CN103957670A - 一种线路板的直接电镀工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种线路板的直接电镀工艺，其技术方案的要点是钻孔后覆铜板、入板、水洗酸洗、磨板、加压水洗、微蚀、DI水洗、整孔、氧化、催化、干板组合等工续，利用导电膜工艺在线路板的孔壁上形成一层氧化膜导电层以取代化学沉铜。本发明线路板的直接电镀工艺流程短，设备投资小，不含甲醛、EDTA等络合物，污染小，容易控制，成品率高，废水处理简单。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种线路板生产技术领域，尤其是涉及一种线路板的直接电镀工艺。
【背景技术】
PCB行业中传统的印制板化学沉铜工艺均采用如下流程：先做沉铜，再做全板电镀，经干膜工序做图形转移，再做图形电镀，此种工艺具有其自身无法克服的缺点：(1)含有甲醛这一致癌物质，严重影响操作者的身体健康，污染环境；(2)含有大量的络合剂，致使废水处理困难；(3)在碱液中使用甲醛作还原剂，易发生歧化反应，渡液稳定性难以控制，从而造成浪费及生产成本的提高；(4)流程繁琐，耗时较长，且用到大量药水等物料，成本相对较高等。
【发明内容】
本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种利用导电膜工艺在线路板的孔壁形成一层氧化膜导电层以取代化学沉铜的直接电镀工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种线路板的直接电镀工艺，其特征在于包括如下步骤：
(1)入板：把线路板水平放在生产线的入口滚轮上；
(2)水洗：通过喷淋水洗板面上及孔内钻孔后残留的板粉杂物；
(3)酸洗：用硫酸溶液去除铜面上的氧化物及油污；
(4)磨板：应用高速运转的针刷，打磨线路板铜面，进一步清除铜面上的氧化物、孔边批锋及其它杂物；
(5)加压水洗：通过喷淋水洗并加压，清洗板面及孔内磨板后的铜粉残留物；
(6)微蚀：应用微蚀药水，彻底清除线路板表面的氧化层，并产生均匀细致的微观粗糙度；
(7)DI水洗：使用去离子水清洗板面，去除板面上残留的药水；
(8)整孔：使用整孔剂溶液，清洁浸润孔壁及改善微观电性，并制造一个后工序导电层容易着床的界面；
(9)氧化：用中性的高锰酸盐作氧化剂，加入硼酸缓冲液，在经整孔剂处理后的孔壁由高锰酸盐与孔壁玻璃纤维树脂反应生成MnO2层；
(10)催化：使用催化剂，使在经微观粗化的线路板孔壁上且已吸附了丰富的MnO2氧化剂的有机物单体发生氧化聚合，生成聚合物膜，通过掺入来自催化溶液中的酸洗化合物或其盐的掺杂阴离子，使生成的聚合物膜有了导电性，为下一步的电镀制造了基础导电层；
(11)干板组合：先用吸水棉吸取板面的水份，然后再用热风吹干板上的水份；
(12)出板：送往干膜工序进行图形转移。
如上所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于：在所述步骤(3)(4)之间，步骤(6)(7)之间，步骤(10)(11)之间均需进行水洗。
如上所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于：所述步骤(8)(9)之间，(9)(10)之间需分别进行水洗和DI水洗。
如上所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于：所述水洗压力为1.3±0.5kg/cm2。
如上所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于：所述去离子水的水柱冲洗压力为1.3±0.5kg/cm2。
如上所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于：所述的步骤(3)酸洗在室温下进行，酸洗时间为10秒至12秒，酸洗压力为2.0±0.5kg/cm2，所述硫酸溶液硫酸浓度3％至5％。
如上所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于：所述步骤(6)中微蚀药水为硫酸和双氧水的混合物，微蚀压力1.9±0.3kg/cm2，微蚀速率0.6-1.5um/次，微蚀时间为20秒至23秒。
如上所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于所述步骤(9)中氧化时间为65秒至70秒，温度为80℃至90℃。
如上所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于：所述步骤(10)中催化时间为70秒至110秒，催化温度为18℃至24℃。
如上所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于：所述步骤(8)整孔时间为60秒至80秒，整孔温度为40℃至50℃。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1、本发明线路板的直接电镀工艺流程短，设备投资小，不含甲醛、EDTA等络合物，污染小，容易控制，成品率高，废水处理简单。
【附图说明】
图1是本发明流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明作进一步描述：
一种线路板的直接电镀工艺，包括如下步骤。
1、入板：把线路板水平放在生产线的入口滚轮上。
2、水洗：通过喷淋水洗，水洗压力1.3±0.5kg/cm2，清洗板面上及孔内钻孔后残留的板粉等杂物。
3、酸洗：用浓度3％至5％的硫酸，酸洗压力2.0±0.5kg/cm2，去除铜面上的氧化物及油污等，室温下酸洗时间10秒至12秒，酸洗压力为2.0±0.5kg/cm2。
4、水洗：通过喷淋水洗，水洗压力1.3±0.5kg/cm2，清洗铜面及孔内带出的酸液。
