CN105386004B - 取代金手指的线路板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种取代金手指的线路板及其制造方法。它解决了现有金手指线路板加工成本高的技术问题。包括以下步骤：A、将完成阻焊后的半成品线路板进行基体预处理；B、将完成预处理的半成品线路板置于真空反应炉中，通入反应气体进行气相沉积，在半成品线路板的插拔连接位上生成气相沉积薄膜层，从而制得成品线路板，气相沉积薄膜层为由氮化物或含氮化合物构成的单层结构；或者，气相沉积薄膜层为氮化物和/或含氮化合物构成的多层结构。优点在于：在线路板的插拔连接位上沉积功能薄膜层，相比较于金手指线路板其显著提高了产品的抗氧化、抗腐蚀性能和耐磨性能，使得产品应用可靠性更高，制造成本更低。

Description

取代金手指的线路板及其制造方法
技术领域
本发明属于电路板加工制造技术领域，尤其是涉及一种取代金手指的线路板及其制造方法。
背景技术
金手指的设计被广泛应用于可插拔式接触导通的线路板。其要求金手指有强的抗氧化和抗腐蚀性能、高的耐磨性能以及低的接触电阻。现有的金手指线路板制造技术中，一般是在阻焊完成后的表面处理工序中进行电镀镍金。随着金手指线路板在医疗、安全、航空等领域内更广泛和深入的应用，其对金手指线路板的可靠性提出了更苛刻的要求。目前，通常通过提高电金厚度来加强应用的可靠性和抗腐蚀性能，这便使得本已奢侈的金手指线路板制造成本更加高昂。因此，寻找质量更可靠，成本更低廉的金手指线路板替代方案便成为当务之急。
为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种改善金手指耐腐蚀性能的方法、制造PCB板的方法及PCB板[申请号：201310127867.9]，本发明提供了一种改善金手指耐腐蚀性能的方法，将金手指浸泡在预设浓度为碱性的封孔剂溶液中，并将金手指进行直流电电解处理。本发明还提供了一种制造PCB板的方法和一种PCB板。本发明通过对金手指进行直流电电解，使金层中的金属杂质被电解形成离子溶解到封孔剂溶液中，同时封孔剂溶液中的活性官能团在金镀层表面形成致密的保护层。
上述方案通过钝化金属反应活性，强化对金属的保护力度， 虽然在一定程度上改善了金手指的耐腐蚀性能，但是该方案依然无法从根本上解决金手指在制造成本高、可靠性低的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种制造成本低，制作简单的取代金手指的线路板制造方法。
本发明的另一目的是针对上述问题，提供一种设计合理，能取代金手指电路板，应用可靠性高的取代金手指的线路板。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本取代金手指的线路板制造方法，其特征在于，本方法包括以下步骤：
A、将完成阻焊后的半成品线路板进行基体预处理；
B、将完成预处理的半成品线路板置于真空反应炉中，通入反应气体进行气相沉积，从而在半成品线路板的插拔连接位上生成气相沉积薄膜层，从而制得成品线路板，所述的气相沉积薄膜层为由氮化物或含氮化合物构成的单层结构；或者，所述的气相沉积薄膜层为氮化物和/或含氮化合物构成的多层结构。
由于采用在线路板的插拔连接位上沉积功能薄膜层，在满足接触电阻的条件下，相比较于金手指线路板其显著提高了产品的抗氧化和抗腐蚀性能，也显著提高了耐磨性能，使得产品应用可靠性更高，制造成本更低。
在上述的取代金手指的线路板制造方法中，在上述步骤B中，所述氮化物为TiNx、WNx与TaNx中的任意一种；所述的含氮化合物为TiWxNy、TiTaxNy、TaWxNy与TiWxTayNz中的任意一种。
