CN104735927B - 一种pcb板垂直沉铜线的除胶方法 - Google Patents

一种pcb板垂直沉铜线的除胶方法 Download PDF

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Abstract

本发明适用于PCB板制造技术，公开了一种PCB板垂直沉铜线的除胶方法，其包括入板→膨胀→第一次水洗→第一次除胶渣→第二次水洗→第一次中和→第三次水洗→第二次膨胀→第四次水洗→第二次除胶渣→第五次水洗。本发明中，通过只增加第二膨胀位及第二除胶位，从而使得高TG板第二次膨胀及第二次除胶渣可分别在第二膨胀缸和第二除胶缸内单独进行，从而可避免现有技术中在进行第一次除胶渣后膨胀缸闲置而需待第二次膨胀及第二次除胶渣后才可进行下一批次高TG板的除胶的情形，可连续不间断的对高TG板进行除胶，由于第二膨胀缸及第二除胶缸的设备成本较低，从而本发明在较低设备成本的基础上，实现了对高TG板的除胶产量及生产效率的大幅提高。

Description

一种PCB板垂直沉铜线的除胶方法
技术领域
本发明属于PCB板制造技术领域，尤其涉及一种PCB板垂直沉铜线的除胶方法。
背景技术
多层PCB板的制作过程为：开料→内层图形→内层蚀刻→压合→钻孔→沉铜（包含除胶渣工艺）→全板电镀→外层图形→图形电镀→外层蚀刻→阻焊→字符→表面处理→成型→终检→包装，其中，沉铜的作用为在孔内形成导电铜层，让层与层间线路相互导通，而孔壁在沉铜前必须进行除胶渣工艺。
因为在钻孔过程中，钻嘴的高速旋转与PCB板板材强力摩擦所产生的温度较高，又因制造PCB板的材料玻纤维树脂为热的不良导体，故所累积的热量常常使得孔壁温度瞬间高达200℃以上，由此部分树脂将在高温下熔融软化成为胶糊，并随着钻嘴的旋转而涂满孔壁，对其电气性能造成影响，故需要将残留胶渣去除，在沉铜前进行除胶渣工艺。
PCB板制造行业现有除胶渣工艺普遍使用“膨胀+高锰酸钾”的化学除胶渣法。随着电子产品的不断升级，对PCB板的性能要求也越来越高，其中板材种类也越来越多，其TG值（即板材由固态融化为橡胶态流质的临界温度）也不相同，如普通TG板，TG值≥130℃；中TG板，TG值≥150℃；高TG板，TG值≥170℃。由于板材的TG值不同，其沉铜前除胶咬蚀难度也会有所差异。
按现有PCB行业普遍化学除胶渣能力，普通TG板和中TG板化学除胶渣一次即可满足要求，而高TG板则需进行两次化学除胶渣或一次等离子除胶渣加一次化学除胶渣才可达到要求，但等离子除胶渣的成本比化学除胶渣的成本高四倍以上，故一般不批量使用，无法形成产业化。
现有设备正常化学除胶渣膨胀时间需8-9分钟，加入板、出板的时间最少需8.5分钟，如果对高TG板进行化学除胶，同一批次产品需进行两次化学除胶渣，但因考虑到设备成本较高及设备占地面积较大的问题，故工厂通常都不会为提高对高TG板的化学除胶渣效率而购置两条化学除胶渣生产线，故现有设备在对高TG板进行化学除胶时，通常是第一次除胶渣之后，膨胀缸及沉铜设备将闲置，直至第二次膨胀进行完之后，才开始进行下一批次的高TG板的化学除胶渣工序，如此，产量将减少一半，生产效率亦较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PCB板垂直沉铜线的除胶方法，旨在解决现有技术高TG值的PCB板材除胶产量及生产效率较低的问题。
