CN103731992B - 减少电路板镀金区域产生凹坑的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，属于印制电路板技术领域。该方法包括层压、钻孔、沉铜、板镀、第一次图形转移、电镀、退膜、磨板、第二次图形转移、图形电镀铜镍金、第三次图形转移、电镀硬金、外层蚀刻工序；钻孔工序中，将通孔和盲孔同时制作出；第一次图形转移工序中，仅暴露通孔和盲孔；电镀工序中，对盲孔和通孔同时进行电镀。采用该方法，可以避免整板反复电镀和长时间电镀，从而减少金手指区域的凹坑产生。

Description

减少电路板镀金区域产生凹坑的方法

技术领域

本发明涉及印制电路板技术领域，特别是涉及一种减少电路板镀金区域产生凹坑的方法。

背景技术

光电板为小尺寸的电路板，也称SFP板，在光电板中，一般采用长短金手指设计，板厚是1.0±0.1mm，表面工艺为“水金+镀厚硬金”，为了方便拔插，需在长短金手指位置镀硬金。该光电板主要应用在千兆以太网、千兆光通道等通讯设备的光模块上，把电信号转换成光信号、从而实现光通信系统数据传输的功能。为了更好地在高频/高速下控制信号传输或完整性，通讯设备供应商对光电板“长短金手指”的凹坑、形状完整性等外观要求极其严格。大多数PCB厂家长期被光电板“金手指凹坑”报废所困扰。导致光电板凹坑的主要原因是在PCB生产电镀过程，由于电镀缸添加剂成分不足、或镀液有机污染或杂物、或前处理或过滤系统不良等影响，此类电路板在长时间电镀后容易产生凹坑。

而在常规工艺中，为实现各层间的互连，光电板大多设计有盲孔结构，对于“盲孔、通孔”并存的这种光电板，传统的工艺为：前工序→激光钻盲孔→沉铜→板镀→盲孔电镀填孔→减薄铜→钻通孔→沉铜→板镀→图形转移→图镀铜镍金→图形转移2→电镀硬金→外层蚀刻→…后流程；上述工艺经过2次板镀、电镀填孔（需长时间电镀、全板加厚铜20-35um）、减薄铜、图镀铜镍金（长时需间电镀、全板加厚铜20-35um），在反复、长时间、整板面电镀和减铜影响下，每块电路板产生电镀凹坑数量较多，因凹坑报废的现象经常发生。

发明内容

基于此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，采用该方法，可以减小电镀的时间，避免整板面电镀，从而减少凹坑的产生。

一种减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，包括层压、钻孔、沉铜、板镀、第一次图形转移、电镀、退膜、磨板、第二次图形转移、图形电镀铜镍金、第三次图形转移、电镀硬金、外层蚀刻工序；其中：

钻孔工序中，将通孔和盲孔同时制作出；

第一次图形转移工序中，对整个板面贴膜，通过曝光、显影，仅暴露通孔和盲孔；

电镀工序中，对盲孔和通孔同时进行电镀；

磨板工序中，对通孔和盲孔的孔口进行打磨；

第二次图形转移工序中，将图形线路转移至电路板板面；

第三次图形转移工序中，将电路板的金手指部分暴露；

电镀硬金工序中，对暴露出的金手指电镀硬金；

外层蚀刻工序中，以金层作为抗蚀层，蚀刻出该电路板的所有图形线路。

本发明的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，利用第一次图形转移，将通孔和盲孔露出进行电镀，而此时，该电路板的其它位置仍被膜覆盖保护，不能被电镀。由于仅针对盲孔和通孔进行电镀，无需进行减薄铜工序，避免了大面积板面因反复、长时间电镀而产生凹坑，降低了报废率。