在上述的取代金手指的线路板制造方法中，所述气相沉积薄膜层中TiNx、WNx、TaNx的x为0.2-5；所述气相沉积薄膜层中TiWxNy、TiTaxNy、TaWxNy的x为0.5-3，y为0.4-10；所述气相沉积薄膜层中TiWxTayNz的x为0.5-3，y为0.5-3，z为0.5-10。
在上述的取代金手指的线路板制造方法中，所述气相沉积薄膜层厚度为25-3000nm。优选地，这里的气相沉积薄膜层厚度为150nm。
在上述的取代金手指的线路板制造方法中，在上述步骤B中，半成品线路板的气相沉积的过程包括以下具体步骤：
a、将完成基体预处理的半成品线路板装入反应炉内，运行升温程序，进行沉积前的保温；
b、向反应炉内分别通入反应材料，所述反应材料包括氮气、氢气、TiCl4载气和WCl6载气；
c、通入反应材料的同时，调整反应炉内的温度和压力；
d、待炉内条件满足后，进行气相沉积过程，反应完成后制得气相沉积薄膜层。
在上述的取代金手指的线路板制造方法中，在上述步骤a中，所述半成品线路板气相沉积前的保温，其保温温度为140-160℃，保温时间为50-70min；在上述步骤b中，所述反应材料的通入，其氮气流量为5-7L/min，氮氢比为2:1，TiCl4载气流量为2-3L/min、WCl6载气流量为2-3L/min。优选地，所述气相沉积前的保温，其保温温度为150℃，保温时间为60min；所述反应材料的通入，其氮气流量为6L/min，氮氢比为2:1，TiCl4载气流量为2.5L/min、WCl6载气流量为2.5L/min。
在上述的取代金手指的线路板制造方法中，在上述步骤c中，调整反应条件，其沉积温度为240-260℃，沉积压力为-0.04MPa至-0.02；在上述步骤d中，气相沉积过程的反应时间为110-130min。优选地，这里的沉积温度为250℃，沉积压力为-0.03MPa；气相沉积过程的反应时间为120min，从而完成的气相沉积薄膜层为TiWxNy薄膜层，且其性能如下：薄膜结构中x＝1、y＝2。
在上述的取代金手指的线路板制造方法中，在上述步骤A中，半成品线路板基体预处理包括以下步骤：将完成阻焊后的半成品线路板依次经过除油、一次纯水洗、微蚀、二次纯水洗和烘干流程；除油温度为40-50℃，除油时间为4-6min；一次纯水洗温度为25-35℃，水洗时间为2-4min；微蚀温度为25-35℃，微蚀时间为1-3min；二次纯水洗温度为25-35℃，水洗时间为4-6min；烘干温度为75-85℃，烘干时间为2-4min。优选地，这里的除油温度为45℃，除油时间为5min；一次纯水洗温度为30℃，水洗时间为3min；微蚀温度为30℃，微蚀时间为2min；二次纯水洗温度为30℃，水洗时间为5min；烘干温度为80℃，烘干时间为3min。
在上述的取代金手指的线路板制造方法中，所述气相沉积薄膜层的电阻率为20-30μΩ·cm，气相沉积薄膜层硬度为20-30GPa。优选地，这里的电阻率为25μΩ·cm，硬度为24GPa。
上述的取代金手指的线路板制造方法制得取代金手指的线路板。
与现有的技术相比，本取代金手指的线路板及其制造方法的优点在于：由于采用在线路板的插拔连接位上沉积功能薄膜层，在满足接触电阻的条件下，相比较于金手指线路板其显著提高了产品的抗氧化和抗腐蚀性能，也显著提高了耐磨性能，使得产品应用可靠性更高，制造成本更低，且所用的工艺是现有设备和材料可以实现的。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图。
图2为本发明实施例二的结构示意图。
图中，半成品线路板1、插拔连接位11、气相沉积薄膜层2。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，本取代金手指的线路板及其制造方法，包括以下步骤：A、将完成阻焊后的半成品线路板1进行基体预处理；B、将完成预处理的半成品线路板1置于真空反应炉中，通入反应气体进行气相沉积，从而在半成品线路板1的插拔连接位11上生成气相沉积薄膜层2，从而制得成品线路板，所述的气相沉积薄膜层2为由氮化物或含氮化合物构成的单层结构，即这里的气相沉积薄膜层2是单一的氮化物或含氮化合物层。