本发明的技术方案是：一种PCB板垂直沉铜线的除胶方法，用于清除PCB板材钻孔后残留在孔壁的钻渣，包括以下步骤：
a、入板，即准备好需要进行除胶的PCB板材，所述PCB板材的TG值≥170℃；
b、第一次膨胀，即将所述PCB板材投入含醚、磷酸成分的化学溶液中浸渍，以使孔壁树脂的高分子链断裂；
c、第一次水洗，即用流水对所述第一次膨胀后的PCB板材进行清洗；
d、第一次除胶渣，即用含有高锰酸钾和氢氧化钠的溶液浸渍所述第一次水洗后的PCB板材，将孔壁的一部分高分子链已经断裂的树脂分子溶去；
e、第二次水洗，即用流水对所述第一次除胶渣后的PCB板材进行清洗；
f、第一次中和，即用包含有硫酸、双氧水的中和剂将所述第一次除胶渣残留在孔壁的锰化残留物质中和；
g、第三次水洗，即用流水对所述第一次中和后的PCB板材进行清洗；
所述第一次膨胀在第一膨胀缸内进行，所述第一次除胶渣在第一除胶缸内进行，所述PCB板垂直沉铜线的除胶方法还包括：在所述第三次水洗之后，还包括以下步骤：
h、第二次膨胀，即再次将所述第三次水洗后的PCB板材投入装有含醚、磷酸成分的化学溶液的膨胀缸内浸渍，以进一步使孔壁树脂的高分子链断裂；
i、第四次水洗，即用流水对所述第二次膨胀后的PCB板材进行清洗；
j、第二次除胶渣，即用含有高锰酸钾、氢氧化钠成分的溶液对所述PCB板材钻孔后孔壁残留的钻渣进行第二次浸渍，将孔壁剩余的高分子链已经断裂的树脂分子溶去；
k、第五次水洗，即用流水对所述第二次除胶渣后的PCB板材进行清洗；
其中，所述第二次膨胀在第二膨胀缸内进行，所述第二次除胶渣在第二除胶缸内进行。
具体地，所述第五次水洗之后，还包括以下步骤：
l、第二次中和，即用含有硫酸、双氧水的中和剂将所述第二次除胶渣残留在孔壁的锰化残留物质中和；
m、第六次水洗，即用流水对所述第二次中和后的PCB板材进行清洗；
n、除油，用碱性溶液除掉所述第六次水洗后的PCB板材板面上的油脂，并调整钻孔内的电荷；
o、热水洗，用热水清洗所述除油步骤后的PCB板材；
p、第七次水洗，即用流水清洗所述热水洗步骤后的PCB板材；
q、微蚀，即用含有过硫酸钠、硫酸的微蚀剂对所述第七次水洗后的PCB板材的铜面进行表面粗化，增加基板铜与电镀铜之间的结合力；
r、第八次水洗，即用流水对所述微蚀步骤后的PCB板材进行清洗；
s、预浸，即用含硫酸氢钠的溶液对所述第八次水洗步骤后的PCB板材进行浸泡，防止PCB板材上残留的清水直接带入下一工序；
t、活化，即用含有硫酸氢钠、胶体钯的溶液浸泡所述预浸步骤后的PCB板材，使孔壁上吸附一层胶体钯；
u、第九次水洗，即用流水对所述活化后的PCB板材进行清洗；
v、速化，即用含有氟硼酸的溶液去除吸附在所述第九次水洗之后的PCB板材上的孔壁上的胶体钯；
w、第十次水洗，即用流水对所述速化后的PCB板材进行清洗；
x、沉铜，即用含有铜离子、氢氧化钠、甲醛、络合剂的溶液，在所述第十次水洗之后的PCB板材上的孔壁沉积一层0.3-0.8um的铜层。
进一步地，所述第二次膨胀时所述膨胀缸内的溶液温度为80±3度。
具体地，所述第一次水洗至第十一次水洗的水温均为水在室温下的自然温度。
具体地，所述第一次中和和第二次中和步骤中所述中和剂的溶液温度为21±2度。
