CN103222348A - 电路板化学镀镍金工艺 - Google Patents
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Abstract
提供一种电路板化学镀镍金工艺,包括如下步骤:提供待加工的电路板,在35°C~40°C下用酸性除油液清洗电路板4min~6min;在25°C~35°C下用微蚀液处理电路板1min~2min;常温下用酸液处理电路板1min~2min;常温下用预浸液处理电路板0.5min~1min,然后在26°C~30°C下用活化液处理预浸过的电路板1min~3min;常温下用后浸液处理电路板1min~2min,然后在80°C~84°C下进行化学镀镍,时间为17min~26min;在82°C~90°C下对电路板进行化学薄金,时间为5min~10min。这种电路板化学镀镍金工艺,通过严格并合理的控制各个步骤的反应温度和反应时间,严格的控制化学镀镍金的反应速度,不容易造成浪费。
Description
【技术领域】
本发明涉及印刷电路板的制造工艺,尤其涉及一种电路板化学镀镍金工艺。
【背景技术】
在一个印制电路板的制造工艺流程中,产品最终之表面可焊性处理,对最终产品的装配和使用起着至关重要的作用。
传统的印刷线路板的表面处理工艺主要有以下 6 种: 1 )热风整平, 2 )有机可焊性保护剂, 3
)电镀镍金, 4 )化学镀银, 5 )化学镀锡, 6 )化学镀金。然而,热风整平容易导致表面不平整;有机可焊性保护剂不能进行多次焊接,不能做打线( wire
bonding );化学镀银、化学镀锡表面易氧化变质,质量不可靠;电镀镍金成本高。化学镀镍金表面平整,接触电阻低,抗氧化,可以多次焊接,可以做打线( wire
bonding ),耐磨。
然而,传统的化学镀镍金工艺没有严格控制化学镀镍金的反应速度,容易因为反应速度过快造成浪费。
【发明内容】
基于此, 有必要提供一种 不容易造成浪费的电路板化学镀镍金工艺 。
一种电路板化学镀镍金工艺,包括如下步骤:
步骤一、提供待加工的电路板,在 35 ℃ ~40 ℃下用酸性除油液清洗所述电路板 4min~6min
,水洗;
步骤二、在 25 ℃ ~35 ℃下用微蚀液处理步骤一得到的电路板 1min~2min ,水洗;
步骤三、常温下用酸液处理步骤二得到的电路板 1min~2min ,水洗;
步骤四、常温下用预浸液处理步骤三得到的电路板 0.5min~1min ,然后在 26 ℃ ~30
℃下用活化液处理预浸过的电路板 1min~3min ,水洗;
步骤五、常温下用后浸液处理步骤四得到的电路板 1min~2min ,然后在 80 ℃ ~84
℃下进行化学镀镍,时间为 17min~26min ,之后水洗;
步骤六、在 82 ℃ ~90 ℃下对步骤五得到的电路板进行化学薄金,时间为 5min~10min
,之后水洗,完成所述化学镀镍金工艺。
优选的,步骤一中,所述酸性除油液为 80mL/L~120mL/L 的硫酸溶液。
优选的,步骤一中,所述水洗操作具体为:先 50 ℃下水洗 1min ,接着在常温下水洗
0.5min~1min ,最后常温下水洗 0.5min~1min 。
优选的,步骤二中,所述微蚀液由 60g/L~100g/L 的过硫酸钠溶液、 10mL/L~30mL/L
的硫酸溶液和 5g/L~20g/L 的可溶性铜盐溶液混合形成。
优选的,步骤二中,所述水洗操作为:常温下先水洗 0.5min~1min ,然后常温下水洗
0.5min~1min 。
优选的,步骤三中,所述酸液为 20mL/L~40mL/L 的硫酸溶液。
优选的,步骤三中,所述水洗操作为:常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗
1min~2min 。
优选的,步骤四中,所述预浸液为 4mL/L~6mL/L 的硫酸溶液。
优选的,步骤四中,所述活化液为钯含量为 8ppm~15ppm 的钯活化液,酸度为 0.25N ~0.35N
。
