CN104499021B - 印制线路板及其电镀铜工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种印制线路板及其电镀铜工艺,所述印制线路板包含微盲孔或微通孔,所述电镀铜工艺包括前处理工序、电镀铜工序和后处理工序,其特征在于,所述前处理工序和电镀铜工序之间还设有预浸工序,所述预浸工序中包括第一预浸槽和/或第二预浸槽。本发明的工艺能够在不同板厚/孔径比的镀件上取得高度均匀的镀层,能够提高印制电路板通孔孔内铜层均匀性,有效降低表面铜层厚度,提高TP值;应用于盲孔填充时,也能够较快将盲孔填充平整,减少电镀时间和节约电镀用铜。该方法不会对现有电镀铜生产线进行大的改动,对电镀添加剂配方也没有特殊要求,具有很好的可操作性。
Description
技术领域
本发明涉及印制线路板技术领域,特别是涉及一种印制线路板及其电镀铜工艺。
背景技术
电镀铜工艺是PCB生产制造领域最重要的工序之一,整个流程包含了板件的前处理和电镀铜以及电镀完成后的清洗、烘干等流程。制作双面PCB、多层PCB的过程中,采用电镀铜工艺,能够加厚微通孔孔内铜层厚度、加厚或填充微盲孔,制作铜线路等,实现导通、层间互联或形成屏蔽层等电气功能。电镀铜层要紧致细密,光亮平整,导电性好,延展性好,韧性高,因此电镀铜工艺是PCB生产中的核心工艺之一。酸性硫酸盐镀铜工艺组分简单,溶液稳定,电流效率高,只需要加入适当的有机添加剂就能够得到均匀、光亮平整、延展性好的铜层,是目前印制电路板电镀铜中应用最广泛的工艺。
随着电子产品朝着轻薄短小的方向发展,PCB作为电子产品中不可或缺的载体,也在朝着这一趋势发展。在这种发展趋势下,为了增加布线密度,缩小体积,微通孔和微盲孔技术被广泛应用于各类PCB制造中,如HDI生产中的叠盲孔技术等。我国已经成为世界上第一大印制电路板的生产国和消费国,印制电路行业已经逐渐从弱小发展壮大,整个产业链趋于完整,产品也从开始的低端,向中端和高端发展。而生产中端、高端印制线路板,不仅需要印制线路板厂家投入大量研发和工程人员,也需要上游设备和原材料厂家配合。印制线路行业在发展初期由香港和台湾厂商逐渐将欧、美、日等国的先进技术引入国内,设备设计、设备生产和PCB的原材料技术都掌握在国外一些高科技企业手中,国内生产商使用这些进口的设备与原料、技术,生产成本偏高,赢利能力不足。另外,国内很多中、小企业使用的电镀药水大多数是国内厂商开发的一些电镀添加剂,性能跟国外先进添加剂相比还有一定差距。因此,在现有设备和添加剂配方的基础上,改进电镀铜工艺,使设备、工艺与添加剂相互配合,发挥出最高的效能,是很有意义和必要的。
现有的PCB电镀铜工艺来源于传统的五金电镀技术,这在PCB技术发展初期起到了相当积极的作用。但随着PCB向着“短、小、轻、薄”方向快速发展,PCB对电镀镀层的要求越来越高,已经不是传统五金电镀技术能够达到的了,于是各种PCB专用的设备、添加剂纷纷被开发出来。目前PCB电镀铜已经不满足于取得平整、光亮的镀层,而要求镀液有更好的均镀能力,甚至要求镀液有“超整平”性能,以使电力线疏散、溶液流动交换差的微盲孔、微通孔处的镀层沉积速度大大高于面板正面位置铜沉积的速度,达到填平微盲孔,TP(均镀能力)值超过100%的效果。在设备方面,以高速溶液喷流代替空气搅拌加强溶液交换,合理安排阳极钛篮安放密度,调整阴阳极距离等等措施都起到了良好的效果,在添加剂方面,不断优化添加剂结构和配比,也涌现出很多优秀的添加剂配方。但经过多年的发展和完善,在这两方面继续取得突破的难度越来越大,取得的成效也越来越小。