5、磨板：应用高速运转的针刷，打磨铜面，进一步清除铜面上的氧化物、孔边批锋及其它杂物等。
6、加压水洗：通过喷淋水洗，水洗压力3.0±1.0kg/cm2，清洗板面及孔内磨板后的铜粉等残留物。
7、微蚀：应用微蚀药水，微蚀压力1.9±0.3kg/cm2，微蚀速率0.6-1.5um/次，彻底清除线路板表面的氧化层，并产生均匀细致的微观粗糙度，从而提高铜面的附着力，所述微蚀药水为硫酸和双氧水的混合物，微蚀速率0.6-1.5um/次，微蚀时间为20秒至23秒。
8、水洗：通过喷淋水洗，水柱冲洗压力1.3±0.5kg/cm2，清洗板面及孔内残留的微蚀药水。
9、DI水洗：DI水即是去离子水，水柱冲洗压力1.3±0.5kg/cm2，进一步清洗板面，去除板面上残留的药水。
10、整孔：使用整孔剂溶液，清洁浸润孔壁及改善微观电性，并制造一个后工序导电层容易着床的界面，所述整孔剂溶液成分主要是PI乳化剂，是一种特殊配方的表面活化混合物，整孔时间为60秒至80秒，整孔温度为40℃至50℃。
11、水洗：通过喷淋水洗，水洗压力1.3±0.5kg/cm2，清洗板面及孔内残留的药水。
12、DI水洗：使用去离子水，水柱冲洗压力1.3±0.5kg/cm2，进一步清洗，并用吸水棉把板面的水份吸干，为下一步做准备。
13、氧化：用中性的高锰酸盐作氧化剂，加入硼酸缓冲液，使溶液具有很高的稳定性，在经整孔剂处理后的孔壁由高锰酸盐与孔壁玻璃纤维树脂反应生成MnO2，MnO2层是对后工序的导电聚合物的形成起到重要催化作用，氧化时间为65秒至70秒，温度为80℃至90℃。
14、水洗：通过喷淋水洗，水柱冲洗压力1.3±0.5kg/cm2，清洗板面及孔内残留的药水。
15、DI水洗：使用去离子水，水柱冲洗压力1.3±0.5kg/cm2，进一步清洗板面及孔内。
16、催化：使用催化剂，使在经微观粗化的线路板孔壁上且已吸附了丰富的MnO2等氧化剂的有机物单体发生氧化聚合，生成聚合物膜，通过掺入来自催化溶液中的酸洗化合物或其盐的掺杂阴离子，使生成的聚合物膜有了导电性，为下一步的电镀制造了基础导电层，催化时间为70秒至110秒，催化温度为18℃至24℃。
17、水洗：通过喷淋水洗，水柱冲洗压力1.3±0.5kg/cm2，清洗板面及孔内残留的药水。
18、干板组合：先用吸水棉吸取板面的水份，然后再用热风(80±10℃)吹干板上的水份。
19、出板：送往干膜工序进行图形转移。
Claims (10)
1.一种线路板的直接电镀工艺，其特征在于包括如下步骤：
(1)入板：把线路板水平放在生产线的入口滚轮上；
(2)水洗：通过喷淋水洗板面上及孔内钻孔后残留的板粉杂物；
(3)酸洗：用硫酸溶液去除铜面上的氧化物及油污；
(4)磨板：应用高速运转的针刷，打磨线路板铜面，进一步清除铜面上的氧化物、孔边批锋及其它杂物；
(5)加压水洗：通过喷淋水洗并加压，清洗板面及孔内磨板后的铜粉残留物；
(6)微蚀：应用微蚀药水，彻底清除线路板表面的氧化层，并产生均匀细致的微观粗糙度；
(7)DI水洗：使用去离子水清洗板面，去除板面上残留的药水；
(8)整孔：使用整孔剂溶液，清洁浸润孔壁及改善微观电性，并制造一个后工序导电层容易着床的界面；
(9)氧化：用中性的高锰酸盐作氧化剂，加入硼酸缓冲液，在经整孔剂处理后的孔壁由高锰酸盐与孔壁玻璃纤维树脂反应生成MnO2层；
(10)催化：使用催化剂，使在经微观粗化的线路板孔壁上且已吸附了丰富的MnO2氧化剂的有机物单体发生氧化聚合，生成聚合物膜，通过掺入来自催化溶液中的酸洗化合物或其盐的掺杂阴离子，使生成的聚合物膜有了导电性，为下一步的电镀制造基础导电层；
(11)干板组合：先用吸水棉吸取板面的水份，然后再用热风吹干板上的水份；
(12)出板：送往干膜工序进行图形转移。
2.根据权利要求1所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于：在所述步骤(3)(4)之间，步骤(6)(7)之间，步骤(10)(11)之间均需进行水洗。
3.根据权利要求1所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于：所述步骤(8)(9)之间，(9)(10)之间需分别进行水洗和DI水洗。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于：所述水洗压力为1.3±0.5kg/cm2。
5.根据权利要求1或3所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于：所述去离子水的水柱冲洗压力为1.3±0.5kg/cm2。
6.根据权利要求1所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于：所述的步骤(3)酸洗在室温下进行，酸洗时间为10秒至12秒，酸洗压力为2.0±0.5kg/cm2，所述硫酸溶液硫酸浓度3％至5％。
7.根据权利要求1所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于：所述步骤(6)中微蚀药水为硫酸和双氧水的混合物，微蚀压力1.9±0.3kg/cm2，微蚀速率0.6-1.5um/次，微蚀时间为20秒至23秒。
8.根据权利要求1所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于所述步骤(9)中氧化时间为65秒至70秒，温度为80℃至90℃。
9.根据权利要求1所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于：所述步骤(10)中催化时间为70秒至110秒，催化温度为18℃至24℃。
10.根据权利要求1所述的线路板的直接电镀工艺，其特征在于：所述步骤(8)整孔时间为60秒至80秒，整孔温度为40℃至50℃。
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