在其中一个实施例中，所述电镀工序中，先在高铜低酸药水中进行电镀，满足盲孔孔铜的要求，再在高酸低铜药水中进行电镀，满足通孔孔铜的要求。当通孔孔径≥0.2mm，盲孔孔径3-6mil时，根据盲孔和通孔不同的特点，有针对性的选择电镀药水，可提高盲孔和通孔的电镀可靠性。

在其中一个实施例中，所述电镀工序中，控制电流密度为6-12ASF，为每块电路板输出≤10A的电流，电镀时间为60-220min。由于仅有盲孔和通孔露出，需要电镀的面积小，因此每一块电路板所需要的电流较小，需控制为每块电路板输出≤10A的电流。

在其中一个实施例中，所述电镀工序中，以量程为10-50A的整流器输出电流；

或在第一次图形转移工序中，对拼板的板边进行开窗，以开窗增加电镀面积，使用量程为50A以上的整流器输出电流。

所述拼板为在常规工艺中，为了操作方便及提高生产效率，常常是以多块电路板拼合为一整块大的拼板进行电镀。以小量程的整流器可以输出符合要求的稳定电流。或者在拼板的板边开窗，以开窗增大了电镀面积，从而减小每一块电路板的电镀电流，将电流波动分散，降低电流波动对每一块电路板的影响，从而也可以采用量程大于50A的整流器，如采用100A的大量程整流器输出电流也可实现高精度的电镀。

在其中一个实施例中，所述板镀工序中，通过电镀使电路板的铜层加厚5-8μm。避免将铜层电镀得过厚后又需要进行减薄铜工序，并在反复的电镀-减薄铜过程中产生凹坑。

在其中一个实施例中，所述板镀工序中，控制电流密度为8-12ASF，电镀时间为20-40min。采用上述电镀参数，能够在保证电镀效果的同时兼顾效率。

在其中一个实施例中，所述图形电镀铜镍金工序中，先对电路板上的图形线路加厚铜层1-5μm，再进行镀镍、镀金步骤。先对电路板上的图形线路加厚铜层1-5μm，有利于改善金面划痕的问题。

在其中一个实施例中，所述图形电镀铜镍金工序中，电镀加厚铜层时，控制电流密度为7-15ASF，电镀时间为5-15min。采用该电镀参数，具有较好的电镀改善金面划痕效果，也不会因长时间电镀产生凹坑，满足在高频/高速下实现完整信号传输的目的。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的一种减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，利用图形转移，将电路板整个板面用膜覆盖保护，仅露出通孔和盲孔，先针对该通孔和盲孔同时进行电镀，使通孔和盲孔的孔铜满足要求，避免了板面因整板面反复电镀-减铜、长时间电镀等工序导致光电板“金手指”区域的铜面产生凹坑。

同时，还针对因电路板的其它位置被膜覆盖保护，仅有盲孔和通孔露出，电镀面积小，采用常规电镀方式可能会产生“孔口封孔，孔内不足”的问题，该方法电镀工序中采用稳定的电流进行电镀，能够确保镀孔的可靠性，避免通孔或盲孔在电镀中产生孔口封孔、孔内不足等缺陷，降低了报废率。

并且，该方法减少了总的电镀加厚铜时间，无需减薄铜工序，从生产流程上简化了生产工艺，提高了生产效率，还由于无需减薄铜工序，节约了电镀铜球的消耗，节约了生产成本。

附图说明

图1为实施例1中第一次图形转移工序后仅露出通孔和盲孔的电路板示意图；

图2为实施例1中第二次图形转移工序后全部图形线路均露出的电路板示意图；

图3为实施例2中第一次图形转移工序后露出通孔、盲孔以及在拼板的板边开窗的示意图。

其中：1.通孔；2.盲孔；3.金手指。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例来详细说明本发明。

实施例1

一种减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，包括开料、内层图形制作、层压、钻孔、沉铜、板镀、第一次图形转移、电镀、退膜、磨板、第二次图形转移、图形电镀铜镍金、第三次图形转移、电镀硬金、外层蚀刻、阻焊、表面处理工序；其中：

