CN105338759A - 一种pcb板的制备方法及pcb板 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种PCB板的制备方法及PCB板，其中，PCB板的制备方法包括在基板上形成具有尖端位置的导通孔，并对基板整板进行第一次镀铜处理；遮挡膜将需填满镀铜的导通孔暴露出来，从导通孔的与尖端位置相对设置的开口处向尖端位置处喷电镀液；在尖端位置处依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电，通负脉冲直流电的时间大于通正脉冲直流电的时间，在导通孔内填满镀铜形成埋孔；去除遮挡膜并镀铜层上形成线路。PCB板具有埋孔，埋孔的纵截面形状为一个梯形，或两个对称设置且短边重合的梯形。导通孔具有一个尖端位置，向此尖端位置依次通负脉冲和正脉冲直流电，就能够在导通孔内填满不含有空隙和气泡的镀铜，从而来提高PCB板的电气性能。

Description

一种PCB板的制备方法及PCB板

技术领域

本发明涉及PCB板的制造技术领域，具体涉及一种PCB的制备方法及PCB板。

背景技术

随着PCB板的不断发展，在如今的PCB板制备工艺中，为满足一些高端电子产品的需求，需要将PCB板制作的更轻薄更精密化，尤其是当PCB板本身承载的功率更小时，对PCB板上的导通孔和线路要求更高，线路、导通孔以及焊盘都力求精简，有些客户将PCB板上的焊盘与导通孔的位置设计在一起，也即导通孔位于焊盘位置上，或者焊盘与导通孔的位置有部分重叠，为了保证焊盘的平整度就需要将此导通孔内填满铜，形成埋孔，但在填满铜的过程中，为保证埋孔的电气性能，要求埋孔内不能存在空隙和气泡。

现有技术的PCB板制备工艺中，导通孔为圆柱形，在导通孔内镀铜来填满铜的过程中，通常直接向导通孔内通负电；由CuSO₄、H₂SO₄、HCl混合液形成的电镀液喷入导通孔内，在负电的作用下，导通孔内电镀液中的Cu²⁺得到电子吸附在导通孔的内壁上；鉴于导通孔为圆柱形，其底部开口、顶部开口的孔径相同，在接通电流后，很容易在导通孔底部开口、顶部开口处产生电流尖端放电效应，使圆柱形导通孔的底部开口、顶部开口处首先镀上铜，并封住导通孔的顶部开口、底部开口处，使部分电镀液被包裹在导通孔的内部，导致导通孔内存在空隙，铜无法填充满整个导通孔；此外，由于电镀液中的H₂SO₄、HCl溶液中的H⁺在负电作用下，得到电子形成氢气，在不断通负电时，铜吸附在导通孔内的过程中，不可避免地将形成的氢气包裹在镀铜层内，形成气泡，难以满足将导通孔与焊盘合二为一的需求，从而使PCB板埋孔的电气性能差，影响PCB板的整体电气性能。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中PCB板的电气性能差的缺陷，从而提供一种能够提高PCB板电气性能的PCB板的制备方法及PCB板。

为此，本发明提供一种PCB板的制备方法，包括如下步骤：

在基板上形成具有尖端位置的导通孔，尖端位置的孔径小于其它部分的孔径；

对基板表面进行整板第一次镀铜处理，以在基板表面和导通孔内均形成第一镀铜层；

在基板表面覆盖遮挡膜，遮挡基板上不需要进行填孔处理的位置，暴露需要进行填孔处理的导通孔；

从导通孔的与尖端位置相对设置的开口处向所述尖端位置处喷电镀液；

在尖端位置处依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电，并且通负脉冲直流电的时间大于通正脉冲直流电的时间，以在导通孔内填满镀铜形成埋孔；

去除遮挡膜；

在位于基板表面上的第一镀铜层上形成预制线路。

上述的PCB板的制备方法，所述尖端位置设置在导通孔的底部开口处，或顶部开口处，或中部。

上述的PCB板的制备方法，所述导通孔的纵截面形状为一个梯形，或两个对称设置且短边重合的梯形。

上述的PCB板的制备方法，所述尖端位置设置在导通孔的中部，所述从导通孔的与尖端位置相对设置的开口处向所述尖端位置处喷电镀液的步骤中，电镀液从导通孔的顶部开口以及底部开口两端喷向尖端位置处。