PCB发展强烈的需求也刺激了对电镀机理的探究,随着对添加剂各组分在电镀中所起作用的研究越来越深入,对添加剂各组分化学、电化学性质的认识越来越充分,使我们能够将不同类别、不同功能的添加剂分别来进行精确使用,而不必像过去一样全部混合在一起“一锅煮”。所以,有必要在科学理论指导下合理调整电镀铜工艺与流程,将添加剂各组分灵活使用,达到进一步提高PCB电镀铜效能的目的。
发明内容
基于此,本发明的目的是提供一种均镀能力高的印制线路板的电镀铜方法。
具体的技术方案如下:
一种印制线路板的电镀铜工艺,所述印制线路板包含微盲孔或微通孔,所述电镀铜工艺包括前处理工序、电镀铜工序和后处理工序,所述前处理工序和电镀铜工序之间还设有预浸工序,所述预浸工序中包括第一预浸槽和/或第二预浸槽,所述第一预浸槽中的预浸液包括如下组分:
所述第二预浸槽中的预浸液包括如下组分:
在其中一个实施例中,所述光亮剂选自烷基磺酸硫醇或其衍生物中一种或几种;所述抑制剂选自非离子表面活性剂中一种或几种;所述整平剂选自有机胺盐中一种或几种。
在其中一个实施例中,所述光亮剂选自聚二硫二丙烷磺酸钠、巯基丙烷磺酸钠、2-巯基苯并咪唑、乙撑硫脲中的一种或几种。
在其中一个实施例中,所述抑制剂选自聚亚烷基二醇化合物、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚乙二醇,硬脂酸聚乙二醇酯,烷氧基萘酚,油酸聚乙二醇酯,聚(乙二醇-丙二醇)无规共聚物,聚(聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇)嵌段共聚物,聚(聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇)嵌段共聚物中一种或几种;所述整平剂选自聚乙烯亚胺或其衍生物、己内酰胺或其衍生物,聚乙烯基吡咯或其衍生物、二亚乙基三胺或其衍生物,六亚甲基四胺或其衍生物,二甲基苯基吡唑酮鎓盐或其衍生物,蔷薇苯胺或其衍生物,含硫氨基酸或其衍生物,吩嗪鎓盐或其衍生物中一种或几种。
在其中一个实施例中,所述预浸工序中预浸的时间为0.5-15min。
在其中一个实施例中,所述预浸工序中,对印制线路板进行超声处理。
在其中一个实施例中,所述超声处理的工艺参数为:超声频率为100Hz-40kHz,功率为1-150W/m3槽液,时间为2-5min。
在其中一个实施例中,所述微盲孔的尺寸为直径25-200μm,绝缘层厚度10-200μm;所述微通孔的尺寸为直径50-500μm,板厚100μm-15mm。
在其中一个实施例中,所述电镀铜工序中:电镀液包含20-240g/L的五水硫酸铜,20-300g/L的硫酸,25-120mg/L的氯离子;控制参数为电流密度为1-3A/dm2,电镀温度为15-32℃,电镀时间为15-120min。
本发明的另一目的是提供一种印制线路板。
具体的技术方案如下:
上述电镀铜工艺制备得到的印制线路板。
本发明的原理和优点如下:
本发明的目的在于提供一种各类PCB制造中微盲孔、微通孔与精细线路电镀铜的方法,能够在不同板厚/孔径比的镀件上取得高度均匀的镀层。依照该方法所述流程进行电镀铜生产,能够提高印制电路板通孔孔内铜层均匀性,有效降低表面铜层厚度,提高TP值;应用于盲孔填充时,也能够较快将盲孔填充平整,减少电镀时间和节约电镀用铜。该方法不会对现有电镀铜生产线进行大的改动,对电镀添加剂配方也没有特殊要求,具有很好的可操作性。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