优选的,步骤四中,所述水洗操作为:先在常温下用电导率低于 10us/cm2 的纯水洗
0.5min~1min ,再在常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗 0.5min~1min 。
优选的,步骤五中,所述后浸液为 20mL/L~40mL/L 的硫酸溶液。
优选的,步骤五中,所述化学镀镍的镀液中镍含量为 4.4g/L~5g/L , pH 为 4.3~4.7
,得到的镀层中磷含量为 6%~10% 。
优选的,步骤五中,所述水洗操作为:先在常温下用电导率低于 10us/cm2 的纯水洗
0.5min~1min ,再在常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗 0.5min~1min 。
优选的,步骤六中,所述化学薄金的镀液中金含量为 0.8g/L~1.5g/L , pH 为 4.8~5.4
。
优选的,步骤六中,所述水洗操作为:先在常温下用电导率低于 10us/cm2 的纯水洗
0.5min ,接着常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗 0.5min~1min ,再在常温下用电导率低于
10us/cm2 的去离子水洗 0.5min~1min ,最后在 50 ℃下用电导率低于 10us/cm2
的去离子水洗 1min~2min 。
这种电路板化学镀镍金工艺,通过严格并合理的控制各个步骤的反应温度和反应时间,严格的控制化学镀镍金的反应速度,不容易造成浪费。
【附图说明】
图 1 为一实施方式的 电路板化学镀镍金工艺的流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图及具体实施例对 电路板化学镀镍金工艺 作进一步说明。
一实施方式电路板化学镀镍金工艺,包括如下步骤:
步骤 S10 、提供待加工的电路板, 35 ℃ ~40 ℃下用酸性除油液处理所述电路板清洗
4min~6min ,水洗。
酸性除油液用于清除印制板上的有机污物(轻油)、指印、氧化膜,光洁铜层表面,水洗性良好,不攻击电路板的防焊油墨及干膜,使板面与镀铜层有良好的结合力,并能调节孔壁活性以利于吸附催化剂。
酸性除油液可以为 80mL/L~120mL/L 的硫酸溶液。
水洗操作具体为:先 50 ℃下水洗 1min ,接着在常温下水洗 0.5min~1min
,最后常温下水洗 0.5min~1min 。
除油操作可以选择酸性除油槽,具体条件如下:
酸性除油剂 10%(8~12%)(V/V) ;
温 度 40 ℃ (35~45 ℃ ) ;
处理时间 5min(4~6min) ;
搅 拌 过滤循环( 5~10 μ m 聚丙烯滤芯),每小时 3~4 个循环;
加 热 器 石英;
振动装置 用功率较大的振动马达;
槽体材质 PVC 或 PP 。
步骤 S20 、在 25 ℃ ~35 ℃下用微蚀液处理 S10 得到的电路板 1min~2min
,水洗。
微蚀液为 60g/L~100g/L 的过硫酸钠溶液、 10mL/L~30mL/L 的硫酸溶液和
5g/L~20g/L 的可溶性铜盐溶液混合形成。
微蚀用过硫酸钠 (SPS)
是一种咬蚀速度比较稳定的微蚀剂,对铜的表面进行轻微的蚀刻,增强表面附着力,并能确保完全清除铜箔表面的氧化物。
水洗操作为:常温下先水洗 0.5min~1min ,然后常温下水洗 0.5min~1min 。
微蚀操作可以选择使用微蚀槽,具体条件如下:
过硫酸钠 (SPS) 80g/L (60~100g/L) ;
H2SO4(C.P) 2.0% (1~3%) ;
Cu2+ 小于 20g/L ;
温 度 25~35 ℃;
处理时间 1~2min ;
微蚀深度 0.8~1.5um ;
搅 拌 机械摆动及过滤循环空气搅拌;
槽体材质 PP 或 PVC ;
抽 风 需要。
步骤 S30 、常温下用酸液处理 S20 得到的电路板 1min~2min ,水洗。
酸液为 20mL/L~40mL/L 的硫酸溶液。
