CN104994688A - 一种集多种表面处理的pcb的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及PCB生产制造技术领域,具体为一种集多种表面处理的PCB的制作方法。本发明通过调整PCB的生产流程,将常规在制作阻焊层后才进行的电厚金表面处理提前到制作外层线路之前进行,并调整相应的工艺参数,有效的避免了三种表面处理相互干扰的问题,从而实现在同一PCB中有三种表面处理方式。并且通过调整流程顺序及工艺参数,在做抗氧化表面处理时,电金位和沉镍金位上的金层不被氧化且不会形成有机膜,保障了各种表面处理的效果。在制作外层线路时采用火山灰磨板,可增加正片工艺中所用干膜与板面的结合力,防止图形电镀时电金位被镀上铜。
Description
技术领域
本发明涉及PCB生产制造技术领域,尤其涉及一种集多种表面处理的PCB的制作方法。
背景技术
表面处理是PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)制造过程中的最后一道工序,表面处理即在PCB铜面上涂覆一层保护物,保护PCB铜面,有利于电路板焊盘的焊接性及耐腐蚀性。常见的表面处理方式有沉镍金(Immersion Gold)、沉银(Immersion Silver)、沉锡(Immersion Tin)、电镀镍金(Flash Gold)、有铅喷锡(HASL)、无铅喷锡(HASL-LF)、抗氧化(OSP)和光铜(Naked Copper)。
随着电子技术的高速发展,以及恶劣的使用环境,在PCB上进行单一的表面处理不能满足客户的要求,开发多种表面处理相结合工艺越来越显得迫切。然而在PCB上同时做电厚金、沉镍金(金层薄)和抗氧化表面处理时,因三种表面处理工艺流程会相互干扰,做完外层图形后电金焊盘(PAD)不能导通,无法电镀厚金,而沉金又无法满足局部厚金的要求;此外,沉金PAD因金层厚度较薄,在抗氧化时,金面被氧化、上膜,会影响焊接功能。
发明内容
本发明针对现有PCB表面处理方式单一的问题,提供一种包括电厚金表面处理、沉镍金表面处理和抗氧化表面处理的PCB的制作方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案。
一种集多种表面处理的PCB的制作方法,所述PCB上设有电金位、沉镍金位和抗氧化位,在电金位上做电厚金表面处理,在沉镍金位上做沉镍金表面处理,在抗氧化位上做抗氧化表面处理;所述PCB的制作方法包括以下步骤:
S1制作多层板:通过半固化片将内层芯板和外层铜箔压合为一体,再依次经过钻孔、沉铜、全板电镀,形成多层板。
S2、电厚金表面处理:在多层板上贴电厚金专用干膜,通过曝光和显影使干膜在多层板上固化,并且在电金位处开窗;然后在电金位上依次电镀镍层和电镀薄金层;清洗多层板后,在电金位上电镀厚金层;接着退干膜。
优选的,电镀镍层的电流密度是16ASF,电镀时间是15min,镍层厚度为4μm。
优选的,电镀薄金层的电流密度是4ASF,电镀时间是50S,薄金层厚度为0.025μm。
优选的,电镀薄金层后,用体积比浓度为5%的盐酸清洗多层板1-2min,然后用水将多层板清洗干净。
优选的,电镀厚金层的电流密度是4ASF,电镀时间是500S,薄金层与厚金层的总厚为0.96μm。
S3、制作外层线路:通过正片工艺在多层板上制作外层线路。
优选的,外层线路制作过程中包括外层前处理,即用火山灰进行物理磨板,磨痕为5-8mm,火山灰的浓度为15-25%。
S4、制作阻焊层:在多层板上涂阻焊油墨,通过曝光和显影使阻焊油墨固化在多层板上,形成阻焊层。
S5、沉镍金表面处理:在多层板上贴沉镍金专用干膜,通过曝光和显影使干膜在多层板上固化,并且在沉镍金位处开窗;以化学沉镍方式在沉镍金位上形成镍层,再以化学沉金方式在沉镍金位上形成金层;接着退干膜。
S6、抗氧化表面处理:将多层板清洗干净,然后对多层板进行微蚀处理,接着将多层板置于具有选化能力的抗氧化药水中,只在抗氧化位上形成有机膜。
优选的,在进行抗氧化表面处理前,先对PCB依次进行锣外型、电气性能检测和外观检测,对检测合格的PCB做抗氧化表面处理。