步骤一、如有必要,对已经具备稳定可靠的孔金属化导电层的板件进行除油处理,除油后进行热水洗和水洗,以免除油剂残留在板面并带入后续步骤;
步骤二、如有必要,对步骤一中处理后的板件进行微蚀,在铜表面形成微观粗糙结构,以增强镀铜层与底铜的结合力,微蚀后进行水洗,以免微蚀液残留在板面并带入后续步骤;
步骤三、对步骤二中处理后的板件进行1次或连续多次预浸,并引入超声加强溶液交换和离子吸附,以引导不同类别的添加剂吸附在微盲孔、微通孔和镀件板面的不同位置。如果是新鲜孔金属化导电层的板件,视实际情况,在确保板件表面没有油污或氧化物的情况下,也可以略过步骤一、步骤二,直接进入步骤三进行板件加工;
步骤四、立即对步骤三处理后的板件实施电镀铜,两个步骤之间要衔接紧密,中间不能有明显停顿,也不能让板件完全离开槽液暴露在空气当中。
上述印制电路板的电镀铜工艺中所使用的除油液、微蚀液均为市售的产品。
上述印制电路板的电镀铜工艺,步骤三中所述预浸步骤可以在一个预浸槽中完成,也可以在连续的多个预浸槽中完成。在连续的多个预浸槽中进行预浸操作过程中,每个预浸槽中的预浸液可以相同也可以不完全相同。
上述的一种生产微盲孔、微通孔和精细线路印制电路板电镀铜的方法,步骤三中所述预浸液包含但不限于含有浓度10—100g/L的硫酸;包含但不限于含有一种或者几种电镀铜光亮剂,在电镀铜中起到加速作用;包含但不限于含有浓度1-1000mg/L的表面活性剂,在电镀铜中起到浸润或抑制作用;包含但不限于含有0.1-100mg/L的有机胺盐或其衍生物,在电镀铜中起到整平作用。
步骤三中所述预浸操作还可以同时进行超声处理,超声频率为100Hz-40kHz,功率为1-150W/m3槽液,时间为2-5min。
步骤三中所述预浸操作时间为0.5-15min。
步骤四中所述电镀液包含20-240g/L的五水硫酸铜,20-300g/L的硫酸,25-120mg/L的氯离子和有机添加剂。电镀铜的电流密度为1-3A/dm2,电镀温度为15-32℃,电镀时间为15-120min;
步骤四中所述电镀液中有机添加剂成分与步骤三中所述预浸液中含有的有机添加剂成分可以相同、不完全相同或不同。
下面结合科学理论和附图对本发明的技术方案进行进一步详细描述。
图1是常规PCB电镀铜所采用的流程,板件经过除油、水洗、微蚀和预浸后进行电镀铜。板件进行除油的目的是除去可能沾染在板件上的有机油脂和金属氧化物,有机油脂可能是生产、转运过程中附着在镀件表面的机油,工人的指纹印等残留,会影响电镀铜层和基底结合力,必须在电镀之前完全除净。但是除油液自身也可能对电镀质量造成影响,所以板件需要经过多级水洗或热水冲洗,确保除油液不会被带入到后续微蚀步骤。
微蚀液能够除去铜上可能的氧化物,并将铜表面轻微刻蚀一层,一方面使表面变得粗糙,以加强电镀铜层与基底的结合力,另外一方面露出新生的铜层,使电镀铜层能够更细致紧密。微蚀液也不能被带入到电镀槽中,也需要纯水清洗干净再进入预浸步骤。
传统的预浸液一般为浓度10-100g/L硫酸水溶液,不含有其他物质,目的是不让微蚀后的铜再发生氧化,也可以避免板件上携带的水进入电镀槽,造成电镀槽中酸度下降。