水洗操作为:常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗 1min~2min
。
步骤 S40 、常温下用预浸液处理 S30 得到的电路板 0.5min~1min ,然后在 26 ℃
~30 ℃下用活化液处理预浸过的电路板 1min~3min ,水洗。
预浸液为 4mL/L~6mL/L 的硫酸溶液。
活化液为钯含量为 8ppm~15ppm 的钯活化液,酸度为 0.25N~0.35N 。
钯活化剂是目前唯一可在低浓度条件之下,却有非常优异功能的新型硫酸钯型活化剂。针对市面上同类型产品对铜面、防焊绿漆及基板树脂攻击之缺点加以改善,一并解决活化槽液中的铜离子浓度上升太快,架桥渗镀、单点露铜或阴阳色差等问题。
水洗操作为:先在常温下用电导率低于 10us/cm2 的纯水洗
0.5min~1min ,再在常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗 0.5min~1min 。
预浸操作可以采用预浸槽,具体条件如下:
预浸槽 (AR. H2SO4) 5ml/L 处理时间为 1
分钟。
活化操作可以选择使用钯活化槽,具体条件如下:
钯活化槽 100ml/L( 仅用于开缸 ) ,原液含钯量 125ppm ;
钯活化槽 用于日常添加,原液含钯量 125ppm ;
钯 含 量 11ppm (8~15ppm) ;
酸 度 0.3N (0.25~0.35N) ;
温 度 28 ℃ (25~30 ℃ ) ;
处理时间 1~3min ( 需依生产板类别及状况决定 ) ;
搅 拌 摇动,过滤循环( 5 μ m 聚丙烯滤芯),每小时 3~4 个循环;
加 热 器 石英;
振动装置 用功率较大的振动马达;
槽体材质 PVC 或 PP 。
步骤 S50 、常温下用后浸液处理 S40 得到的电路板 1min~2min ,然后在 80 ℃ ~84
℃下进行化学镀镍,时间为 17min~26min ,之后水洗。
化学镀镍的镀液中镍含量为 4.4g/L~5g/L , pH 为 4.3~4.7 ,得到的镀层中磷含量为
6%~10% 。
化学镀镍的镀液,具有良好的启镀能力及优异的浴安定性,镀层皮膜磷含量稳定,结晶致密而且耐蚀性优良。内部张力低,外观良好,配合自动添加器及析出防止装置的使用,可以得到一定的析出速度及均一之镀层,有利于自动化生产。满足客户在焊锡性、打线性能、低表面电阻等多项功能要求。
水洗操作为:先在常温下用电导率低于 10us/cm2 的纯水洗
0.5min~1min ,再在常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗 0.5min~1min 。
化学镀镍操作可以采用镀镍槽,具体条件如下:
Ni 含 量 4.6g/L (4.4~5.0g/L) ;
PH 值 4.5 (4.3~4.7) ;
温 度 82 ℃ (80~84 ℃ ) ;
槽液负载 0.2~0.8dm2/L ;
处理时间 17~26min ( 根据镍厚要求来定时间 ) ;
镀层磷含量 6%~10% ;
搅 拌 气缸振动或上下机械摇动;
过 滤 5~10 μ m 聚丙烯滤芯,每小时 6~10 个循环,溢流过滤法;
加 热 器 石英或铁氟龙,水浴法间接加热;
振动装置 用功率较大的振动马达;
槽体材质 使用 316 不锈钢,内壁抛光, PP 为循环装置;
其 他 自动添加器及防止析出电流保护装置。
步骤 S60 、 82 ℃ ~90 ℃下对 S50 得到的电路板进行化学薄金,时间为
5min~10min ,之后水洗,完成所述化学镀镍金工艺。
化学薄金采用常规操作。
化学薄金的镀液中金含量为 0.8g/L~1.5g/L , pH 为 4.8~5.4 。
化学薄金是为有利于 SMT
与芯片封装而特别设计的置换型化学金,因此在镀金之前,在基材上实行充分的镍沉积是必需的 (4 μ m 以上为佳 ) 。
水洗操作为:
先在常温下用电导率低于 10us/cm2 的纯水洗 0.5min