开料、内层图形制作、层压、沉铜、退膜、阻焊、表面处理工序按照常规工艺制作，制得板厚≤2mm的电路板。

钻孔工序中，将通孔1和盲孔2同时制作出；可采用激光钻盲孔、机械钻通孔的方式钻出盲孔和通孔，所述通孔孔径为0.2mm，盲孔孔径3mil。

板镀工序中，控制电流密度为8ASF，电镀时间为30min，通过电镀使电路板的铜层加厚5μm。

第一次图形转移工序中，对电路板的板面贴干膜，通过曝光、显影，仅暴露通孔和盲孔。

电镀工序中，对盲孔和通孔同时进行电镀，先在高铜低酸药水中进行电镀，所述高铜低酸药水中，硫酸与铜离子的质量比小于10:1，满足盲孔孔铜的要求；再在高酸低铜药水中进行电镀，所述高酸低铜药水中，硫酸与铜离子的质量比大于14:1，满足通孔孔铜的要求。电镀时，控制电流密度为6ASF，根据电镀面积计算所需电流，以10A小量程的整流器输出2A电流，电流波动范围为±0.3A，电镀时间为220min。

磨板工序中，对通孔和盲孔的孔口进行打磨。

第二次图形转移工序中，将图形线路转移至电路板板面。

图形电镀铜镍金工序中，电镀加厚铜层时，控制电流密度为7ASF，电镀时间为10min，先对电路板上的图形线路加厚铜层1μm，再按常规工艺进行镀镍、镀金步骤。

第三次图形转移工序中，将电路板的金手指部分暴露。

电镀硬金工序中，按照常规工艺对暴露出的金手指3电镀硬金。

外层蚀刻工序中，以金层作为抗蚀层，蚀刻出该电路板的所有图形线路。

阻焊、表面处理工序按照常规工艺制作。

通过上述方法，制备得到电路板A。

实施例2

本实施例的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法与实施例1中的方法基本相同，不同在于：

钻孔工序中，钻出的通孔孔径为0.5mm，盲孔孔径6mil。

板镀工序中，控制电流密度为12ASF，电镀时间为20min，通过电镀使电路板的铜层加厚8μm。

第一次图形转移工序中，对电路板的板面贴干膜，通过曝光、显影，暴露通孔和盲孔，并对拼板的板边进行开窗，以开窗增加电镀面积，如图3所示。电镀工序中，电镀时，控制电流密度为12ASF，根据电镀面积计算所需电流，以100A大量程的整流器输出电流，由于拼板的板边进行了开窗，增加了电镀面积，从而可以降低电流波动对每块板的影响，电镀时间为140min。

