用工业纯净水稀释H2SO4浓度是15-35ml/L，APS含量40-80g/L，工作温度20-25℃，时间10-30s；五、酸浸，将IC封装基板放入酸洗槽内，酸浸液的成份是NH2SO3H，在工业纯净水中的含量是0.5-2g/L，酸浸15-30s；六、镀金，将IC封装基板放入浓度为5～10g/L的KAu(CN)4镀液中，钛网为阳极，IC封装基板为阴极，镀金的电流密度为1.2-1.8A/dm2，时间5-15min。
本发明的第一次微蚀，H2SO4浓度是25ml/L，APS含量60g/L，工作温度22℃。
本发明的第一次微蚀后，用压力0.5Kg/cm2的自来水冲洗5-15s。
本发明在碱性除油液中加入工业纯净水稀释后的浓度为15ml/L。
本发明除油后，然后用工业纯净水清洗5-15s。
本发明的第二次微蚀，H2SO4浓度是25ml/L，APS含量60g/L，工作温度22℃。
本发明的第二次微蚀后，用工业纯净水清洗5-15s。
本发明的酸浸，铵基磺酸NH2SO3H含量是1g/L。
本发明的酸浸后，用工业纯净水清洗5-15s。
本发明的镀金，在阳极附近设置电流释放托板，采用稳流器稳定镀金电流；镀金后用工业纯净水清洗5-15s。
本发明与现有技术相比，采用微蚀、喷砂、除油、微蚀、酸浸和镀金加工流程，提供了一种IC封装柔性与刚挠一体化基板表面无镍镀金的电镀方法，用本发明的工艺制作的IC封装基板表面均匀、细腻、金面无缺陷、结合力良好，适用于各种IC封装基板的最后表面处理，有效减少重金属对环境的污染，解决了IC封装基板无镍镀金的问题，主要应用于通讯电子、计算机应用、人工智能系统、航天科技、军工及医疗器械等高端电子领域。
附图说明
图1是现有技术的有镍镀金工艺流程图。
图2是本发明的工艺流程图。
图3是镀金缸电流释放托板示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，现有技术的有镍镀金流程为除油、微蚀、酸洗、镀镍、镀金。由于在镀金前镀镍，不仅镍层使电子信号损耗加大，而且工艺复杂、污染环境，成本高。
如图2所示，本发明的无镍电镀金制作工艺，将IC封装基板依次进行微蚀、喷砂、除油、微蚀、酸浸和镀金加工流程的处理，IC封装基板外形尺寸为长250×宽250-100mm。具体包括以下步骤：
一、第一次微蚀，将250×250mm IC封装基板放入微蚀槽内进行第一次微蚀，微蚀液的成份是H2SO4和APS，用EW-III级工业纯净水稀释H2SO4浓度是15-35ml/L，优选25ml/L，APS含量40-80g/L，优选60g/L，工作温度20-25℃，优选22℃，时间10-30s。然后中压水洗，用压力0.5Kg/cm2的自来水冲洗5-15s。
二、喷砂，对IC封装基板的双面焊盘进行喷砂处理，使用100-150nm金刚砂磨料，喷砂压力设为0.5-2Kg/cm2,速度1-3m/min。
三、除油，将IC封装基板放入除油槽中除油，采用的碱性除油液体积配比为：C15H13NO250％、(NH4)N35％、H2O45％，在碱性除油液中加入EW-III级工业纯净水稀释后的浓度为10-20ml/L,优选15ml/L，浸泡时间1-2min。然后用EW-III级工业纯净水清洗5-15s。清洗可以采用现有技术清洗。
四、第二次微蚀，将IC封装基板放入微蚀槽中进行第二次微蚀，微蚀液的成份是H2SO4和APS，用EW-III级工业纯净水稀释H2SO4浓度是15-35ml/L，优选25ml/L，APS含量40-80g/L，优选60g/L，工作温度20-25℃，优选22℃，时间10-30s。然后用EW-III级工业纯净水清洗5-15s。
五、酸浸，将IC封装基板放入酸洗槽内酸浸，酸浸液的成份是铵基磺酸NH2SO3H，其在EW-III级工业纯净水中的含量是0.5-2g/L，优选值1g/L，在常温(25℃)下酸浸，时间15-30s。然后用EW-III级工业纯净水清洗5-15s。
六、镀金，如图3所示，将IC封装基板放入浓度为5～10g/L的氰化金钾KAu(CN)4镀液中，钛网1为阳极，IC封装基板2为阴极，由于阴阳极在电流流过时形成高低电流区域，阴阳极的高低电流区的金厚度相差5u"，在阳极附近设置5-10cm间距的电流释放托板3进行高低电流转换，使高低电流密度均匀释放，电流均匀分布，并采用稳流器稳定镀金电流。镀金的电流密度为1.2-1.8A/dm2，温度为36-43℃，镀液pH值控制在3.8-4.2，时间5-15min。然后EW-III级用工业纯净水清洗5-15s。