而本发明中所述预浸过程和预浸液与传统预浸过程和预浸液完全不同。表现在以下几点:
1.首先是预浸目的不同:传统的预浸目的是不让微蚀后的铜再发生氧化,也可以避免板件上携带的水进入电镀槽,造成电镀槽中酸度下降。本发明所述预浸的目的是在板件的不同位置吸附上不同种类和不同功能的添加剂。
2.其次是预浸液组成不同:常规的预浸液为简单的硫酸水溶液。而本发明所述预浸液不但含有硫酸,还含有不同浓度和配比的其他添加剂成分。
3.然后是预浸过程不同:常规的预浸过程是在唯一的预浸槽中进行的,时间一般在0.5-5min。而本发明所述预浸可以在单一槽、单一预浸液中进行,也可以连续在不同槽,不同预浸液中依次连续浸泡,相应预浸时间也更长,为0.5-15min。
4.最后预浸的外界条件也不同:常规的预浸工艺只是将板件浸泡在硫酸溶液内,最多加上机械搅拌,而不会同时进行超声处理。
现在的市售电镀铜添加剂一般都是三组分体系,包括光亮剂、抑制剂和整平剂,三种组分要协同作用,才能够达到电镀铜的正整平效果,并且使铜镀层细致紧密,外观光亮,铜层延展性、导电性好。
光亮剂也称加速剂,一般为含有S的有机化合物,常用的有聚二硫二丙烷磺酸钠,巯基丙烷磺酸钠,2-巯基苯并咪唑、乙撑硫脲等。这些含硫的有机小分子能够在氯离子协同下,产生去极化作用,因而能够产生加速铜沉积的效果。台湾的Dow等人通过基础理论研究,已经证明光亮剂分子在没有外加电场的情况下,没有通电的情况下,就能够在铜表面自发进行化学吸附,也就是说铜浸泡在含有光亮剂分子的溶液中时,光亮剂分子会主动迁移到铜表面并固定下来,光亮剂分子在铜表面的吸附量受吸附平衡的热力学过程控制,光亮剂分子在铜表面吸附非常紧密,用清水冲洗也无法除掉铜面上吸附的光亮剂分子。
抑制剂有时候也成为运载剂、润湿剂,可协助光亮剂前往镀件的凹陷处分布,也能够降槽液表面张力,增加镀件的润湿效果。在电镀过程中,抑制剂能够增大电化学极化,压制铜的电沉积速率。抑制剂分子一般为非离子型的双亲表面活性剂,在水和油中都能够有较好的溶解性,分子结构方面一般由聚环氧乙烷和聚环氧丙烷的单元按照一定顺序链接,或者无序地排列。抑制剂对铜表面没有特殊的吸附作用,如果没有电流通过,抑制剂不会在铜表面进行吸附。当铜在抑制剂和光亮剂同时存在的溶液中浸泡时,抑制剂可以提高铜表面的润湿效果,但不会影响光亮剂分子在铜表面的吸附量。
整平剂在电镀铜过程中也能够提高电镀的极化作用,但整平剂的作用是有空间选择性的,它很容易吸附在镀件表面电流密度较大的地方,与铜离子和光亮剂竞争,拉低此处光亮剂的加速能力,使铜离子在高电流处不易沉积,但又不影响低电流区的铜沉积,使原本起伏不定的表面变得平坦,所以称为整平剂。整平剂的这种作用造成了它有很强的填孔能力,能够在制作印制线路板的过程中,将微盲孔完全填充,并使表面平整。整平剂一般是带正电荷的含氮化合物,含有亚胺盐、季铵盐、吡啶、喹啉、苯丙咪唑等等官能团。整平剂分子在溶液流动快、镀件表面突出的地方作用较强,若铜镀件浸泡在含有光亮剂、抑制剂和整平剂的溶液中,整平剂会阻挠光亮剂在溶液交换比较快速的镀件表面吸附,而不会影响整平剂在微盲孔、微通孔孔壁上的吸附。
本发明所述的电镀流程(如图2所示),就是将镀件在含有光亮剂等添加剂的预浸液中进行预浸,这样光亮剂主要吸附在微盲孔、微通孔孔壁上,而板面上吸附的光亮剂较少。在后续的电镀步骤中,吸附了较高浓度光亮剂的微盲孔、微通孔孔壁上极化作用较弱,铜沉积就更为迅速,而没有吸附或少吸附光亮剂的面板区域,电镀的过程中极化作用就较强,铜沉积速率较慢。这样就能够加强电镀添加剂的整平作用。