图形电镀铜镍金工序中，电镀加厚铜层时，控制电流密度为15ASF，电镀时间为5min，使电路板上的图形线路加厚铜层5μm。

通过上述方法，制备得到电路板B。

实施例3

本实施例的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法与实施例1中的方法基本相同，不同在于：

钻孔工序中，钻出的通孔孔径为0.4mm，盲孔孔径5mil。

板镀工序中，控制电流密度为10ASF，电镀时间为40min，通过电镀使电路板的铜层加厚7μm。

电镀工序中，控制电流密度为9ASF，电镀时间为60min。

图形电镀铜镍金工序中，电镀加厚铜层时，控制电流密度为11ASF，电镀时间为15min，使电路板上的图形线路加厚铜层3μm。

通过上述方法，制备得到电路板C。

对比例1

本对比例的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法与实施例1中的方法基本相同，不同在于：

电镀工序中，控制电流密度为14ASF，电镀时间为220min。

通过上述方法，制备得到电路板D。

对比例2

本对比例的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法与实施例1中的方法基本相同，不同在于：

电镀工序中，控制电流密度为6ASF，根据电镀面积计算所需电流，以100A大量程的整流器输出2A电流，经监测，电流波动最大达5-6A，电镀时间为220min。

通过上述方法，制备得到电路板E。

试验例

按照上述实施例1-3和对比例1-2的方法制备得到各10块电路板A-E，并按照传统工艺方法制备10块电路板F，进行测试，考察其各项性能。

上述传统工艺方法为：前工序→激光钻盲孔→沉铜→板镀→盲孔电镀填孔→减薄铜→钻通孔→沉铜→板镀→图形转移1→图镀铜镍金→图形转移2→电镀硬金→外层蚀刻→…后流程。

一、考察其金手指上产生凹坑的情况。

观察各电路板板面金手指区域，记录其产生凹坑的情况，结果如下表1所示。

表1考察不同电路板的金手指凹坑现象

电路板	A	B	C	D	E	F
							产生凹坑的个数	1-5	1-5	1-5	1-5	1-5	50-120

通过上述表1，我们可以看出，采用干膜覆盖保护整个板面，仅露出通孔和盲孔进行电镀的方法制备得到的电路板，由于仅针对盲孔和通孔进行电镀，无需进行减薄铜工序，避免了大面积板面因反复、长时间电镀而产生凹坑，大大减少了凹坑的个数。

二、考察其通孔和盲孔的电镀情况。

将各电路板剖开，观察各电路板剖面通孔和盲孔的电镀情况，结果如下表2所示。

表2考察不同电路板通孔和盲孔的电镀情况

电路板	A	B	C	D	E
						通孔或盲孔中是否孔口封孔，孔内不足	否	否	否	是	是

通过上述表2，我们可以看出，采用实施例1-3的方法制备得到的电路板孔中铜层填充效果较好，孔中心无空洞。而对比例1中，由于采用了较大的电流，导致在电镀工序中无法获得较好的填充效果；对比例2中，虽然采用的电流不大，但是由于电流不稳定，波动过大，也难以获得较好的填充效果。

以上所述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 (5)

1.一种减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，其特征在于，包括层压、钻孔、沉铜、板镀、第一次图形转移、电镀、退膜、磨板、第二次图形转移、图形电镀铜镍金、第三次图形转移、电镀硬金、外层蚀刻工序；其中：

钻孔工序中，将通孔和盲孔同时制作出；

第一次图形转移工序中，对整个板面贴膜，通过曝光、显影，仅暴露通孔和盲孔；

电镀工序中，对盲孔和通孔同时进行电镀；

磨板工序中，对通孔和盲孔的孔口进行打磨；

第二次图形转移工序中，将图形线路转移至电路板板面；

第三次图形转移工序中，将电路板的金手指部分暴露；

电镀硬金工序中，对暴露出的金手指电镀硬金；

外层蚀刻工序中，以金层作为抗蚀层，蚀刻出该电路板的所有图形线路；

所述电镀工序中，先在高铜低酸药水中进行电镀，满足盲孔孔铜的要求，再在高酸低铜药水中进行电镀，满足通孔孔铜的要求；控制电流密度为6-12ASF，为每块电路板输出≤10A的电流，电镀时间为60-220min；以量程为10-50A的整流器输出电流；

或在第一次图形转移工序中，对拼板的板边进行开窗，以开窗增加电镀面积，使用量程为50A以上的整流器输出电流。

2.根据权利要求1所述的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，其特征在于，所述板镀工序中，通过电镀使电路板的铜层加厚5-8μm。

3.根据权利要求1所述的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，其特征在于，所述板镀工序中，控制电流密度为8-12ASF，电镀时间为20-40min。

4.根据权利要求1所述的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，其特征在于，所述图形电镀铜镍金工序中，先对电路板上的图形线路加厚铜层1-5μm，再进行镀镍、镀金步骤。

5.根据权利要求4所述的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，其特征在于，所述图形电镀铜镍金工序中，电镀加厚铜层时，控制电流密度为7-15ASF，电镀时间为5-15min。