上述的PCB板的制备方法，导通孔的高度与导通孔的最大孔径的比值为0.5-2，电镀液喷出的速度为6L/s-16L/s。

上述的PCB板的制备方法，在所述在尖端位置处依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电，并且通负脉冲直流电的时间大于通正脉冲直流电的时间，以在导通孔内填满镀铜形成埋孔的步骤之中，通负脉冲直流电的时间与通正脉冲直流电的时间之比由3:1逐渐过渡到6:1。

上述的PCB板的制备方法，所述在尖端位置处依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电，并且通负脉冲直流电的时间大于通正脉冲直流电的时间，以在导通孔内填满镀铜形成埋孔的步骤中，将埋孔的表面填至与基板表面上的第一镀铜层的上表面平齐。

上述的PCB板的制备方法，所述在基板上形成具有尖端位置的导通孔，尖端位置的孔径小于其它部分的孔径的步骤中，采用激光器产生的激光钻出所述导通孔。

本发明提供一种PCB板，具有埋孔，埋孔的纵截面形状为一个梯形，或两个对称设置且短边重合的梯形。

本发明的技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的PCB板的制备方法，在基板上形成带有尖端位置的导通孔，使得需要填满镀铜的导通孔仅具有一个尖端位置，利用遮挡膜将需要填满镀铜的导通孔暴露出来，向尖端位置处依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电。其中，通负脉冲直流电时，电镀液中的Cu²⁺得到电子形成Cu，由于金属尖端放电效应，Cu首先电镀在尖端位置；再通正脉冲直流电时，电镀在尖端位置的Cu失去电子形成Cu²⁺，再溶入到电镀液中，将尖端位置处电镀上的镀铜内含有的气泡排出；同时，采用脉冲直流电，电流不断的变化也有助于在尖端位置处电镀上镀铜或者溶解镀铜过程中气泡的排出，来避免电镀在尖端位置处的镀铜中含有气泡。随着不断地依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电，且通负脉冲直流电的时间大于通正脉冲直流电的时间，这样就使电镀在尖端位置上的镀铜大于溶解在电镀液中的镀铜，随着时间的推移，能够将电镀液中的铜不断地镀在尖端位置处。此外，金属尖端放电效应的强度随着时间的不断推移也减弱，导通孔内从尖端位置向与尖端位置相对设置的开口处逐渐电镀上镀铜，减少空隙产生的概率，从而能够在导通孔内填满镀铜形成埋孔，这样就能够提高制备的PCB板的电气性能。

2.本发明提供的PCB板的制备方法，尖端位置设置在导通孔的中部，从导通孔的与尖端位置相对设置的开口处向尖端位置处喷电镀液的步骤中，电镀液从导通孔的顶部开口、底部开口两端喷向尖端位置处。这种结构的导通孔，在电镀铜时，从导通孔的顶部开口、底部开口向中部的尖端位置处喷电镀液，来提高导通孔内电镀上镀铜的效率。

3.本发明提供的PCB板的制备方法，导通孔的纵截面形状为一个梯形，或两个对称设置且短边重合的梯形。采用这种结构的导通孔来代替现有技术中的圆柱形导通孔，在梯形的短边处形成一个尖端位置，一方面使导通孔内填满镀铜形成的埋孔内没有空隙和气泡，使埋孔的电气性能优良，另一方面便于在PCB板的基板上加工制造出此形状的导通孔。

4.本发明提供的PCB板，具有埋孔，埋孔的纵截面形状为一个梯形，或两个对称设置且短边重合的梯形。这种结构的PCB板，埋孔具有一个尖端位置，便于在形成埋孔之前的导通孔内填满镀铜，并且镀铜内不含有气泡和空隙，使得此PCB板的电气性能好；同时，这种结构的埋孔，也便于在基板上的导通孔内填满镀铜形成埋孔之前，在基板上加工出此形状的导通孔。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例1提供的PCB板的制备方法的流程示意图；

图2是实施例1提供的具有尖端位置的导通孔的结构示意图；

图3是实施例1提供的在PCB板的基板上整板第一次镀铜后的结构示意图；

图4是实施例1提供的在PCB板的基板上覆盖遮挡膜后的结构示意图；

图5是实施例1提供的在导通孔的尖端位置处镀铜的结构示意图；

图6是实施例1提供的导通孔内部填满镀铜后的结构示意图；

图7是实施例1提供的埋孔的表面与基板上第一镀铜层的上表面平齐的结构示意图；

图8是实施例1提供的在基板表面、埋孔的表面上整体进行第二次镀铜后的结构示意图；

图9是实施例1中提供的在PCB板的基板上形成埋孔的结构示意图；

附图标记说明：1-基板；2-导通孔；3-第一镀铜层；4-遮挡膜；5-尖端位置；6-镀铜。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种PCB板的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1：在基板1上形成具有尖端位置5的导通孔2，尖端位置5的孔径小于其它部分的孔径，如图2所示；