对PCB做抗氧化表面处理后,再次检测PCB的外观,排除外观不合格的PCB。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过调整PCB的生产流程,将常规在制作阻焊层后才进行的电厚金表面处理提前到制作外层线路之前进行,并调整相应的工艺参数,有效的避免了三种表面处理相互干扰的问题,从而实现在同一PCB中有三种表面处理方式。并且通过调整流程顺序及工艺参数,在做抗氧化表面处理时,电金位和沉镍金位上的金层不被氧化且不会形成有机膜,保障了各种表面处理的效果。在制作外层线路时采用火山灰磨板,可增加正片工艺中所用干膜与板面的结合力,防止图形电镀时电金位被镀上铜。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容,下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。
实施例
本实施例提供一种集多种表面处理的PCB的制作方法,该PCB上设有电金位、沉镍金位和抗氧化位,在电金位上做电厚金表面处理,在沉镍金位上做沉镍金表面处理,在抗氧化位上做抗氧化表面处理。
该PCB的规格如下:完成板厚:1.6mm;完成最小孔径:0.25mm;径厚比:8:1;底铜厚度:0.5OZ;局部厚金PAD(电金位)金厚度>0.76um;局部沉金PAD(沉镍金位)金厚度>0.05um;抗氧化膜厚(抗氧化位):0.2-0.3um;最小线宽/线距:0.12/0.12mm。
该PCB的制作方法包括以下步骤:
(1)制作多层板
根据现有技术以覆铜板为材料,先制作内层芯板,然后再压合制作多层板。具体如下:
开料:按拼板尺寸开出芯板;
内层芯板:以5-7格曝光尺(21格曝光尺)完成内层线路曝光,显影后蚀刻出线路图形,内层线宽量测为4miL;
内层AOI:检查内层的开短路等缺陷并作出修正;
压合:棕化速度按照底铜铜厚棕化,根据板料Tg选用适当的层压条件进行压合,外层铜箔厚度HOZ;
外层钻孔:利用钻孔资料进行钻孔加工;
外层沉铜:孔金属化,背光测试9.5级;
全板电镀:利用全板电镀资料进行电镀。
(2)电厚金表面处理
在多层板上贴电厚金专用干膜并固化,然后在电金位上依次电镀镍层和电镀薄金层;清洗多层板后,在电金位上电镀厚金层;接着退干膜。具体如下:
电厚金图形:采用电厚金专用干膜杜邦GPM-220,以5-7格曝光尺(21格曝光尺)完成局部外层线路曝光,然后进行显影,在电金位处开窗;
电镀镍:以16ASF的电流密度电镀15min,在电金位上形成厚度为4μm的镍层;
电镀薄金:以4ASF的电流密度电镀50s,在电金位上形成厚度为0.025μm的薄金层;
清洗:用体积比浓度为5%的盐酸清洗多层板1-2min,然后用水将多层板清洗干净;
电镀厚金:以4ASF的电流密度电镀500s,在电金位上形成厚度为0.96μm的金层(薄金层与厚金层的总厚)。因后工序中还需磨板处理,因此金层的厚度预厚0.2μm,抵扣磨板造成的金厚损失;
退膜:以2.5m/min的线速进行退膜,并及时将多层板烘干,防止板面被氧化。
(3)制作外层线路
根据现有技术,应用正片工艺制作外层线路。具体如下:
外层前处理:使用火山灰磨板,磨痕为5-8mm,火山灰的浓度为15-25%;通过物理磨板可增加干膜与板面的结合力,防止电金位上渗镀铜;
贴干膜-曝光-显影:以1.5m/min的速度进行贴膜,以5-7格曝光尺(21格曝光尺)完成常规外层线路曝光,以显影速度2.9m/min,显影液浓度1.0%,进行显影;
图形电镀(正片工艺):以15ASF的电流密度电镀90min,孔铜厚度25um(含全板电镀所形成的铜层厚度);
外层蚀刻:碱性蚀刻,蚀刻速度按0.5OZ的底铜进行蚀刻,蚀刻完成后线宽量测为0.12mm;
外层AOI:检查外层的开短路等缺陷并作相应修正。
(4)制作阻焊层
在多层板上涂阻焊油墨,通过曝光和显影使阻焊油墨固化在多层板上,形成阻焊层。具体如下:
阻焊前处理:磨板使用800#的碳化硅针刷,磨痕宽度为8-12mm,线速为2.6m/min,摇摆高压水洗压力上/下8kg/㎡,加压水洗压力上/下1.5kg/㎡,超声波浸洗输出频率29KHZ,烘干温度90℃,并检测保证金厚在0.76um以上;
丝印阻焊、字符:采用白网印刷TOP面阻焊油墨,TOP面字符添加“UL标记”。
(5)沉镍金表面处理
在多层板上贴沉镍金专用干膜,通过曝光和显影使干膜在多层板上固化,并且在沉镍金位处开窗;以化学沉镍方式在沉镍金位上形成镍层,再以化学沉金方式在沉镍金位上形成金层;接着退干膜。具体如下:
前处理一:关闭磨刷,以3.2m/min的线速使多层板经过浓度为4%的硫酸,高压水洗压力上/下10kg/㎡,加压水洗压力上/下2.5kg/㎡,超声波浸洗输出频率29KHZ,烘干温度85℃;