,洗液可以用于回收金。
接着常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗 0.5min~1min
,再在常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗 0.5min~1min ,最后在 50 ℃下用电导率低于
10us/cm2 的去离子水洗 1min~2min 。
化学薄金可以采用薄金槽进行,具体条件如下:
金 1.2g/L (0.8~1.5g/L) ;
M60 80ml/L ( 开缸量 ) ;
PH 值 5.0 (4.8~5.4) ,以 C.P 氨水或柠檬酸调整 pH 值高低;
温 度 90℃ (82~90℃) ;
时 间 5~10min ( 按客户对金的厚度要求 ) ;
搅 拌 摇动,过滤循环( 5~10 微米 PP 滤芯),每小时 4~6 个循环;
加 热 器 石英或铁氟龙;
槽 材 质 铁氟龙或 PP 。
这种电路板化学镀镍金工艺,通过严格并合理的控制各个步骤的反应温度和反应时间,严格的控制化学镀镍金的反应速度,不容易造成浪费,从而节约成本。
这种 电路板化学镀镍金工艺采用多步水洗操作,
水洗的作用是避免前面的药水进入到后面的药水缸中,污染药水,本设计各部分的水洗效果很好。本发明增加了活化工序,并在活化工序中使用了钯活化剂,一并解决活化槽液中的铜离子浓度上升太快,架桥渗镀、单点露铜或阴阳色差等问题。而且水洗的工序也大不相同,分水洗,热水(
50℃ )洗和去离子水洗,从而保证了线路板的可焊性。
以下为具体实施例部分。
实施例 1
用 1.0mm 厚的 FR-4 基板,钻孔,沉铜,电镀,做完绿油,清洗。
接着进行如下操作:
步骤一、在 35 ℃下用 100mL/L 的硫酸溶液清洗电路板 5min ,然后 50 ℃下水洗
1min ,接着在常温下水洗 1min ,最后常温下水洗 1min ;
步骤二、在 30 ℃下用由 80g/L 的过硫酸钠溶液、 20mL/L 的硫酸溶液和 10g/L
的硫酸铜溶液混合而成的微蚀液处理步骤一得到的电路板 1.5min ,然后常温下先水洗 1min ,再常温下水洗 1min ;
步骤三、常温下用 30mL/L 的硫酸溶液处理步骤二得到的电路板 1.5min ,常温下用电导率低于
10us/cm2 的去离子水洗 1.5min ;
步骤四、常温下用 5mL/L 的硫酸溶液处理步骤三得到的电路板 1min ,然后在 28
℃下用钯含量为 12ppm 、酸度为 0.3N 的钯活化液处理预浸过的电路板 2min ,先在常温下用电导率低于 10us/cm2
的纯水洗 1min ,再在常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗 1min ;
步骤五、常温下用 30mL/L 的硫酸溶液处理步骤四得到的电路板 1.5min ,然后在 82
℃下进行化学镀镍,镀液中镍含量为 4.8g/L , pH 为 4.5 ,时间为 20min ,之后先在常温下用电导率低于
10us/cm2 的纯水洗 1min ,再在常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗 0.5min
;
步骤六、在 86 ℃下对步骤五得到的电路板进行化学薄金,镀液中金含量为 1.2g/L , pH 为
5.2 ,时间为 8min ,之后水洗,完成化学镀镍金工艺,得到样品。
将样品在金厚测试机上测量,测得表面镍厚 5.5 微米,表面金厚 0.03
微米。既保证了线路板的可焊性,又控制了化学厚金的成本。
实施例 2
用 1.0mm 厚的 FR-4 基板,钻孔,沉铜,电镀,做完绿油,清洗。
接着进行如下操作:
步骤一、在 40 ℃下用 80mL/L 的硫酸溶液清洗电路板 6min ,然后 50 ℃下水洗
1min ,接着在常温下水洗 1min ,最后常温下水洗 1min ;
步骤二、在 35 ℃下用由 60g/L 的过硫酸钠溶液、 10mL/L 的硫酸溶液和 5g/L