S2：对基板1表面进行整板第一次镀铜处理，以在基板1表面和导通孔2内均形成第一镀铜层3，如图3所示；

S3：在基板1表面覆盖遮挡膜4，遮挡基板1上不需要进行填孔处理的位置，暴露需要进行填孔处理的导通孔2，如图4所示；

S4：从导通孔2的与尖端位置5相对设置的开口处向所述尖端位置5处喷电镀液，如图5所示；

S5：在尖端位置5处依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电，并且通负脉冲直流电的时间大于通正脉冲直流电的时间，以在导通孔2内填满镀铜6形成埋孔；

S6：去除遮挡膜4；

S7：在位于基板1表面上的第一镀铜层3上形成预制线路。

上述的PCB板的制备方法，在基板1上形成带有尖端位置5的导通孔2，使得需要填满镀铜6的导通孔2仅具有一个尖端位置5，利用遮挡膜4将需要填满镀铜6的导通孔2暴露出来，向尖端位置5处依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电。其中，通负脉冲直流电时，电镀液中的Cu²⁺得到电子形成Cu，由于金属尖端放电效应，Cu首先电镀在尖端位置5；再通正脉冲直流电时，电镀在尖端位置5的Cu失去电子形成Cu²⁺，再溶入到电镀液中，将尖端位置5处电镀上的镀铜6内含有的气泡排出；同时，采用脉冲直流电，电流不断的变化也有助于在尖端位置5处电镀上镀铜6或者溶解镀铜6过程中气泡的排出，来避免电镀在尖端位置5处的镀铜6中含有气泡。通负脉冲直流电的时间大于通正脉冲直流电的时间，这样就使电镀在尖端位置5上的镀铜6大于溶解在电镀液中的镀铜6，随着时间的推移，能够将电镀液中的铜不断地镀在尖端位置5处。此外，金属尖端放电效应的强度随着时间的不断推移也减弱，导通孔2内从尖端位置5向与尖端位置5相对设置的开口处逐渐电镀上镀铜6，减少空隙产生的概率，从而能够在导通孔2内填满镀铜6形成埋孔，如图6所示，这样就能够提高制备的PCB板的电气性能。

作为优选的实施方式，如图2所示，将尖端位置5设置在导通孔2的底部开口处，此时电镀液从导通孔2的顶部开口处喷向尖端位置5，以使导通孔2从尖端位置5向与尖端位置5相对设置的开口处逐渐电镀上镀铜6，来形成埋孔。

作为尖端位置5设置的变形实施方式，导通孔2的尖端位置5可以设置在导通孔2的顶部开口处，此时电镀液从导通孔2的底部开口处喷向尖端位置5；如图9所示，还可以将尖端位置5设置在导通孔2的中部，此时电镀液从导通孔2的底部开口处、顶部开口处两端喷向尖端位置5，来提高导通孔2内电镀上镀铜6的效率；还可以将尖端位置5设置在导通孔2轴向上的任意一处，只要有一个尖端位置5就可以。

对于导通孔2的形状而言，导通孔2优选为纵截面形状为一个梯形，相对应的尖端位置5就处于梯形的水平短边一侧。

作为导通孔2形状的变形实施方式，导通孔2还可以为纵截面形状为对称设置且短边重合的梯形，对应的尖端位置5就处于此短边处；还可以是纵截面形状为两个梯形，短边重合，重合的短边处即为尖端位置5。

作为进一步优选的实施方式，导通孔2的高度与导通孔2的最大孔径的比值为0.5-2，电镀液喷出的速度为6L/s-16L/s。具体而言，导通孔2的高度与导通孔2的最大孔径的比值分别为0.5-0.69、0.7-0.87、0.88-1.34以及1.35-2各个范围时，对应电镀液喷出的速度范围分别为6L/s-8L/s、8L/s-11L/s、11L/s-13L/s以及13L/s-16L/s。更佳地的是，将PCB板的基板1的厚度控制在0.08㎜-0.3㎜之间，例如0.08㎜、0.09㎜、0.1㎜、0.15㎜、0.2㎜、0.25㎜、0.3㎜等等。

