CN104135826B - 一种在印制板电镀厚金的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在印制板电镀厚金的方法，包括以下步骤：在待镀印制板上依次经黑化、图形转移、去黑化膜、电镀铜/镍/金、去膜、二次去黑化膜以及蚀刻，得到需要的电镀铜/镍/金导电图形。本发明通过黑化前处理的方法，解决了在传统印制板镀厚金方法造成的渗镀现象，其方法简单可操作，在一般的印制板制造企业中都可以实现，将镀金厚度从0.8μm提高到2.5μm。
Description
【技术领域】
本发明属于印制板制造技术领域，具体涉及一种在印制板电镀厚金的方法。
【背景技术】
目前印制板行业镀金一般为两种，即薄金和厚金，在印制板电镀厚金普遍存在一种缺陷——渗镀，因此提高干膜和板面的结合力，避免渗镀，提高镀金厚度成为行业一个难题。
【发明内容】
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种在印制板电镀厚金的方法。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种在印制板电镀厚金的方法，包括以下步骤：
1)黑化：将孔化后的待镀印制板固定在夹具上，进行图形转移前处理，在黑化生产线上依次经除油、水洗、微蚀、水洗、预浸、黑化、水洗、还原、水洗及烘干，在待镀印制板的铜表面生成黑色的氧化铜；
2)图形转移：经过黑化处理的印制板在黄光区烘板、贴膜、用底片将干膜曝光、显影，在印制板板面上形成有效图形；
3)去黑化膜：将待镀图形上的黑化膜在微蚀液中去除干净，露出待镀图形；
4)电镀铜/镍/金：在电镀生产线依次经除油、微蚀、酸洗、镀铜/镍/金、烘干，得到镀层满足要求的电镀图形；
5)去膜：用强碱去除电镀图形以外的保护干膜；
6)二次去黑化膜：用微蚀液去除电镀图形外的黑化膜；
7)蚀刻：将电镀图形外的铜腐蚀掉，得到需要的电镀铜/镍/金导电图形。
本发明进一步改进在于，步骤1)中，具体包括如下步骤：
a)采用体积分数为20～30％的碱性脱脂剂PC-453水溶液，在65～80℃下对待镀印制板除油4～6min；
b)对除油后的印制板水洗2～3min；
c)采用水、98％的浓硫酸和过硫酸钠配制成微蚀液，微蚀液中的过硫酸钠浓度为30～50g/L、硫酸体积分数为1～2％，在30～40℃下对水洗后的印制板进行微蚀1.5～3min，使得微蚀液中铜离子含量小于20g/L；
d)对微蚀后的印制板水洗2～3min；
e)采用体积分数为3～5％的500A水溶液对水洗后的印制板，在室温下预浸1～2min；
f)采用含有体积分数为8～12％的500A与体积分数为30～35％的500B混合水溶液，在65～75℃下对预浸后的印制板黑化4～7min；
g)对步骤f)黑化后的印制板水洗3～5min；
h)采用体积分数为4.8～6.0％的XTRA水溶液，在pH值为12.5～13以及25～30℃下对步骤g)中水洗后的印制板还原1～2min；
i)先在室温下对还原后的印制板水洗1～2min，然后在45～55℃下对印制板水洗0.5～1min；
j)对步骤i)水洗后的印制板在75～85℃下热风干，完成对孔化后的待镀印制板黑化。
本发明进一步改进在于，步骤2)中，具体包括如下步骤：
a)对步骤1)中黑化后的印制板，在80-120℃下烘烤20-60min；
b)在胶辊温度为100-120℃、压力为0.4-0.6MPa以及速度为0.5-1.5m/min下对烘烤后的印制板进行贴膜；
c)在真空度≥0.075MPa、曝光能量为5～10级下采用21级曝光尺对贴膜后的印制板曝光；