的硫酸铜溶液混合而成的微蚀液处理步骤一得到的电路板 2min ,然后常温下先水洗 1min ,再常温下水洗 1min ;
步骤三、常温下用 20mL/L 的硫酸溶液处理步骤二得到的电路板 2min ,常温下用电导率低于
10us/cm2 的去离子水洗 1.5min ;
步骤四、常温下用 4mL/L 的硫酸溶液处理步骤三得到的电路板 1min ,然后在 30
℃下用钯含量为 8ppm 、酸度为 0.25N 的钯活化液处理预浸过的电路板 3min ,先在常温下用电导率低于 10us/cm2
的纯水洗 1min ,再在常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗 1min ;
步骤五、常温下用 20mL/L 的硫酸溶液处理步骤四得到的电路板 2min ,然后在 84
℃下进行化学镀镍,镀液中镍含量为 4.4g/L , pH 为 4.3 ,时间为 26min ,之后先在常温下用电导率低于
10us/cm2 的纯水洗 1min ,再在常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗 1min
;
步骤六、在 90 ℃下对步骤五得到的电路板进行化学薄金,镀液中金含量为 0.8g/L , pH 为
4.8 ,时间为 10min ,之后水洗,完成化学镀镍金工艺,得到样品。
实施例 3
用 1.0mm 厚的 FR-4 基板,钻孔,沉铜,电镀,做完绿油,清洗。
接着进行如下操作:
步骤一、在 35 ℃下用 120mL/L 的硫酸溶液清洗电路板 4min ,然后 50 ℃下水洗
1min ,接着在常温下水洗 1min ,最后常温下水洗 1min ;
步骤二、在 25 ℃下用由 100g/L 的过硫酸钠溶液、 30mL/L 的硫酸溶液和 20g/L
的硫酸铜溶液混合而成的微蚀液处理步骤一得到的电路板 2min ,然后常温下先水洗 1min ,再常温下水洗 1min ;
步骤三、常温下用 40mL/L 的硫酸溶液处理步骤二得到的电路板 1min ,常温下用电导率低于
10us/cm2 的去离子水洗 1.5min ;
步骤四、常温下用 6mL/L 的硫酸溶液处理步骤三得到的电路板 0.5min ,然后在 26
℃下用钯含量为 15ppm 、酸度为 0.35N 的钯活化液处理预浸过的电路板 1min ,先在常温下用电导率低于 10us/cm2
的纯水洗 1min ,再在常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗 1min ;
步骤五、常温下用 4mL/L 的硫酸溶液处理步骤四得到的电路板 1min ,然后在 80
℃下进行化学镀镍,镀液中镍含量为 5g/L , pH 为 4.7 ,时间为 17min ,之后先在常温下用电导率低于 10us/cm2
的纯水洗 1min ,再在常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗 1min ;
步骤六、在 82 ℃下对步骤五得到的电路板进行化学薄金,镀液中金含量为 1.5g/L , pH 为
5.4 ,时间为 5min ,之后水洗,完成化学镀镍金工艺,得到样品。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (15)
- 一种电路板化学镀镍金工艺,其特征在于,包括如下步骤:步骤一、提供待加工的电路板,在 35 ℃ ~40 ℃下用酸性除油液清洗所述电路板 4min~6min ,水洗;步骤二、在 25 ℃ ~35 ℃下用微蚀液处理步骤一得到的电路板 1min~2min ,水洗;步骤三、常温下用酸液处理步骤二得到的电路板 1min~2min ,水洗;步骤四、常温下用预浸液处理步骤三得到的电路板 0.5min~1min ,然后在 26 ℃ ~30 ℃下用活化液处理预浸过的电路板 1min~3min ,水洗;步骤五、常温下用后浸液处理步骤四得到的电路板 1min~2min ,然后在 80 ℃ ~84 ℃下进行化学镀镍,时间为 17min~26min ,之后水洗;步骤六、在 82 ℃ ~90 ℃下对步骤五得到的电路板进行化学薄金,时间为 5min~10min ,之后水洗,完成所述化学镀镍金工艺。