进一步地，在所述第二次除胶渣时，所述第二除胶缸内的溶液温度为80±3度。
具体地，所述热水洗步骤中的热水温度为50度。
本发明提供的PCB板垂直沉铜线的除胶方法，其增加第二膨胀缸及第二除胶缸，从而使得高TG板第二次膨胀及第二次除胶渣可分别在第二膨胀缸和第二除胶缸内单独进行，从而可避免现有技术中在进行第一次除胶渣后膨胀缸及沉铜设备闲置而需待第二次膨胀及第二次除胶渣后才可进行下一批次高TG板的除胶的情形；本发明中，当当前批次的高TG板进行第二次膨胀及第二次除胶渣时，与此同时，下一批次的高TG板可同时在第一膨胀缸和第一除胶缸内分别进行第一次膨胀及第一次除胶，互不影响，可连续不间断的对高TG板进行除胶，由于第二膨胀缸及第二除胶缸的设备成本较低，从而本发明在较低设备成本的基础上，实现了对高TG板的除胶生产效率大幅地提高；与此同时，由于增加的第二膨胀缸及第二除胶缸对原有的设备无任何影响，故亦不影响对低TG板及中TG板的除胶，从而均可高效地对低TG板、中TG板及高TG板各种板材进行除胶。
附图说明
图1是本发明实施例提供的PCB板垂直沉铜线的除胶方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种PCB板垂直沉铜线的除胶方法，用于清除PCB板材钻孔后残留在孔壁的钻渣，包括以下步骤：
a、入板，即准备好需要进行除胶的PCB板材，所述PCB板材的TG值≥170℃，即为高TG板；
b、第一次膨胀，即将所述PCB板材投入含醚、磷酸成分的化学溶液中浸渍，浸渍时间为8～9分钟，以使孔壁树脂的高分子链断裂，从而为后续工序作准备；
c、第一次水洗，即用流水对所述第一次膨胀后的PCB板材进行清洗，因流水为流动状态，可即时将洗掉的污物带走，避免二次污染，可使PCB板材的洁净效果更好，洁净效率也较高；
d、第一次除胶渣，即用含有高锰酸钾和氢氧化钠的溶液浸渍所述第一次水洗后的PCB板材，浸渍时间为12～16分钟，以将孔壁的一部分高分子链已经断裂的树脂分子溶去；
e、第二次水洗，即用流水对所述第一次除胶渣后的PCB板材进行清洗，以去除PCB板材的表面污物；
f、第一次中和，即用含有硫酸、双氧水的中和剂将所述第一次除胶渣残留在孔壁的锰化残留物质中和，中和时间为2～3分钟；
g、第三次水洗，即用流水对所述第一次中和后的PCB板材进行清洗，使PCB板材上附着的污物被冲洗掉；
其中，所述第一次膨胀在第一膨胀缸内进行，所述第一次除胶渣在第一除胶缸内进行，所述PCB板垂直沉铜线的除胶方法还包括：在所述第三次水洗之后，还包括以下步骤：
h、第二次膨胀，即再次将所述第三次水洗后的PCB板材投入装有含醚、磷酸成分的化学溶液的膨胀缸内浸渍，浸渍时间为8～9分钟，以进一步使孔壁树脂的高分子链断裂；
i、第四次水洗，即用流水对所述第二次膨胀后的PCB板材进行清洗，清除附着于PCB板材上的污物；
j、第二次除胶渣，即用含有高锰酸钾、氢氧化钠成分的溶液对所述PCB板材钻孔后孔壁残留的钻渣进行第二次浸渍，浸渍时间仍为12～16分钟，将孔壁剩余的高分子链已经断裂的树脂分子溶去，从而将胶渣清除；
k、第五次水洗，即用流水对所述第二次除胶渣后的PCB板材进行清洗；
其中，所述第二次膨胀在第二膨胀缸内进行，所述第二次除胶渣在第二除胶缸内进行。