本发明所述的预浸过程,可以在一个预镀槽里面完成,预镀槽里面只加入光亮剂,或者加入光亮剂、抑制剂和整平剂,通过浸泡和调整槽液交换,能够在微通孔和微盲孔孔壁上吸附较多的光亮剂,而在板面上吸附较少的光亮剂。也可以在连续的几个预浸槽中完成,板件先在只加入光亮剂的预浸槽中浸泡,在所有的位置都吸附上等量的光亮剂,然后再通过含有整平剂的预浸槽,利用整平剂的竞争作用,将原本吸附在面板上的光亮剂从面板上退走,微通孔和微盲孔孔壁上吸附的光亮剂,由于溶液交换弱的原因,几乎不受整平剂的影响,这样,也可以实现在实施电镀之前,就在镀件的不同位置吸附上不同功能的添加剂。在后续的电镀过程中,就能够加强添加剂的正整平效果。
在预浸光亮剂的过程中,使用超声震荡槽液,能够帮助光亮剂顺利吸附在微通孔和微盲孔孔壁上。
根据上述理论分析,本发明所述的电镀铜流程对电镀液的生产厂商、牌号等没有特殊要求,可以是任意厂商生产的合资格的电镀铜添加剂。预浸槽可以直接使用电镀铜添加剂来调配,也可以单独采用光亮剂、整平剂或抑制剂的成分来配制。预浸使用的添加剂可以和电镀铜槽中使用的添加剂相同、不完全相同或完全不相同。
附图说明
图1为本发明所述PCB电镀铜工艺的流程图。
图2为采用本发明所述工艺流程进行PCB电镀铜填充微通孔过程中,微通孔孔内发生的一系列变化过程的示意图,其中A为盲孔板经过除油,水洗,微蚀,水洗后的状态;B为盲孔板经过预浸1-2次后板面及孔内不同位置添加剂吸附状态;C为盲孔板在电镀液中电镀填孔过程中的状态;D为盲孔板在电镀填孔完成后的状态;1为盲孔板,2为盲孔,3为光亮剂,4为电镀液。
具体实施方式
以下通过实施例对本申请做进一步阐述。
为了测试本发明的优势,我们采用市售的一种填孔药水,按照其操作说明书要求的最佳条件在高铜低酸的槽液中进行微盲孔填充电镀;采用另外一种VCP药水,按照其操作说明书要求的最佳条件,在低铜高酸的槽液中进行微通孔的电镀。
实施例1
使用激光烧蚀的方法在线路板上制作直径100μm,绝缘层厚度75μm的微盲孔,经过除胶渣、表面调整、催化活化和化学镀铜后,预浸5%体积百分比的硫酸水溶液1min,直接放入电镀槽进行电镀。电镀液各组分为:
五水合硫酸铜:200g/L
硫酸:60g/L
氯离子:60mg/L
填孔光亮剂:0.8mg/L
填孔抑制剂:30mg/L
填孔整平剂:6mg/L
去离子水:余量
所述电镀的电流1.5A/dm3,电镀温度为25℃,打开左右摇摆和打气,时间为60min。本实施例得到的镀层厚度和填盲孔结果如表1所示。
实施例2
使用激光烧蚀的方法在线路板上制作直径100μm,绝缘层厚度75μm的微盲孔,经过除胶渣、表面调整、催化活化和化学镀铜后,预浸5%体积百分比的硫酸水溶液1min,然后在预镀槽中预镀厚度为5微米铜层,贮存一周后,取出板件经过酸性除油、清洗、微蚀,然后预浸5%体积百分比的硫酸水溶液1min,再直接放入电镀槽进行电镀。
预镀槽槽液组分为:
五水合硫酸铜:200g/L
硫酸:60g/L
氯离子:60mg/L
填孔抑制剂:15mg/L
去离子水:余量
电镀液各组分为:
五水合硫酸铜:200g/L
硫酸:60g/L
氯离子:60mg/L
填孔光亮剂:0.8mg/L
填孔抑制剂:30mg/L
填孔整平剂:6mg/L
去离子水:余量
所述电镀的电流1.5A/dm3,电镀温度为25℃,打开左右摇摆和打气,时间为60min。本实施例得到的镀层厚度和填盲孔结果如表1所示。
