CN105208797B - 一种半塞孔沉镍金制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种半塞孔沉镍金制作方法，包括以下步骤：a磨板；b喷砂；c烘板；d上板；e交换槽；f除油；g酸洗；h预浸；i活化；j后浸；k化学沉镍；l化学钯；m化学沉金。本发明通过改进现有技术中沉镍金的制作工艺，省略了喷砂线微蚀和沉镍金前处理微蚀步骤，防止微蚀药水进入半塞孔孔内，避免通过孔铜连接的BGA的pad电势发生变化造成pad上pb的附着量少，从而出现铜面漏镀镍金的问题。

Description

一种半塞孔沉镍金制作方法
技术领域
本发明涉及PCB板制作过程中，表面处理沉镍金制作，尤其涉及一种半塞孔沉镍金制作方法。
背景技术
随着电子产品逐渐向高性能、多功能、轻薄小、便携及低成本等方向发展，为了满足市场及技术需求，不仅要求PCB产品走向更高密度的产品类型，而且要求电子封装工业必须走向IC封装或系统封装等高密度的封装，这就要求出现一种能够满足多种封装工业的镀层，所以沉镍金这一具有“万能”镀层美誉的表面处理工艺便营运而生。
现有技术中，PCB板需要做阻焊绿油半塞孔工艺后直接转表面处理沉镍金工艺，制作过程中，由于现有技术中沉镍金工艺流程主要包括以下步骤：磨板前处理微蚀→水洗→磨板→喷砂→水洗→烘板→上板→交换槽→除油→水洗→微蚀→水洗→酸洗→水洗→预浸→活化→水洗→后浸→水洗→化学沉镍→水洗→化学钯→水洗→化学薄金→化学厚金→回收→水洗→下板。由于现有工艺流程中具有微蚀步骤，半塞孔孔内就会残留前处理微蚀药水，通过孔铜连接的BGA(英文，Ball Grid Array，中文，球栅阵列结构的PCB)的pad(焊盘)电势发生变化(和其它的pad相比)，在沉镍金活化步骤中，会出现阻止pb2+跟表面铜发生置换反应，造成pad上pb的附着量少，再经镍缸反应时无法起到催化剂的作用而出现铜面漏镀镍金。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种半塞孔沉镍金制作方法。本发明的具体技术方案如下：
一种半塞孔沉镍金制作方法，包括以下步骤：
a磨板，粗化铜板表面，去除铜表面上的杂物氧化物，增加板面的结合力；
b喷砂，利用高速砂流的冲击作用清理和粗化板面，并进行两次喷砂处理；
c烘板，对电路板进行加热处理，消除板内残余应力；
d上板；
e交换槽，将电路板浸入交换槽，以使电路板的板面润湿；
f除油，清除线路板板面氧化层及油污；
g酸洗，利用酸性液体对线路板的板面进行清洗；
h预浸，将电路板浸入酸性液体中，为电路板的铜面活化提供酸性的条件，保持活化缸的酸度，使板面在无氧化物状态下进入活化槽；
i活化，活化铜面，在铜面上置换出钯，形成沉镍反应的催化层；
j后浸，将线路板进入酸性液体，去除线路板板面上残留的钯活化化学物；
k化学沉镍，采用次磷酸二氢钠与硫酸镍于线路板上的铜面上沉积一层镍层。
l化学钯，于线路板的镍层上化学沉淀钯层；
m化学沉金，将所述钯层上浸入金层，从而于线路板的镍层上形成金层。
进一步的，所述步骤m化学沉金的具体步骤依序包括：化学薄金和化学厚金。
进一步的，在步骤a、步骤c、步骤g、步骤h、步骤j、步骤l、步骤m之前均包括水洗步骤。
进一步的，在步骤k之后，所述方法还依序包括如下步骤：回收、水洗和下板。
进一步的，在步骤a中，磨板步骤中所用磨刷的目数为1000目，磨刷磨痕为10～15mm。
进一步的，在步骤i中，所述活化反应时间为140秒。
进一步的，所述活化反应完成后至步骤i的时间为180秒。
进一步的，所述步骤g中的酸性液体为硫酸，所述硫酸的浓度范围为4％～6％，温度范围为35～45℃。
进一步的，在所述步骤h中的酸性液体为硫酸，所述硫酸的浓度为1％～2％，温度范围为26～30℃。
进一步的在所述步骤k中，所述次磷酸二氢钠的浓度范围为20～32g/L，PH值范围为4.5～4.9，温度范围为80～86℃。
相较于现有技术，本发明提供一种半塞孔工艺沉镍金制作方法的主要有益效果在于：通过改善现有技术中沉镍金的生产流程，省略了喷砂线微蚀和沉镍金前处理微蚀步骤，有效防止微蚀药水进入半塞孔孔内，避免通过孔铜连接的BGA的pad电势发生变化造成pad上pb的附着量少，从而出现铜面漏镀镍金的问题；过两次喷砂线，粗化板面，增强了铜面与镍金的结合力；延长活化时间，增强活化pb2+与铜面的接触；延长活化反应后水洗的时间，起到了提高清洗板面pb的作用，从而避免因pb附着于板面绿油上而造成沉镍金渗度问题，极大的提高了生产良率。
附图说明
图1为本发明实施例一种半赛孔沉镍金制作方法工艺流程图。
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用以解释本发明，并不用来限定本发明。
参阅图1所示，一种半塞孔沉镍金制作方法，包括以下步骤：
n水洗。
a磨板，粗化铜板表面，去除铜表面上的杂物氧化物，增加板面的结合力；磨板所用磨刷的目数为1000目，磨刷磨痕为10～15mm。