沉镍金图形:采用抗化金专用干膜杜邦W-250,以1.5m/min的速度进行贴膜,以5-7格曝光尺(21格曝光尺)完成外层线路曝光,用浓度为1.0%的显影液,以2.9m/min的显影速度进行显影;
前处理二:关闭磨刷,以3.0m/min的线速使多层板过水平微蚀(所用微蚀液为50g/L过硫酸钠与质量浓度为2%的硫酸的混合液),进行表面处理,加压水洗压力上/下23.0kg/㎡,超声波浸洗输出频率29KHZ。
沉镍金:沉金最小金厚0.05um;参数如下表;
退膜:以2.5m/min的线速进行退膜,并及时烘干,防止氧化。
(6)成型和检测
对PCB依次进行锣外型、电气性能检测和外观检测,对检测合格的PCB做抗氧化表面处理。具体如下:
外型:锣外型,外型公差+/-0.10mm;
电测试:测试检查成品板的电气性能;
FQC1:检查成品板的外观性不良。
(7)抗氧化表面处理
将多层板清洗干净,然后对多层板进行微蚀处理,接着将多层板置于抗氧化药水中,在抗氧化位上形成有机膜。具体如下:
选用具有选化能力的抗氧化药水(指具有选择性的抗氧化药水,只在铜面上成膜,金面上不成膜,如四国化成的抗氧化药水Glicoat-SMD F2LX G),并重点控制微蚀缸和抗氧化缸中Cu2+的浓度,使微蚀缸中Cu2+<14g/L,使抗氧化缸中Cu2+<120PPm,膜厚控制在0.2-0.3um;具体数据如下表所示;
对PCB做抗氧化表面处理后,再次检测PCB的外观,排除外观不合格的PCB。
(8)检测
FQC:检查成品板的外观性不良;合格的成品板即可出货。
以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容,以便于读者更容易理解,但不代表本发明的实施方式仅限于此,任何依本发明所做的技术延伸或再创造,均受本发明的保护。
Claims (7)
1.一种集多种表面处理的PCB的制作方法,其特征在于,PCB上设有电金位、沉镍金位和抗氧化位,在电金位上做电厚金表面处理,在沉镍金位上做沉镍金表面处理,在抗氧化位上做抗氧化表面处理;所述PCB的制作方法包括以下步骤:
S1制作多层板:通过半固化片将内层芯板和外层铜箔压合为一体,再依次经过钻孔、沉铜、全板电镀,形成多层板;
S2、电厚金表面处理:在多层板上贴电厚金专用干膜,通过曝光和显影使干膜在多层板上固化,并且在电金位处开窗;然后在电金位上依次电镀镍层和电镀薄金层;清洗多层板后,在电金位上电镀厚金层;接着退干膜;
S3、制作外层线路:通过正片工艺在多层板上制作外层线路;
S4、制作阻焊层:在多层板上涂阻焊油墨,通过曝光和显影使阻焊油墨固化在多层板上,形成阻焊层;
S5、沉镍金表面处理:在多层板上贴沉镍金专用干膜,通过曝光和显影使干膜在多层板上固化,并且在沉镍金位处开窗;以化学沉镍方式在沉镍金位上形成镍层,再以化学沉金方式在沉镍金位上形成金层;接着退干膜;
S6、抗氧化表面处理:将多层板清洗干净,然后对多层板进行微蚀处理,接着将多层板置于具有选化能力的抗氧化药水中,在抗氧化位上形成有机膜。
2.根据权利要求1所述一种集多种表面处理的PCB的制作方法,其特征在于,步骤S2中,电镀镍层的电流密度是16ASF,电镀时间15min,镍层厚度为4μm。
3.根据权利要求2所述一种集多种表面处理的PCB的制作方法,其特征在于,步骤S2中,电镀薄金层的电流密度是4ASF,电镀时间50S,薄金层厚度为0.025μm。
4.根据权利要求3所述一种集多种表面处理的PCB的制作方法,其特征在于,步骤S2中,电镀厚金层的电流密度是4ASF,电镀时间500S,薄金层与厚金层的总厚为0.96μm。
5.根据权利要求4所述一种集多种表面处理的PCB的制作方法,其特征在于,步骤S2中,电镀薄金层后,用体积比浓度为5%的盐酸清洗多层板1-2min,然后用水将多层板清洗干净。
6.根据权利要求1所述一种集多种表面处理的PCB的制作方法,其特征在于,步骤S3中包括外层前处理,使用火山灰进行物理磨板,磨痕为5-8mm,火山灰的浓度为15-25%。
7.根据权利要求1所述一种集多种表面处理的PCB的制作方法,其特征在于,步骤S6前先对PCB依次进行锣外型、电气性能检测和外观检测,对检测合格的PCB做抗氧化表面处理。
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