作为优选的实施方式，在尖端位置5处依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电，并且通负脉冲直流电的时间大于通正脉冲直流电的时间，以在导通孔2内填满镀铜6形成埋孔的步骤之中，通负脉冲直流电的时间与通正脉冲直流电的时间之比由3:1逐渐过渡到6:1。例如刚开始通负脉冲直流电的时间为6分钟，通正脉冲直流电的时间为2分钟；之后通负脉冲直流电的时间为8分钟，通正脉冲直流电的时间为2分钟；再之后，通负脉冲直流电的时间为10分钟，通正脉冲直流电的时间为2分钟等等。

鉴于刚开始在尖端位置5电镀上镀铜6时，尖端位置5处的金属尖端放电效应比较强，防止电镀在尖端位置5处的镀铜6内含有气泡，快速地在尖端位置5处填满镀铜6，通负脉冲直流电的时间与通正脉冲直流电的时间的之比不宜过大，优选控制在3:1左右，还可为2:1。随着不断地在尖端位置5处电镀上镀铜6，金属尖端放电效应将逐渐降低，以使通负脉冲直流电时电镀上的镀铜6产生气泡的几率随之降低，此时，可以将通负脉冲直流电的时间与通正脉冲直流电的之比由3:1扩大至4:1或者5:1或者6:1等等，实现在不产生气泡的同时，能够尽快地在导通孔2内填满镀铜6。当然，也可以一直将通负脉冲直流电和通正脉冲直流电的时间之比控制在3:1，或者更小，例如2:1。

作为优选的实施方式，在基板1上形成具有尖端位置5的导通孔2步骤中，采用激光器产生的激光来钻预制的导通孔2。激光器钻孔的精度高于现有技术中机械钻孔的精度，从而提高PCB板的基板1上钻孔的精准度。

作为优选的实施方式，在基板1表面覆盖遮挡膜4，遮挡基板1上不需要进行填孔处理的位置，暴露需要进行填孔处理的导通孔2的步骤中，如图4所示，在覆盖遮挡膜4时，遮挡膜4上开设若干个孔，用来暴露需要填满镀铜6的导通孔2，遮挡膜4上开设孔的直径大于导通孔2开口处的直径，例如大于的距离为0.05㎜、0.06㎜、0.07㎜、0.08㎜等等。对于遮挡膜4优选采用菲林遮挡膜4，除了菲林遮挡膜4，还可以为其他的遮挡膜4，对其材质不作具体限定，只要能实现遮挡功能就可以。

作为进一步优选的实施方式，在尖端位置5处依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电，并且通负脉冲直流电的时间大于通正脉冲直流电的时间，以在导通孔2内填满镀铜6形成埋孔的步骤中，将埋孔的表面填至与基板1表面上的第一镀铜层3的上表面平齐；如图7所示，或者对填满镀铜6的埋孔表面进行处理，使埋孔的表面与基板1上的第一镀铜层3的上表面平齐。

由于在第一次镀铜6处理过程中，在基板1上形成的第一镀铜层3的厚度不能够满足客户需求时，在形成埋孔之后，如图6所示，还需对第一镀铜层3、埋孔的上表面整体进行第二次镀铜处理，形成第二镀铜层，如图8所示，就需要先将埋孔的表面与第一镀铜层3的上表面平齐，便于第二次镀铜处理的进行，也能够保证第二镀铜层的厚度均匀，基板1上最终的镀铜层的上表面平整，使得后续在镀铜层上形成预制线路的厚度也均匀。

作为进一步优选的实施方式，在从导通孔2的与尖端位置5相对设置的开口处向所述尖端位置5处喷电镀液的步骤之前，还可以根据导通孔2内壁面的第一镀铜层3的厚度、面积以及导通孔2的孔径来计算出导通孔2内填满镀铜6所需的电流，并以此电流作为脉冲直流电供电的基准量，避免通电时间过长或过短，导通孔2内电镀上镀铜6过多或者过少，造成铜的浪费或者难以填满导通孔2。

需要说明的是，去除基板1上的遮挡膜4，在基板1的第一镀铜层3上形成预制线路时，优选采用现有技术中的曝光、显影、蚀刻方式在第一镀铜层3上形成预制线路；或者在经过两次镀铜处理后在基板1上的镀铜层上形成预制线路。