d)在传动速度为0.5-1.5m/min、显影温度为25-35℃以及显影压力为1.5-2.5kg/cm2下，对曝光后的印制板显影，在印制板板面上形成有效图形，其中，显影液为质量浓度为1.0～1.2％的碳酸钠水溶液。
本发明进一步改进在于，步骤3)中，具体包括如下步骤：采用含有浓度为30-70g/L的过硫酸钠、体积分数为3-7％的硫酸混合水溶液对待镀图形上的黑化膜去除干净，露出待镀图形，并在80-100℃下烘干。
本发明进一步改进在于，步骤4)中，具体包括如下步骤：
a)采用体积分数为3-10％的清洁剂水溶液对去黑化膜后的印制板在35-45℃下除油3-10min；
b)对步骤a)中除油后的印制板，采用含有浓度为30-70g/L的过硫酸钠和体积分数为3-7％的硫酸混合水溶液在25-35℃下微蚀0.5-2min；
c)步骤b)微蚀后的印制板，采用体积分数为2-10％的硫酸水溶液在20-30℃下酸洗1-10min；
d)对酸洗后的印制板，采用含有浓度为160-230g/L的硫酸和浓度为50-100g/L的硫酸铜混合水溶液，在电流密度为1-3A/dm2以及20-40℃下电镀铜50-200min，或者采用含有浓度为160-200g/L的硫酸和浓度为50-100g/L的硫酸镍混合水溶液，在电流密度为2-4A/dm2以及30-60℃下电镀镍50-100min，或者采用浓度为0.5-2.5g/L的氰化金钾水溶液，在pH值为3-6、电流密度为0.5-1.5A/dm2以及25-50℃下电镀金1-10min，最后在80-100℃下烘干，得到镀层满足要求的电镀图形。
本发明进一步改进在于，步骤5)中，具体包括如下步骤：对电镀铜/镍/金后的印制板，采用含有体积分数为30-50％的清洁剂和浓度为3-8％的氢氧化钠混合水溶液在30-50℃下进行干膜的膨松处理，然后对膨松后的印制板采用体积分数为1-3％的氢氧化钠水溶液在30-50Hz的传送速度以及40-50℃下去膜，最后在80-100℃下烘干。
本发明进一步改进在于，步骤7)中，具体包括如下步骤：
对步骤6)中二次去黑化膜后的印制板，用水、氯化铵、氨水配成碱性蚀刻液，蚀刻液中的氯离子浓度为150-240g/L、pH值为8-9，在传送速度为30-60Hz以及40-60℃下进行蚀刻，蚀刻后蚀刻液中的铜离子浓度为100-150g/L，得到需要的电镀铜/镍/金导电图形。
与现有技术相比，本发明具有如下的技术效果：
1、本发明通过黑化前处理的方法，解决了传统在印制板镀厚金方法造成的渗镀现象，其方法简单可操作，在一般的印制板制造企业中都可以实现，将镀金厚度从0.8μm提高到2.5μm。
2、金本身为一种贵重金属，生产过程中如果出现大量的返工和报废造成极大的浪费。本方法有效的解决解决了传统镀金方法造成的渗镀现象，镀金板返工率由80％下降5％以下，节约了大量的人力和财力，产生了极大的经济效益。
【附图说明】
图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明一种在印制板电镀厚金的方法。该方法在图形转移工序采用一种黑化的前处理方法，提高干膜和板面的结合力，图形转移后去除有效图形内的黑化膜进行电镀铜/镍/金，电镀铜/镍/金完成后去干膜、二次去黑化膜，然后蚀刻得到需要的镀金图形。本发明可解决在印制板电镀厚金过程中的渗镀现象，使电镀金厚度明显提高。
图形转移前处理方法：采用黑化的方法提高干膜与板面的结合力。
工艺流程：黑化→图形转移→去黑化膜→电镀铜/镍/金→去膜→二次去黑化膜→蚀刻。
1)黑化