实施例3
使用机械数控机在印制电路覆铜基板上钻直径0.25mm通孔,板材为生益36/1.6FR-4双面覆铜板料,通孔厚径比为6:1。经过除胶渣、表面调整、催化活化和化学镀铜后,预浸5%体积百分比的硫酸水溶液1min,再直接放入电镀槽进行电镀。
电镀液各组分为:
五水合硫酸铜:70g/L
硫酸:240g/L
氯离子:60mg/L
VCP光亮剂:0.4mg/L
VCP抑制剂:8mg/L
VCP整平剂:2mg/L
去离子水:余量
所述电镀的电流3.0A/dm3,电镀温度为25℃,打开左右摇摆和打气,时间为50min。本实施例得到的镀层厚度的分析测试结果如表1所示。
实施例4
使用机械数控机在印制电路覆铜基板上钻直径0.25mm通孔,板材为生益36/1.6FR-4双面覆铜板料,通孔厚径比为6:1。经过除胶渣、表面调整、催化活化和化学镀铜后,预浸5%体积百分比的硫酸水溶液1min,然后在预镀槽中预镀厚度为5微米铜层,贮存一周后,取出板件经过酸性除油、清洗、微蚀,然后预浸5%体积百分比的硫酸水溶液1min,再直接放入电镀槽进行电镀。
电镀液各组分为:
五水合硫酸铜:70g/L
硫酸:240g/L
氯离子:60mg/L
VCP光亮剂:0.4mg/L
VCP抑制剂:8mg/L
VCP整平剂:2mg/L
去离子水:余量
所述电镀的电流3.0A/dm3,电镀温度为25℃,打开左右摇摆和打气,时间为50min。本实施例得到的镀层厚度的分析测试结果如表1所示。
实施例5
使用激光烧蚀的方法在线路板上制作直径100μm,绝缘层厚度75μm的微盲孔,经过除胶渣、表面调整、催化活化和化学镀铜后,转入预浸槽中预浸5min,再立刻转入电镀槽进行电镀。
预浸槽组分:
硫酸:体积比5%
填孔电镀光亮剂:2mg/L
去离子水:余量
电镀液各组分为:
五水合硫酸铜:200g/L
硫酸:60g/L
氯离子:60mg/L
填孔光亮剂:0.4mg/L
填孔抑制剂:30mg/L
填孔整平剂:6mg/L
去离子水:余量
所述电镀的电流1.5A/dm3,电镀温度为25℃,打开左右摇摆和打气,时间为45min。本实施例得到的镀层厚度和填盲孔结果如表1所示。
实施例6
使用激光烧蚀的方法在线路板上制作直径100μm,绝缘层厚度75μm的微盲孔,经过除胶渣、表面调整、催化活化和化学镀铜后,预浸5%体积百分比的硫酸水溶液1min,然后在预镀槽中预镀厚度为5微米铜层,贮存一周后,取出板件经过酸性除油、清洗、微蚀,然后转入预浸槽中预浸5min,再立刻转入电镀槽进行电镀。
预浸槽组分:
硫酸:体积比5%
填孔电镀光亮剂:2mg/L
去离子水:余量
预镀槽槽液组分为:
五水合硫酸铜:200g/L
硫酸:60g/L
氯离子:60mg/L
填孔抑制剂:15mg/L
去离子水:余量
电镀液各组分为:
五水合硫酸铜:200g/L
硫酸:60g/L
氯离子:60mg/L
填孔光亮剂:0.4mg/L
填孔抑制剂:30mg/L
填孔整平剂:6mg/L
去离子水:余量
所述电镀的电流1.5A/dm3,电镀温度为25℃,打开左右摇摆和打气,时间为45min。本实施例得到的镀层厚度和填盲孔结果如表1所示。
实施例7
使用激光烧蚀的方法在线路板上制作直径100μm,绝缘层厚度75μm的微盲孔,经过除胶渣、表面调整、催化活化和化学镀铜后,预浸5%体积百分比的硫酸水溶液1min,然后在预镀槽中预镀厚度为5微米铜层,贮存一周后,取出板件经过酸性除油、清洗、微蚀,然后转入1号预浸槽预浸5min,再直接转入2号预浸槽中预浸3min,再立刻转入电镀槽进行电镀。