本发明提供的PCB板垂直沉铜线的除胶方法，其通过只增加第二膨胀缸及第二除胶缸，从而使得高TG板第二次膨胀及第二次除胶渣可分别在第二膨胀缸和第二除胶缸内单独进行，与此同时，下一批次的高TG板可同时在第一膨胀缸和第一除胶缸内分别进行第一次膨胀及第一次除胶渣，互不影响，可连续不间断的对高TG板进行除胶，由于第二膨胀缸及第二除胶缸的设备成本相对于整条化学除胶生产线的成本较低，从而本发明在较低设备成本的基础上，实现了对高TG板的除胶生产效率大幅地提高，产量也大幅提高；与此同时，由于增加的第二膨胀缸及第二除胶缸对原有的设备无任何影响，故亦不影响对低TG板及中TG板的除胶，从而均可高效地对低TG板、中TG板及高TG板各种板材进行除胶。
具体地，所述第五次水洗之后，还包括以下步骤：
l、第二次中和，即用包含有硫酸、双氧水的中和剂将所述第二次除胶渣残留在孔壁的锰化残留物质中和，以去除残留的锰化物，中和时间为2～3分钟；
m、第六次水洗，即用流水对所述第二次中和后的PCB板材进行清洗；
o、热水洗，用热水清洗所述除油步骤后的PCB板材；
p、第七次水洗，即用流水清洗所述热水洗步骤后的PCB板材；
q、微蚀，即用含有过硫酸钠、硫酸的微蚀剂对所述第七次水洗后的PCB板材的铜面进行表面粗化，增加基板铜与电镀铜之间的结合力；
r、第八次水洗，即用流水对所述微蚀步骤后的PCB板材进行清洗；
s、预浸，即用含硫酸氢钠的溶液对所述第八次水洗步骤后的PCB板材进行浸泡，防止PCB板材上残留的清水直接带入下一工序；
t、活化，即用含有硫酸氢钠、胶体钯的溶液浸泡所述预浸步骤后的PCB板材，使孔壁上吸附一层胶体钯；
u、第九次水洗，即用流水对所述活化后的PCB板材进行清洗；
v、速化，即用含有氟硼酸的溶液去除吸附在所述第九次水洗之后的PCB板材上的孔壁上的胶体钯；
w、第十次水洗，即用流水对所述速化后的PCB板材进行清洗；
x、沉铜，即用含有铜离子、氢氧化钠、甲醛、络合剂的溶液，在所述第十次水洗之后的PCB板材上的孔壁沉积一层0.3-0.8um的铜层。
请参见表1，对各步骤及工作温度作了详细说明：
表1
进一步地，所述第二次膨胀时所述膨胀缸内的溶液温度为80±3，其中，经过试验，溶液温度为80度时较佳，此时的膨胀效果最好。
进一步地，所述第一次水洗至第十一次水洗的水温均为水在室温下的自然温度。
进一步地，在所述第二次除胶渣时，所述第二除胶缸内的溶液温度为80±3，其中，溶液温度为80度时较佳，经试验，此时的除胶效果较佳。
进一步地，所述第一次中和和第二次中和步骤中所述中和剂的溶液温度为21±2度，当溶液为21度时其中和效果较佳。
进一步地，所述除油步骤中的碱性溶液温度为40±3度，较佳地，当碱性溶液温度为40度时，此时除油效果较佳。
进一步地，所述热水洗步骤中的热水温度为50±3度，当其为50度时，该温度既可有效地进一步去除污渍，又可避免温度过高而对PCB板板材性能造成影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种PCB板垂直沉铜线的除胶方法，用于清除PCB板材钻孔后残留在孔壁的钻渣，包括以下步骤：
a、入板，即准备好需要进行除胶的PCB板材，所述PCB板材的TG值≥170℃；
b、第一次膨胀，即将所述PCB板材投入含醚、磷酸成分的化学溶液中浸渍，以使孔壁树脂的高分子链断裂；
c、第一次水洗，即用流水对所述第一次膨胀后的PCB板材进行清洗；