黑化为一种氧化还原反应，目的是在铜的表面形成黑色绒毛状氧化层，提高铜界面和其他介质的结合力，其过程为：将孔化后的待镀印制板固定在夹具上，进行图形转移前处理，在黑化生产线上依次经除油、水洗、微蚀、水洗、预浸、黑化、水洗、还原、水洗及烘干，在待镀印制板的铜表面生成黑色的氧化铜；工艺参数为：
具体包括如下步骤：
a)采用体积分数为20～30％的碱性脱脂剂PC-453水溶液，在65～80℃下对待镀印制板除油4～6min；
b)对除油后的印制板水洗2～3min；
c)采用水、98％的浓硫酸和过硫酸钠配制成微蚀液，微蚀液中的过硫酸钠浓度为30～50g/L、硫酸体积分数为1～2％，在30～40℃下对水洗后的印制板进行微蚀1.5～3min，使得微蚀液中铜离子含量小于20g/L；
d)对微蚀后的印制板水洗2～3min；
e)采用体积分数为3～5％的500A水溶液对水洗后的印制板，在室温下预浸1～2min；
f)采用含有体积分数为8～12％的500A与体积分数为30～35％的500B混合水溶液，在65～75℃下对预浸后的印制板黑化4～7min；
g)对步骤f)黑化后的印制板水洗3～5min；
h)采用体积分数为4.8～6.0％的XTRA水溶液，在pH值为12.5～13以及25～30℃下对步骤g)中水洗后的印制板还原1～2min；
i)先在室温下对还原后的印制板水洗1～2min，然后在45～55℃下对印制板水洗0.5～1min；
j)对步骤i)水洗后的印制板在75～85℃下热风干，完成对孔化后的待镀印制板黑化。
2)图形转移
其过程为：经过黑化处理的印制板在黄光区烘板、贴膜、用底片将干膜曝光、显影，在印制板板面上形成有效图形；工艺参数为：
具体包括如下步骤：
a)对步骤1)中黑化后的印制板，在80-120℃下烘烤20-60min；
b)在胶辊温度为100-120℃、压力为0.4-0.6MPa以及速度为0.5-1.5m/min下对烘烤后的印制板进行贴膜；
c)在真空度≥0.075MPa、曝光能量为5～10级下采用21级曝光尺对贴膜后的印制板曝光；
d)在传动速度为0.5-1.5m/min、显影温度为25-35℃以及显影压力为1.5-2.5kg/cm2下，对曝光后的印制板显影，在印制板板面上形成有效图形，其中，显影液为质量浓度为1.0～1.2％的碳酸钠水溶液。
3)去黑化膜
将待镀图形上的黑化膜在微蚀液中去除干净，露出待镀图形；具体包括如下步骤：采用含有浓度为30‐70g/L的过硫酸钠、体积分数为3‐7％的硫酸混合水溶液对待镀图形上的黑化膜去除干净，露出待镀图形，并在80‐100℃下烘干。
4)电镀铜/镍/金
其过程为：在电镀生产线依次经除油、微蚀、酸洗、镀铜/镍/金、烘干，得到镀层满足要求的电镀图形；工艺参数为：
具体包括如下步骤：
a)采用体积分数为3-10％的清洁剂水溶液对去黑化膜后的印制板在35-45℃下除油3-10min；
b)对步骤a)中除油后的印制板，采用含有浓度为30-70g/L的过硫酸钠和体积分数为3-7％的硫酸混合水溶液在25-35℃下微蚀0.5-2min；
c)步骤b)微蚀后的印制板，采用体积分数为2-10％的硫酸水溶液在20-30℃下酸洗1-10min；
d)对酸洗后的印制板，采用含有浓度为160‐230g/L的硫酸和浓度为50‐100g/L的硫酸铜混合水溶液，在电流密度为1‐3A/dm2以及20‐40℃下电镀铜50‐200min，或者采用含有浓度为160‐200g/L的硫酸和浓度为50‐100g/L的硫酸镍混合水溶液，在电流密度为2‐4A/dm2以及30‐60℃下电镀镍50‐100min，或者采用浓度为0.5‐2.5g/L的氰化金钾水溶液，在pH值为3‐6、电流密度为0.5‐1.5A/dm2以及25‐50℃下电镀金1‐10min，最后在80‐100℃下烘干，得到镀层满足要求的电镀图形。