实施例2

本实施例提供一种PCB板，具有埋孔，埋孔的纵截面形状为一个梯形。此结构的PCB板的埋孔对应的梯形导通孔2，具有一个尖端位置5，在导通孔2内填满镀铜6时，能够使填满在梯形孔内的镀铜6中不含空隙和气泡，形成的埋孔的电气性能就好，从而提高整个PCB板的电气性能。

作为变形实施方式，埋孔的纵截面形状还可以为两个对称设置且短边重合的梯形，此结构的埋孔对应的导通孔2也具有一个尖端位置5，能够在导通孔2内填满不含空隙和气泡的镀铜6，进而来提高PCB板的电气性能。

本实施例中的PCB板优选采用实施例1中提供的任意一种的PCB板的制备方法制备而成，也可以采用现有技术中其他方法制备而成。

值得说明的是：在上述两个实施例中，埋孔对应的导通孔2的形状必须存在一个尖端位置5；对于不需要填满镀铜6的导通孔2，其形状可以与埋孔对应的导通孔2形状一致，也可以不一致，例如为现有技术中的圆柱形。也即，在实施例1中提供的PCB板的制备方法，在基板1上形成具有尖端位置5的导通孔2，尖端位置5的孔径小于其它部分的孔径的步骤中，此部分导通孔2可以是用来形成埋孔的导通孔2，也可以是其他起导电作用的导通孔2；或者仅是用来形成埋孔的导通孔2。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种PCB板的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

在基板(1)上形成具有尖端位置(5)的导通孔(2)，尖端位置(5)的孔径小于其它部分的孔径；

对基板(1)表面进行整板第一次镀铜处理，以在基板(1)表面和导通孔(2)内均形成第一镀铜层(3)；

在基板(1)表面覆盖遮挡膜(4)，遮挡基板(1)上不需要进行填孔处理的位置，暴露需要进行填孔处理的导通孔(2)；

从导通孔(2)的与尖端位置(5)相对设置的开口处向所述尖端位置(5)处喷电镀液；

在尖端位置(5)处依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电，并且通负脉冲直流电的时间大于通正脉冲直流电的时间，以在导通孔(2)内填满镀铜(6)形成埋孔；

去除遮挡膜(4)；

在位于基板(1)表面上的第一镀铜层(3)上形成预制线路。

2.根据权利要求1所述的PCB板的制备方法，其特征在于：所述尖端位置(5)设置在导通孔(2)的底部开口处，或顶部开口处，或中部。

3.根据权利要求1所述的PCB板的制备方法，其特征在于：所述导通孔(2)的纵截面形状为一个梯形，或两个对称设置且短边重合的梯形。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的PCB板的制备方法，其特征在于：所述尖端位置(5)设置在导通孔(2)的中部，所述从导通孔(2)的与尖端位置(5)相对设置的开口处向所述尖端位置(5)处喷电镀液的步骤中，电镀液从导通孔(2)的顶部开口以及底部开口两端喷向尖端位置(5)处。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的PCB板的制备方法，其特征在于：导通孔(2)的高度与导通孔(2)的最大孔径的比值为0.5-2，电镀液喷出的速度为6L/s-16L/s。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的PCB板的制备方法，其特征在于：在所述在尖端位置(5)处依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电，并且通负脉冲直流电的时间大于通正脉冲直流电的时间，以在导通孔内填满镀铜(6)形成埋孔的步骤之中，通负脉冲直流电的时间与通正脉冲直流电的时间之比由3:1逐渐过渡到6:1。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的PCB板的制备方法，其特征在于：所述在尖端位置(5)处依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电，并且通负脉冲直流电的时间大于通正脉冲直流电的时间，以在导通孔(2)内填满镀铜(6)形成埋孔的步骤中，将埋孔(6)的表面填至与基板(1)表面上的第一镀铜层(3)的上表面平齐。

8.根据权利1-6中任一项所述的PCB板的制备方法，其特征在于：所述在基板(1)上形成具有尖端位置(5)的导通孔(2)，尖端位置(5)的孔径小于其它部分的孔径的步骤中，采用激光器产生的激光钻出所述导通孔(2)。

9.一种PCB板，具有埋孔，其特征在于：所述埋孔的纵截面形状为一个梯形，或两个对称设置且短边重合的梯形。