1号预浸槽组分:
硫酸:体积比5%
电镀光亮剂:2mg/L
去离子水:余量
2号预浸槽组分
硫酸:体积比5%
填孔电镀抑制剂:10mg/L
填孔电镀铜整平剂:10mg/L
去离子水:余量
预镀槽槽液组分为:
五水合硫酸铜:200g/L
硫酸:60g/L
氯离子:60mg/L
填孔抑制剂:15mg/L
去离子水:余量
电镀液各组分为:
五水合硫酸铜:200g/L
硫酸:60g/L
氯离子:60mg/L
填孔光亮剂:0.4mg/L
填孔抑制剂:30mg/L
填孔整平剂:6mg/L
去离子水:余量
所述电镀的电流1.5A/dm3,电镀温度为25℃,打开左右摇摆和打气,时间为40min。本实施例得到的镀层厚度和填盲孔结果如表1所示。
实施例8
使用机械数控机在印制电路覆铜基板上钻直径0.25mm通孔,板材为生益36/1.6FR-4双面覆铜板料,通孔厚径比为6:1。经过除胶渣、表面调整、催化活化和化学镀铜后,预浸5%体积百分比的硫酸水溶液1min,然后在预镀槽中预镀厚度为5微米铜层,贮存一周后,取出板件经过酸性除油、清洗、微蚀,然后转入1号预浸槽预浸5min,再直接转入2号预浸槽中预浸3min,再立刻转入电镀槽进行电镀。
1号预浸槽组分:
硫酸:体积比5%
VCP电镀光亮剂:2mg/L
去离子水:余量
2号预浸槽组分
硫酸:体积比5%
VCP电镀抑制剂:5mg/L
VCP电镀铜整平剂:5mg/L
去离子水:余量
预镀槽槽液组分为:
五水合硫酸铜:200g/L
硫酸:60g/L
氯离子:60mg/L
VCP抑制剂:15mg/L
去离子水:余量
电镀液各组分为:
五水合硫酸铜:70g/L
硫酸:240g/L
氯离子:60mg/L
VCP光亮剂:0.4mg/L
VCP抑制剂:8mg/L
VCP整平剂:2mg/L
去离子水:余量
所述电镀的电流3.0A/dm3,电镀温度为25℃,打开左右摇摆和打气,时间为50min。本实施例得到的镀层厚度的分析测试结果如表1所示。
实施例9
使用机械数控机在印制电路覆铜基板上钻直径0.25mm通孔,板材为生益36/1.6FR-4双面覆铜板料,通孔厚径比为6:1。经过除胶渣、表面调整、催化活化和化学镀铜后,预浸5%体积百分比的硫酸水溶液1min,然后在预镀槽中预镀厚度为5微米铜层,贮存一周后,取出板件经过酸性除油、清洗、微蚀,然后转入预浸槽预浸5min,预浸的同时开启超声震荡设备,超声的频率为,功率为,时间为5min,再立刻转入电镀槽进行电镀。
预浸槽组分:
硫酸:体积比5%
VCP电镀光亮剂:2mg/L
VCP电镀抑制剂:5mg/L
VCP电镀整平剂:5mg/L
去离子水:余量
预镀槽槽液组分为:
五水合硫酸铜:200g/L
硫酸:60g/L
氯离子:60mg/L
VCP抑制剂:15mg/L
去离子水:余量
电镀液各组分为:
五水合硫酸铜:70g/L
硫酸:240g/L
氯离子:60mg/L
VCP光亮剂:0.4mg/L
VCP抑制剂:8mg/L
VCP整平剂:2mg/L
去离子水:余量
所述电镀的电流3.0A/dm3,电镀温度为25℃,打开左右摇摆和打气,时间为50min。本实施例得到的镀层厚度的分析测试结果如表1所示。
表1实施例1~9得到的铜镀层填盲孔性能和均镀能力的分析测试结果