本发明的工艺中，铜与镀金层的结合力差，第一次微蚀与喷砂处理的作用主要是用于增加基铜表面粗糙度，喷砂使铜表面获得一定的清洁度和均匀的粗糙度，使铜表面的机械性能得到改善，并提高铜面的抗疲劳性，增加其与镀金层之间的附着力，延长金层的耐久性。
由于高电流冲击后甩金，镀金缸中的高低电流差，镀金后容易出现甩金现象。喷砂后，基铜表面处于清洁状态，经过第二次微蚀与酸浸，使铜表面分子保持足够的活性，使金与铜面的结合力增强。
本发明方法制备的IC封装基板，用以下方法测试：
镀层外观：在自然光下观察色泽及亮度。结果表明：镀金层的色泽与镀层的厚度关系不大，均为金黄色。而镀金层的亮度与基材的光洁度密切相关，基材光洁度越高，镀金层越光亮。
厚度测定：X-Gry测厚仪对镀金层的厚度进行了测量，实施例1-10测量结果基本一致，测得的结果偏差小于10％。
结合力试验：用3M胶带600#贴密镀金层，与表面保持垂直急拉3次，无金附着在胶带上，判定为良品。
耐蚀性：中性盐雾腐蚀试验，试验箱箱温度35℃，压力箱温度45℃，5％浓度的NaCl溶液，喷雾与循环时间48小时，表面无锈点，判定为良品。
实施例1-10的工艺参数请见表1，测试结果请见表2。本发明方法制作的IC封装基板表面处理均匀、细腻、金面无缺陷、结合力良好，与有镍镀金外观一致，同时无镍镀金具有良好导电性能、散热性能以及电子信号损耗小，完全满足IC封装产品信号传输的要求，有效解决了IC封装基板无镍镀金的技术问题，工艺简单，成本低。
表1 实施例1-10的工艺参数
表2 实施例1-10的测试结果
Claims (1)
1.一种无镍电镀金制作工艺，包括以下步骤：一、第一次微蚀，将IC封装基板放入微蚀槽内，微蚀液的成份是H2SO4和APS，用工业纯净水稀释H2SO4浓度是15-35ml/L，APS含量40-80g/L，工作温度20-25℃，时间10-30s；二、喷砂，对IC封装基板的双面焊盘进行喷砂处理，使用100-150nm金刚砂磨料，喷砂压力设为0.5-2Kg/cm2,速度1-3m/min；三、除油，将IC封装基板放入除油槽中，采用的碱性除油液体积配比为：C15H13NO250％、(NH4)N35％、H2O45％，在碱性除油液中加入工业纯净水稀释后的浓度为10-20ml/L,浸泡时间1-2min；四、第二次微蚀，将IC封装基板放入微蚀槽中，微蚀液的成份是H2SO4和APS，用工业纯净水稀释H2SO4浓度是15-35ml/L，APS含量40-80g/L，工作温度20-25℃，时间10-30s；五、酸浸，将IC封装基板放入酸洗槽内，酸浸液的成份是NH2SO3H，在工业纯净水中的含量是0.5-2g/L，酸浸15-30s；六、镀金，将IC封装基板放入浓度为5～10g/L的KAu(CN)4镀液中，钛网为阳极，IC封装基板为阴极，镀金的电流密度为1.2-1.8A/dm2，时间5-15min；
所述第一次微蚀，H2SO4浓度是25ml/L，APS含量60g/L，工作温度22℃；
所述第一次微蚀后，用压力0.5Kg/cm2的自来水冲洗5-15s；
所述在碱性除油液中加入工业纯净水稀释后的浓度为15ml/L；
所述除油后，然后用工业纯净水清洗5-15s；
所述第二次微蚀，H2SO4浓度是25ml/L，APS含量60g/L，工作温度22℃；
所述第二次微蚀后，用工业纯净水清洗5-15s；
所述酸浸，铵基磺酸NH2SO3H含量是1g/L；
所述酸浸后，用工业纯净水清洗5-15s；
所述镀金，在阳极附近设置电流释放托板，采用稳流器稳定镀金电流；镀金后用工业纯净水清洗5-15s。
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- 2012-03-08 CN CN201210059824.7A patent/CN102560580B/zh active Active
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