d、第一次除胶渣，即用含有高锰酸钾和氢氧化钠的溶液浸渍所述第一次水洗后的PCB板材，将孔壁的一部分高分子链已经断裂的树脂分子溶去；
e、第二次水洗，即用流水对所述第一次除胶渣后的PCB板材进行清洗；
f、第一次中和，即用包含有硫酸、双氧水的中和剂将所述第一次除胶渣残留在孔壁的锰化残留物质中和；
g、第三次水洗，即用流水对所述第一次中和后的PCB板材进行清洗；
所述第一次膨胀在第一膨胀缸内进行，所述第一次除胶渣在第一除胶缸内进行，所述PCB板垂直沉铜线的除胶方法还包括：在所述第三次水洗之后，还包括以下步骤：
h、第二次膨胀，即再次将所述第三次水洗后的PCB板材投入装有含醚、磷酸成分的化学溶液的膨胀缸内浸渍，以进一步使孔壁树脂的高分子链断裂；
i、第四次水洗，即用流水对所述第二次膨胀后的PCB板材进行清洗；
j、第二次除胶渣，即用含有高锰酸钾、氢氧化钠成分的溶液对所述PCB板材钻孔后孔壁残留的钻渣进行第二次浸渍，将孔壁剩余的高分子链已经断裂的树脂分子溶去；
k、第五次水洗，即用流水对所述第二次除胶渣后的PCB板材进行清洗；
其中，所述第二次膨胀在第二膨胀缸内进行，所述第二次除胶渣在第二除胶缸内进行；所述第二次膨胀时所述膨胀缸内的溶液温度为80±3℃，所述第二次除胶渣时，所述第二除胶缸的溶液温度为80±3℃。
2.如权利要求1所述的PCB板垂直沉铜线的除胶方法，其特征在于，所述第五次水洗之后，还包括以下步骤：
l、第二次中和，即用含有硫酸、双氧水的中和剂将所述第二次除胶渣残留在孔壁的锰化残留物质中和；
m、第六次水洗，即用流水对所述第二次中和后的PCB板材进行清洗；
n、除油，用碱性溶液除掉所述第六次水洗后的PCB板材板面上的油脂，并调整钻孔内的电荷；
o、热水洗，用热水清洗所述除油步骤后的PCB板材；
p、第七次水洗，即用流水清洗所述热水洗步骤后的PCB板材；
q、微蚀，即用含有过硫酸钠、硫酸的微蚀剂对所述第七次水洗后的PCB板材的铜面进行表面粗化，增加基板铜与电镀铜之间的结合力；
r、第八次水洗，即用流水对所述微蚀步骤后的PCB板材进行清洗；
s、预浸，即用含硫酸氢钠的溶液对所述第八次水洗步骤后的PCB板材进行浸泡，防止PCB板材上残留的清水直接带入下一工序；
t、活化，即用含有硫酸氢钠、胶体钯的溶液浸泡所述预浸步骤后的PCB板材，使孔壁上吸附一层胶体钯；
u、第九次水洗，即用流水对所述活化后的PCB板材进行清洗；
v、速化，即用含有氟硼酸的溶液去除吸附在所述第九次水洗之后的PCB板材上的孔壁上的胶体钯；
w、第十次水洗，即用流水对所述速化后的PCB板材进行清洗；
x、沉铜，即用含有铜离子、氢氧化钠、甲醛、络合剂的溶液，在所述第十次水洗之后的PCB板材上的孔壁沉积一层0.3-0.8um的铜层。
3.如权利要求2所述的PCB板垂直沉铜线的除胶方法，其特征在于，所述第一次水洗至第十次水洗的水温均为水在室温下的自然温度。
4.如权利要求2所述的PCB板垂直沉铜线的除胶方法，其特征在于，所述第一次中和和第二次中和步骤中所述中和剂的溶液温度为21±2度。
5.如权利要求2～4任一项所述的PCB板垂直沉铜线的除胶方法，其特征在于，所述热水洗步骤中的热水温度为50度。
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