- 如权利要求 1 所述的电路板化学镀镍金工艺,其特征在于,步骤一中,所述酸性除油液为 80mL/L~120mL/L 的硫酸溶液。
- 如权利要求 1 所述的电路板化学镀镍金工艺,其特征在于,步骤一中,所述水洗操作具体为:先 50 ℃下水洗 1min ,接着在常温下水洗 0.5min~1min ,最后常温下水洗0.5min~1min 。
- 如权利要求 1 所述的电路板化学镀镍金工艺,其特征在于,步骤二中,所述微蚀液由 60g/L~100g/L 的过硫酸钠溶液、 10mL/L~30mL/L 的硫酸溶液和 5g/L~20g/L 的可溶性铜盐溶液混合形成。
- 如权利要求 1 所述的电路板化学镀镍金工艺,其特征在于,步骤二中,所述水洗操作为:常温下先水洗 0.5min~1min ,然后常温下水洗0.5min~1min 。
- 如权利要求 1 所述的电路板化学镀镍金工艺,其特征在于,步骤三中,所述酸液为 20mL/L~40mL/L 的硫酸溶液。
- 如权利要求 1 所述的电路板化学镀镍金工艺,其特征在于,步骤三中,所述水洗操作为:常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗1min~2min 。
- 如权利要求 1 所述的电路板化学镀镍金工艺,其特征在于,步骤四中,所述预浸液为 4mL/L~6mL/L 的硫酸溶液。
- 如权利要求 1 所述的电路板化学镀镍金工艺,其特征在于,步骤四中,所述活化液为钯含量为 8ppm~15ppm 的钯活化液,酸度为0.25N ~0.35N 。
- 如权利要求 1 所述的电路板化学镀镍金工艺,其特征在于,步骤四中,所述水洗操作为:先在常温下用电导率低于 10us/cm2 的纯水洗 0.5min~1min ,再在常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗0.5min~1min 。
- 如权利要求 1 所述的电路板化学镀镍金工艺,其特征在于,步骤五中,所述后浸液为 20mL/L~40mL/L 的硫酸溶液。
- 如权利要求 1 所述的电路板化学镀镍金工艺,其特征在于,步骤五中,所述化学镀镍的镀液中镍含量为 4.4g/L~5g/L , pH 为 4.3~4.7 ,得到的镀层中磷含量为6%~10% 。
- 如权利要求 1 所述的电路板化学镀镍金工艺,其特征在于,步骤五中,所述水洗操作为:先在常温下用电导率低于 10us/cm2 的纯水洗 0.5min~1min ,再在常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗0.5min~1min 。
- 如权利要求 1 所述的电路板化学镀镍金工艺,其特征在于,步骤六中,所述化学薄金的镀液中金含量为 0.8g/L~1.5g/L , pH 为 4.8~5.4 。
- 如权利要求 1 所述的电路板化学镀镍金工艺,其特征在于,步骤六中,所述水洗操作为:先在常温下用电导率低于 10us/cm2 的纯水洗 0.5min ,接着常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗 0.5min~1min ,再在常温下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗 0.5min~1min ,最后在 50 ℃下用电导率低于 10us/cm2 的去离子水洗1min~2min 。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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