5)去膜
过程为用强碱去除电镀图形以外的保护干膜；工艺参数为：
具体包括如下步骤：对电镀铜/镍/金后的印制板，采用含有体积分数为30‐50％的清洁剂和浓度为3‐8％的氢氧化钠混合水溶液在30‐50℃下进行干膜的膨松处理，然后对膨松后的印制板采用体积分数为1‐3％的氢氧化钠水溶液在30‐50Hz的传送速度以及40‐50℃下去膜，最后在80‐100℃下烘干。
6)二次去黑化膜：
其过程为：用微蚀液去除电镀图形外的黑化膜；参数同步骤3)去黑化膜。
7)蚀刻：
其过程为：将电镀图形外的铜腐蚀掉，得到需要的电镀铜/镍/金导电图形；工艺参数为：
| 项目 | 范围 |
| 温度(℃) | 40-60 |
| 铜离子浓度(g/L) | 100-150 |
| 氯离子浓度(g/L) | 150-240 |
| pH | 8-9 |
| 传送速度(Hz) | 30-60 |
对步骤6)中二次去黑化膜后的印制板，用水、氯化铵、氨水配成碱性蚀刻液，蚀刻液中的氯离子浓度为150‐240g/L、pH值为8‐9，在传送速度为30‐60Hz以及40‐60℃下进行蚀刻，蚀刻后蚀刻液中的铜离子浓度为100‐150g/L，得到需要的电镀铜/镍/金导电图形。
需要说明的是：本发明中使用的PC‐453、500A、500B、和XTRA均为华美(天津)电镀技术有限公司生产的化学套液。其中500A的主要成分为10～20％的氢氧化钠；500B的主要成分为20～30％的钠盐和0.1～1％的氢氧化钠；XTRA主要成分为1～10％的有机添加剂和0.1～1％的氢氧化钠；PC‐453的主要成分为10～20％的氢氧化钠、1～10％有机酸盐和1～10％硅酸盐。
综上所述，本发明具有如下的技术效果：
(1)本发明一种在印制板电镀厚金的方法，该方法通过改变图形转移的前处理方法：将传统的物理机械处理表面改为化学(黑化)前处理，提高干膜与板面的结合力，将镀金厚度从0.8μm提高到2.5μm。
(2)金本身为一种贵重金属，生产过程中如果出现大量的返工和报废造成极大的浪费。本方法有效的解决解决了传统镀金方法造成的渗镀现象，镀金板返工率由80％下降5％以下，节约了大量的人力和财力，产生了极大的经济效益。
Claims (7)
1.一种在印制板电镀厚金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)黑化：将孔化后的待镀印制板固定在夹具上，进行图形转移前处理，在黑化生产线上依次经除油、水洗、微蚀、水洗、预浸、黑化、水洗、还原、水洗及烘干，在待镀印制板的铜表面生成黑色的氧化铜；
2)图形转移：经过黑化处理的印制板在黄光区烘板、贴膜、用底片将干膜曝光、显影，在印制板板面上形成有效图形；
3)去黑化膜：将待镀图形上的黑化膜在微蚀液中去除干净，露出待镀图形；
4)电镀金：在电镀生产线依次经除油、微蚀、酸洗、电镀金、烘干，得到镀层满足要求的电镀图形；
5)去膜：用强碱去除电镀图形以外的保护干膜；
6)二次去黑化膜：用微蚀液去除电镀图形外的黑化膜；
7)蚀刻：将电镀图形外的铜腐蚀掉，得到需要的电镀金导电图形。
2.根据权利要求1所述的在印制板电镀厚金的方法，其特征在于，步骤1)中，具体包括如下步骤：
a)采用体积分数为20～30％的碱性脱脂剂PC-453水溶液，在65～80℃下对待镀印制板除油4～6min；
b)对除油后的印制板水洗2～3min；