b喷砂，利用高速砂流的冲击作用清理和粗化板面，并进行两次喷砂处理；需过两次喷砂线，粗化电路板的板面，达到了增强铜面与镍金的结合力的有益技术效果。
o水洗。
c烘板，对电路板进行加热处理，消除板内残余应力，从而降低PCB的翘曲程度。需要说明的是，PCB的各种材料由于膨胀系数的不匹配，而它们作为一个整体，相互之间又是制约的，因而不可避免的产生了残余应力，在自然状态下，经过长时间残余应力的释放自然会导致电路板的翘曲，因此需要对电路板进行加热处理，在高温下电路板处于一个反应活跃期，残余应力会自动释放出来，在内力释放的同时避免发生翘曲变形。
d上板。
e交换槽，将电路板浸入交换槽，以使电路板的板面润湿以为除油步骤做准备。
f除油，使用除油剂清除线路板板面氧化层及油污。
p水洗。
g酸洗，利用酸性液体对线路板的板面进行清洗；所酸性液体为硫酸，所述硫酸的浓度范围为4％～6％，温度范围为35～45℃。
q水洗。
h预浸，将电路板进入酸性液体中，为板铜面活化提供酸性的条件保持活化缸的酸度，使板面在无氧化物状态下进入活化槽，同时起到保护活化稳定性的作用；所述酸性液体为硫酸，所述硫酸的浓度为1％～2％，温度范围为26～30℃。
i活化，活化铜面，在铜面上置换出钯，形成沉镍反应的催化层；活化反应时间为140秒，需要说明的是，活化反应时间由90秒提高至140秒，增强活化pb2+与铜面的接触。活化过程中控制项目为，QPA-100的浓度为10～16ppm，Cu2+小于100ppm，温度范围为23～29℃。
r水洗，水洗时间为180秒。需要说明的是，水洗时间由现有技术中的90秒提高到180秒，起到了加强清洗板面上pb的作用，从而避免因pb附着于板面绿油上而造成沉镍金渗度的问题。
j后浸，将线路板进入酸性液体，去除线路板板面上残留的钯活化化合物。
s水洗。
k化学沉镍，采用次磷酸二氢钠与硫酸钯线路板上沉淀一定厚度的镍层。此步骤中的反应方程式为：(1)H2PO2 -+H2O→HPO3 2-+H++2H；(2)Ni2++2H→Ni↓+2H+；(3)2H2PO2 -+H→HPO3 2-+H2O+P+H2↑
化学镀镍的作用在于成为电路板的铜层和金层的阻隔层以防止铜层和金层扩散，有效防止铜氧化。其中，在此步骤中需要控制的项目为：Ni2+的浓度范围为4.3～5.3g/L，NaH2PO2的浓度范围为20～32g/L，PH的范围为4.5～4.9之间。温度范围为80～86℃。
t水洗。
l化学钯，采用有机酸和硫酸钯于线路板的镍层上化学沉淀钯层；
u水洗。
m化学沉金，将所述钯层浸入金层，从而于线路板的铜层上形成镍钯金渡层。其中，Au的浓度范围为0.5～1.0g/L，Cu2+的浓度小于等于10ppm，Ni2+的浓度小于等于900ppm，PH的值的范围值为4.6～5.2。温度的范围为76～82℃。
所述化学沉金的具体步骤依序包括：化学薄金和化学厚金。
进一步的，步骤m后还依序包括以下步骤：回收、水洗和下板。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种半塞孔沉镍金制作方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
a水洗铜板；然后磨板，粗化铜板表面，所述磨板工艺的磨刷目数为1000目，磨刷磨痕为10～15mm；
b喷砂，利用高速砂流的冲击作用清理和粗化板面，并进行两次喷砂处理；
c水洗；然后烘板，对电路板进行加热处理，消除板内残余应力，从而降低PCB的翘曲程度；
d上板；
e交换槽润湿，将电路板浸入交换槽，以使电路板的板面润湿，为除油步骤做准备；
f除油，使用除油剂清除线路板板面氧化层及油污；
g水洗；然后酸洗，利用酸性液体对线路板的板面进行清洗，所述酸性液体为硫酸，浓度范围为4％～6％，温度范围为35～45℃；
h水洗；然后预浸，将电路板浸入酸性液体中；所述酸性液体为硫酸，所述硫酸的浓度为1％～2％，温度范围为26～30℃；
i活化，活化铜面，在铜面上置换出钯，形成沉镍反应的催化层，所述活化反应时间为140秒，QPA-100浓度为10～16ppm，Cu2+浓度小于100ppm，温度范围为23～29℃；
j水洗180秒；然后后浸，将线路板浸入酸性液体，去除线路板板面上残留的钯活化化合物；
k水洗；然后化学沉镍，采用次磷酸二氢钠与硫酸镍于线路板上的铜面上沉积一层镍层，沉镍工艺中Ni2+的浓度范围为4.3～5.3g/L，次磷酸二氢钠的浓度范围为20～32g/L，PH的范围为4.5～4.9之间，温度范围为80～86℃；
l水洗；然后采用有机酸和硫酸钯于线路板的镍层上化学沉淀钯层；
m水洗；然后化学沉金，于线路板的铜层上形成镍钯金镀层，化学沉金工艺d的金离子的浓度范围为0.5～1.0g/L，Cu2+的浓度小于等于10ppm，Ni2+的浓度小于等于900ppm，pH的值的范围值为4.6～5.2，温度的范围为76～82℃；所述化学沉金的具体步骤依序包括：化学薄金和化学厚金；
n回收、水洗、下板。
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