比较实施例1、2、5、6、7可以看出,采用本发明所述方法可以在保证微盲孔凹陷度(dimple)及相关物理性能满足要求的前提下,极大缩短电镀填充微盲孔的时间,并降低面铜厚度,更适应制作精细线路的要求。本发明所述方法不仅可以用于新鲜孔金属化导电层的板件,也可以用于贮存一段时间的已具备有效孔金属化导电层的板件。
比较实施例3、4、8、9可以看出,采用本发明所述方法可以在保证相关物理性能满足要求的前提下,有效提高微通孔的均镀能力,在电流条件不变的情况下,在更短的时间内达到生产所要求的微通孔孔内铜厚度,并降低面铜厚度。
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 (8)
1.一种印制线路板的电镀铜工艺,所述印制线路板包含微盲孔或微通孔,所述电镀铜工艺包括前处理工序、电镀铜工序和后处理工序,其特征在于,所述微盲孔的尺寸为直径2-200μm,绝缘层厚度10-200μm;所述微通孔的尺寸为直径50-500μm,板厚100μm-15mm;所述前处理工序和电镀铜工序之间还设有预浸工序,所述预浸工序中包括第一预浸槽和第二预浸槽,所述第一预浸槽中的预浸液包括如下组分:
光亮剂 0.1-20mg/L
抑制剂 0-1000mg/L
硫酸 10-100g/L;
所述第二预浸槽中的预浸液包括如下组分:
抑制剂 0-1000mg/L
整平剂 0.1-100mg/L
硫酸 10-100g/L;
所述光亮剂选自聚二硫二丙烷磺酸钠、巯基丙烷磺酸钠、2-巯基苯并咪唑、乙撑硫脲中的一种或几种;
所述整平剂选自有机胺盐或其衍生物中一种或几种。
2.根据权利要求1所述的印制线路板的电镀铜工艺,其特征在于,所述抑制剂选自非离子表面活性剂中一种或几种。
3.根据权利要求2所述的印制线路板的电镀铜工艺,其特征在于,所述抑制剂选自聚亚烷基二醇化合物、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚乙二醇,硬脂酸聚乙二醇酯,烷氧基萘酚,油酸聚乙二醇酯,乙二醇-丙二醇无规共聚物,乙二醇-丙二醇-乙二醇嵌段共聚物,丙二醇-乙二醇-丙二醇嵌段共聚物中一种或几种;所述整平剂选自聚乙烯亚胺或其衍生物、己内酰胺或其衍生物,聚乙烯基吡咯或其衍生物、二亚乙基三胺或其衍生物,六亚甲基四胺或其衍生物,二甲基苯基吡唑酮鎓盐或其衍生物,蔷薇苯胺或其衍生物,含硫氨基酸或其衍生物,吩嗪鎓盐或其衍生物中一种或几种。
4.根据权利要求1所述的印制线路板的电镀铜工艺,其特征在于,所述预浸工序中预浸的时间为0.5-15min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的印制线路板的电镀铜工艺,其特征在于,所述预浸工序中,对印制线路板进行超声处理。
6.根据权利要求5所述的印制线路板的电镀铜工艺,其特征在于,所述超声处理的工艺参数为:超声频率为100Hz-40kHz,功率为1-150W/m3槽液,时间为2-5min。
7.根据权利要求1-4任一项所述的印制线路板的电镀铜工艺,其特征在于,所述电镀铜工序中:电镀液包含20-240g/L的五水硫酸铜,20-300g/L的硫酸,25-120mg/L的氯离子;控制参数为电流密度为1-3A/dm2,电镀温度为15-32℃,电镀时间为15-120min。
8.权利要求1-7任一项所述的电镀铜工艺制备得到的印制线路板。
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