c)采用水、98％的浓硫酸和过硫酸钠配制成微蚀液，微蚀液中的过硫酸钠浓度为30～50g/L、硫酸体积分数为1～2％，在30～40℃下对水洗后的印制板进行微蚀1.5～3min，使得微蚀液中铜离子含量小于20g/L；
d)对微蚀后的印制板水洗2～3min；
e)采用体积分数为3～5％的500A水溶液对水洗后的印制板，在室温下预浸1～2min；
f)采用含有体积分数为8～12％的500A与体积分数为30～35％的500B混合水溶液，在65～75℃下对预浸后的印制板黑化4～7min；
g)对步骤f)黑化后的印制板水洗3～5min；
h)采用体积分数为4.8～6.0％的XTRA水溶液，在pH值为12.5～13以及25～30℃下对步骤g)中水洗后的印制板还原1～2min；
i)先在室温下对还原后的印制板水洗1～2min，然后在45～55℃下对印制板水洗0.5～1min；
j)对步骤i)水洗后的印制板在75～85℃下热风干，完成对孔化后的待镀印制板黑化。
3.根据权利要求1所述的在印制板电镀厚金的方法，其特征在于，步骤2)中，具体包括如下步骤：
a)对步骤1)中黑化后的印制板，在80-120℃下烘烤20-60min；
b)在胶辊温度为100-120℃、压力为0.4-0.6MPa以及速度为0.5-1.5m/min下对烘烤后的印制板进行贴膜；
c)在真空度≥0.075MPa、曝光能量为5～10级下采用21级曝光尺对贴膜后的印制板曝光；
d)在传动速度为0.5-1.5m/min、显影温度为25-35℃以及显影压力为1.5-2.5kg/cm2下，对曝光后的印制板显影，在印制板板面上形成有效图形，其中，显影液为质量浓度为1.0～1.2％的碳酸钠水溶液。
4.根据权利要求1所述的在印制板电镀厚金的方法，其特征在于，步骤3)中，具体包括如下步骤：采用含有浓度为30-70g/L的过硫酸钠、体积分数为3-7％的硫酸混合水溶液对待镀图形上的黑化膜去除干净，露出待镀图形，并在80-100℃下烘干。
5.根据权利要求1所述的在印制板电镀厚金的方法，其特征在于，步骤4)中，具体包括如下步骤：
a)采用体积分数为3-10％的清洁剂水溶液对去黑化膜后的印制板在35-45℃下除油3-10min；
b)对步骤a)中除油后的印制板，采用含有浓度为30-70g/L的过硫酸钠和体积分数为3-7％的硫酸混合水溶液在25-35℃下微蚀0.5-2min；
c)步骤b)微蚀后的印制板，采用体积分数为2-10％的硫酸水溶液在20-30℃下酸洗1-10min；
d)对酸洗后的印制板，采用浓度为0.5-2.5g/L的氰化金钾水溶液，在pH值为3-6、电流密度为0.5-1.5A/dm2以及25-50℃下电镀金1-10min，最后在80-100℃下烘干，得到镀层满足要求的电镀图形。
6.根据权利要求1所述的在印制板电镀厚金的方法，其特征在于，步骤5)中，具体包括如下步骤：对电镀金后的印制板，采用含有体积分数为30-50％的清洁剂和浓度为3-8％的氢氧化钠混合水溶液在30-50℃下进行干膜的膨松处理，然后对膨松后的印制板采用体积分数为1-3％的氢氧化钠水溶液在30-50Hz的传送速度以及40-50℃下去膜，最后在80-100℃下烘干。
7.根据权利要求1所述的在印制板电镀厚金的方法，其特征在于，步骤7)中，具体包括如下步骤：
对步骤6)中二次去黑化膜后的印制板，用水、氯化铵、氨水配成碱性蚀刻液，蚀刻液中的氯离子浓度为150-240g/L、pH值为8-9，在传送速度为30-60Hz以及40-60℃下进行蚀刻，蚀刻后蚀刻液中的铜离子浓度为100-150g/L，得到需要的电镀金导电图形。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |