CN104519664B - 印制电路板的清洗方法和印制电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种印制电路板的清洗方法，包括将所述印制电路板置于中和缸内进行中和处理，从而清除所述印制电路板表面存留的由于化学除胶过程而产生的残渣，所述方法还包括：在执行所述中和处理之前，将所述印制电路板置于至少一个预中和缸内，以相应地执行至少一次预中和处理；其中，通过所述预中和缸内的预中和药液，清除所述印制电路板表面的铜粉。本发明还提出了相应的印制电路板。通过本发明的技术方案，能够在印制电路板的制造过程中，对附着于印制电路板的表面的铜粉等进行清除，尤其是清除附着于板上的孔内壁的杂质，从而避免在沉铜阶段造成孔铜浮离等后果，有效提升了制造印制电路板的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及印制电路板制造技术领域，具体而言，涉及一种印制电路板的清洗方法和一种印制电路板。
背景技术
现有技术在PCB（Printed Circuit Board，印制电路板或印刷电路板、印刷线路板）沉铜的制造过程中，通常包括如图1所示的处理流程：
步骤102：膨胀；
步骤104：水洗；
步骤106：化学除胶；
步骤108：三级水洗；
步骤110：中和处理；
步骤112：水洗。
其中，化学除胶起到的作用是去除PCB板在钻孔时因钻咀的高速切削在孔内留下的树脂残胶，保持孔壁的清洁，为后续的铜沉积做好准备。化学除胶的主要药水成分为高锰酸钾，高锰酸钾为强氧化性物质，其与树脂反应后会生成锰酸钾以及二氧化锰等副产物，二氧化锰为泥渣状的沉淀，具体的反应过程包括：
主反应：4MnO4 -+C(有机树脂)+4OH-——4MnO4 2-+CO2+2H2O
副反应：KMnO4+OH-——K2MnO4+H2O+O2
K2MnO4+H2O——MnO2+KOH+O2
在除胶缸（用于化学除胶）对PCB板进行搅拌、鼓气和超声波的共同作用下，有可能使得高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰等残渣进入孔内附着，在后续的制作程序中会造成沉铜不良，电镀后即表现为孔铜浮离，影响导通，造成极大的可靠性风险。
为了清除高锰酸钾、锰酸钾以及二氧化锰等残渣，避免上述影响，主要是在中和处理过程中，靠中和药水进行清洗。目前所采用的中和药水，主要是硫酸+添加剂。
然而在实际操作中，仍然可能出现孔铜浮离的现象。经分析，是由于中和处理过程虽然能够有效清除高锰酸钾、锰酸钾以及二氧化锰等残渣，但却无法消除附着在PCB板和相应的挂篮上的铜粉，从而导致了上述结果。
因此，如何有效消除附着在PCB板上的铜粉，甚至能够进一步地消除高锰酸钾、锰酸钾以及二氧化锰等残渣，以避免中和处理过程无法对上述残渣实现完全消除，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出了一种新的技术方案，能够在印制电路板的制造过程中，对附着于印制电路板的表面的铜粉等进行清除，尤其是清除附着于板上的孔内壁的杂质，从而避免在沉铜阶段造成孔铜浮离等后果，有效提升了制造印制电路板的可靠性。
有鉴于此，本发明提出了一种印制电路板的清洗方法，包括将所述印制电路板置于中和缸内进行中和处理，从而清除所述印制电路板表面存留的由于化学除胶过程而产生的残渣，所述方法还包括：在执行所述中和处理之前，将所述印制电路板置于至少一个预中和缸内，以相应地执行至少一次预中和处理；其中，通过所述预中和缸内的预中和药液，清除所述印制电路板表面的铜粉。
在该技术方案中，通过设置预中和缸进行预中和处理，使得能够对印制电路板表面、尤其是孔壁内附着的铜粉进行清除，从而配合中和缸对高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰等残渣进行的中和处理，使得在对PCB板的生产过程中，能够更加有效地避免杂质在PCB板上的附着而导致发生孔铜浮离等不良现象。
根据本发明的又一方案，还提出了一种印制电路板，其采用上述印制电路板的清洗方法进行生产处理。
在该技术方案中，通过设置预中和缸进行预中和处理，使得能够对印制电路板表面、尤其是孔壁内附着的铜粉进行清除，从而配合中和缸对高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰等残渣进行的中和处理，使得在对PCB板的生产过程中，能够更加有效地避免杂质在PCB板上的附着而导致发生孔铜浮离等不良现象。
通过以上技术方案，能够在印制电路板的制造过程中，对附着于印制电路板的表面的铜粉等进行清除，尤其是清除附着于板上的孔内壁的杂质，从而避免在沉铜阶段造成孔铜浮离等后果，有效提升了制造印制电路板的可靠性。
附图说明
图1示出了PCB板制作过程中的部分生产处理过程的流程图；
图2示出了根据本发明的实施例的PCB板的清洗方法的流程图；
图3示出了根据本发明的实施例的PCB板制作过程中的部分生产处理过程的流程图；
图4示出了根据本发明的实施例的预中和处理过程的具体流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。
图2示出了根据本发明的实施例的PCB板的清洗方法的流程图。
如图2所示，根据本发明的实施例的PCB板的清洗方法，包括将所述印制电路板置于中和缸内进行中和处理，从而清除所述印制电路板表面存留的由于化学除胶过程而产生的残渣，所述方法还包括：步骤202，在执行所述中和处理之前，将所述印制电路板置于至少一个预中和缸内，以相应地执行至少一次预中和处理；其中，通过所述预中和缸内的预中和药液，清除所述印制电路板表面的铜粉。
在该技术方案中，能够理解的是：“印制电路板表面”包括PCB板的上下面及侧边面，还包括PCB板上形成的上下通孔的孔壁。通过设置预中和缸进行预中和处理，使得能够对印制电路板表面、尤其是孔壁内附着的铜粉进行清除，从而配合中和缸对高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰等残渣进行的中和处理，使得在对PCB板的生产过程中，能够更加有效地避免杂质在PCB板上的附着而导致发生孔铜浮离等不良现象。
优选地，本发明还提出了一种技术方案，使得所述预中和药液还用于清除所述印制电路板表面存留的由于所述化学除胶过程而产生的残渣。
在该技术方案中，使得在预中和处理过程中，既能够对铜粉进行清除，又能够对高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰等残渣进行处理，从而能够在执行中和处理之前，对PCB板表面的上述残渣进行全部或部分消除，以减轻中和处理的“压力”，避免上述残渣的残留。
优选地，在执行预中和处理时，可以设置一个预中和缸进行一次预中和处理，也可以依次设置多个预中和缸进行多次预中和处理。显然地，当采用多次预中和处理时，能够更为有效地清除PCB板表面的铜粉和化学除胶的残渣。
其中，由于预中和缸中的预中和药液与用于中和处理的药液的成分不同，因此，为了避免前者对后者造成影响，需要至少在最后一个预中和缸之后设置一个或多个水缸，以清洗掉PCB板上携带的预中和药液，同时进一步清洗PCB板上可能残留的铜粉或化学除胶的残渣。
由于预中和处理的过程是现有技术中所没有的，因而为了减少对现有处理设备的改动，降低生产成本，可以采用如图3所示的处理流程：
步骤302，膨胀；
步骤304，水洗；
步骤306，化学除胶；
步骤308，水洗——预中和处理——水洗；
步骤310，中和处理；
步骤312，水洗。
其中，相比于图1所示的现有技术的处理流程，图3所示技术方案的主要改进在于步骤308（对应于图1中的步骤108）：
在原有步骤（步骤108）中，利用现有设备中的三级水缸，依次对PCB板执行三级水洗的处理，从而希望能够对PCB板上残留的铜粉和化学除胶的残渣进行清洗，并进一步地由中和处理（步骤110）及后续的水洗（步骤112）过程进行清除。
而在本发明的技术方案中，对原来的三级水缸中处于中间的水缸进行配置，在其中放置预中和药液，使之成为预中和缸。因此，在修改后的技术方案中，同样包括“三级”处理流程：
第一级，水洗。用于对执行了化学除胶后的PCB板进行清洗，以清除至少一部分残留的铜粉和残渣，以期减轻后续流程的处理压力。
第二级，预中和处理。通过预中和药液，对PCB板上的铜粉进行清除。进一步地，该预中和药液还能够对PCB板表面的化学除胶的残渣进行清除，从而减轻后续的中和处理等步骤的处理压力。
第三级，水洗。一方面，能够对PCB板进行清洗，以清除至少一部分可能残留的铜粉和残渣，减轻后续的处理压力；另一方面，能够对PCB板上暂留的预中和药液进行清洗，从而避免对中和缸内的中和药液产生负面影响。
需要指出的是，虽然在图2、图3中仅以“预中和处理”进行了描述，但实际上，“预中和处理”可以包含一次或多次处理过程。比如说，图3所示的三级处理过程包含一次预中和处理的过程，而在该三级处理过程之前或之后，均可以添加更多的预中和处理步骤，具体地，需要在生产现场添加相应的一个或多个预中和缸及配置相应的预中和药液。
同时，在上述描述中，提出了对于水洗过程的作用，比如对于铜粉或残渣的清洗，或是对预中和药液的清洗等，但实际上，这些步骤都是可选的，并不是必须的。比如在图4所示的技术方案中包括：
步骤402，对经过化学除胶处理（如图3中的步骤306）的PCB板进行清洗，以清除至少一部分残留的铜粉和残渣，以期减轻后续流程的处理压力。
但步骤402实际上是可选的，也可以在化学除胶步骤之后，直接执行步骤404的预中和处理过程。
步骤406，对经过步骤404的预中和处理的PCB板进行清洗，从而一方面清洗PCB板上的铜粉和残渣等，另一方面清洗PCB板上残留的预中和药液。
当然，步骤406也并非必须。比如在步骤408执行了一次预中和处理之后，可以直接在步骤410中执行下一次预中和处理，只要能够确保预中和药液的成分能够满足要求即可。
步骤412，对经过步骤408和步骤410的预中和处理的PCB板进行清洗，从而一方面清洗PCB板上的铜粉和残渣等，另一方面清洗PCB板上残留的预中和药液。假定步骤412之后，需要将PCB板置入中和缸内进行中和处理，则实际上步骤412也并不是必要的，只要能够确保直接将经步骤410处理后得到的PCB板置入中和缸之后，中和药液的成分能够满足要求即可。
在上述任一技术方案中，所提及的预中和处理中所需要使用的预中和药液的成分包括：酸性溶液和氧化剂，或酸性溶液和还原剂。进一步地，酸性溶液可以为硫酸、盐酸、次氯酸、硝酸等，氧化剂可以为双氧水、次氯酸、过氧化钠等，还原剂可以为亚硫酸钠、硫化钠等。当然，本领域技术人员能够理解的是，对于其他本申请未提及的酸性溶液、氧化剂、还原剂等，也同样能够应用于本申请的技术方案，从而在预中和处理过程中，对印制电路板上的残渣进行预中和处理，以配合中和处理过程。
其中，对于酸性溶液和氧化剂，可以对铜粉、高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰等残渣，一并进行处理；而对于酸性溶液和还原剂，则主要可以对高锰酸钾、锰酸钾等残渣进行处理。
在一种优选方案中，可以采用：硫酸的浓度为3-5%，双氧水的浓度为1-3%，其中，预中和缸可以按照硫酸的浓度为4%、双氧水的浓度为2%开缸（即使得预中和缸内的预中和药液的初始浓度为：硫酸4%、双氧水2%）。
在PCB板的生产过程中，预中和药液的成分可能随时发生变化，则可以通过下述方式维持其成分和含量的有效性：
第一种方式，可以对所述预中和缸进行定量补加。比如每当所述印制电路板的生产量大于或不小于预设生产量时，向所述预中和缸内补加预设量的硫酸和/或双氧水，并重新开始计算所述印制电路板的生产量。
具体地，比如可以设置预设生产量为1000ft2（平方英尺）；而当硫酸和双氧水的含量分别为上述3-5%和1-3%时，可以采用：每当PCB板的产量达到1000ft2时，向预中和缸内补加硫酸3L、双氧水1.5L。
第二种方式，可以根据预中和药液的实际情况进行补加，即分析管控补加。比如按照预设时间间隔对所述预中和药液进行分析，并通过补加硫酸和/或双氧水，使所述预中和药液中的硫酸和双氧水的浓度处于预设浓度范围。可以根据实际生产情况对预设时间间隔进行设置和调整。
同时，当预中和药液使用时间较长之后，可以对其进行更换。由于PCB板的生产过程中需要对微蚀槽进行更换，且此时需要暂停整个生产线，因而可以将对预中和药液的更换时机同样设置于此，从而避免对PCB板的生产过程造成影响，降低成产成本。
从现场使用情况的观察结果来看，当使用传统的三级水洗方式时，三段水洗缸内的颗粒状杂质目视就可看到，板件在本就不干净的水洗缸中清洗，颗粒状杂质附着在孔壁上就会容易造成孔壁的浮离；而当采用了预中和处理的方式时，比如将中间的水缸配置为预中和缸，则只有第一级水洗缸中的水是浑浊的，第三级水洗缸里变得较为清澈，基本上看不见有杂质了，显然能够有效避免铜粉或化学除胶的残渣附着于板上的孔内壁的杂质，从而避免在沉铜阶段造成孔铜浮离等后果，有效提升了制造印制电路板的可靠性。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到现有技术中可能由于PCB板上残留的铜粉或化学除胶的残渣而导致沉铜过程中发生孔铜浮离等问题，因此，本发明提出了一种印制电路板的清洗方法和一种印制电路板，能够在印制电路板的制造过程中，对附着于印制电路板的表面的铜粉等进行清除，尤其是清除附着于板上的孔内壁的杂质，从而避免在沉铜阶段造成孔铜浮离等后果，有效提升了制造印制电路板的可靠性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种印制电路板的清洗方法，包括将所述印制电路板置于中和缸内通过中和药液进行中和处理，从而清除所述印制电路板表面存留的由于化学除胶过程而产生的残渣，其特征在于，所述方法还包括：
在执行所述中和处理之前，将所述印制电路板置于至少一个预中和缸内，以相应地执行至少一次预中和处理；
其中，通过所述预中和缸内的预中和药液，清除所述印制电路板表面的铜粉；
所述预中和药液的成分包括：酸性溶液和氧化剂/还原剂；
所述预中和药液与所述中和药液的成分不同。
2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述预中和药液还用于清除所述印制电路板表面存留的由于所述化学除胶过程而产生的残渣。
3.根据权利要求1或2所述的清洗方法，其特征在于，还包括：
在所述中和缸之前，依次设置一个或多个预中和缸；
其中，至少在第一个预中和缸之前和/或最后一个预中和缸之后设置至少一个水缸，用于对所述印制电路板的水洗处理。
4.根据权利要求1或2所述的清洗方法，其特征在于，所述中和缸之前存在一个三级水缸，所述方法包括：
将所述三级水缸中位于中间的水缸配置成所述预中和缸，以用于所述预中和处理，其余水缸用于对所述印制电路板的水洗处理。
5.根据权利要求4所述的清洗方法，其特征在于，还包括：
在所述三级水缸之前或之后，依次设置一个或多个预中和缸。
6.根据权利要求1或2所述的清洗方法，其特征在于，当所述预中和药液的成分包括酸性溶液和氧化剂时，所述酸性溶液包括硫酸、盐酸、次氯酸或硝酸，所述氧化剂包括双氧水、次氯酸或过氧化钠；
当所述预中和药液的成分包括酸性溶液和还原剂时，所述酸性溶液包括硫酸、盐酸、次氯酸或硝酸，所述还原剂包括亚硫酸钠或硫化钠。
7.根据权利要求6所述的清洗方法，其特征在于，在所述预中和药液的成分包括硫酸和双氧水时，硫酸的浓度为3-5％，双氧水的浓度为1-3％。
8.根据权利要求7所述的清洗方法，其特征在于，所述预中和缸按照硫酸的浓度为4％、双氧水的浓度为2％开缸。
9.根据权利要求6所述的清洗方法，其特征在于，对所述预中和缸进行定量补加，包括：
每当所述印制电路板的生产量大于或不小于预设生产量时，向所述预中和缸内补加预设量的硫酸和/或双氧水，并重新开始计算所述印制电路板的生产量。
10.根据权利要求6所述的清洗方法，其特征在于，对所述预中和缸进行分析管控补加，包括：
按照预设时间间隔对所述预中和药液进行分析，并通过补加硫酸和/或双氧水，使所述预中和药液中的硫酸和双氧水的浓度处于预设浓度范围。
11.根据权利要求1或2所述的清洗方法，其特征在于，还包括：
按照预设周期对所述预中和药液进行更换。
12.根据权利要求11所述的清洗方法，其特征在于，还包括：
所述预设周期同步于对微蚀槽的更换周期。
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