具体地，在步骤A中，半成品线路板1基体预处理包括以下步骤：将完成阻焊后的半成品线路板1依次经过除油、一次纯水洗、微蚀、二次纯水洗和烘干流程；除油温度为45℃，除油时间为5min；一次纯水洗温度为30℃，水洗时间为3min；微蚀温度为30℃，微蚀时间为2min；二次纯水洗温度为30℃，水洗时间为5min；烘干温度为80℃，烘干时间为3min。
更具体地，在步骤B中，氮化物为TiNx、WNx与TaNx中的任意一种；所述的含氮化合物为TiWxNy、TiTaxNy、TaWxNy与TiWxTayNz中的任意一种，优选地，这里的气相沉积薄膜层2中TiNx、WNx、TaNx的x为0.2-5；气相沉积薄膜层2中TiWxNy、TiTaxNy、TaWxNy的x为0.5-3，y为0.4-10；气相沉积薄膜层2中TiWxTayNz的x为0.5-3，y为0.5-3，z为0.5-10。
进一步地，在步骤B中，半成品线路板1的气相沉积的过程包括以下具体步骤：a、将完成基体预处理的半成品线路板1装入反应炉内，运行升温程序，进行沉积前的保温；b、向反应炉内分别通入反应材料，所述反应材料包括氮气、氢气、TiCl4载气和WCl6 载气；c、通入反应材料的同时，调整反应炉内的温度和压力；d、待炉内条件满足后，进行气相沉积过程，反应完成后制得气相沉积薄膜层2。其中，在步骤a中，半成品线路板1气相沉积前的保温，其保温温度为150℃，保温时间为60min；在步骤b中，反应材料的通入，其氮气流量为6L/min，氮氢比为2:1，TiCl4载气流量为2.5L/min、WCl6载气流量为2.5L/min。在步骤c中，调整反应条件，其沉积温度为250℃，沉积压力为-0.03MPa；在步骤d中，气相沉积过程的反应时间为120min，从而完成的气相沉积薄膜层为TiWxNy薄膜层，且其性能如下：薄膜结构中x＝1、y＝2，气相沉积薄膜层2厚度为150nm，气相沉积薄膜层2电阻率为25μΩ·cm，气相沉积薄膜层2硬度为24GPa。
上述的取代金手指的线路板制造方法制得取代金手指的线路板，由于采用在线路板的插拔连接位11上沉积功能薄膜层2，在满足接触电阻的条件下，相比较于金手指线路板其显著提高了产品的抗氧化和抗腐蚀性能，也显著提高了耐磨性能，使得产品应用可靠性更高，制造成本更低。
实施例二
如图2所示，本实施例的结构、原理以及实施步骤与实施例一类似，不同的地方在于，这里的气相沉积薄膜层2为氮化物和/或含氮化合物构成的多层结构，即气相沉积薄膜层2可以是由氮化物和/或含氮化合物构成多层复合结构，也就是说可以在完成实施例一的基础上，再重复进行至少一次气相沉积，从而实现气相沉积薄膜层2的多层结构。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范 围。
尽管本文较多地使用了半成品线路板1、插拔连接位11、气相沉积薄膜层2等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种取代金手指的线路板制造方法，其特征在于，本方法包括以下步骤：
A、将完成阻焊后的半成品线路板(1)进行基体预处理；
B、将完成预处理的半成品线路板(1)置于真空反应炉中，通入反应气体进行气相沉积，从而在半成品线路板(1)的插拔连接位(11)上生成气相沉积薄膜层(2)，从而制得成品线路板，所述的气相沉积薄膜层(2)为由氮化物或含氮化合物构成的单层结构；或者，所述的气相沉积薄膜层(2)为氮化物和/或含氮化合物构成的多层结构；
在上述步骤B中，所述氮化物为TiNx、WNx与TaNx中的任意一种；所述的含氮化合物为TiWxNy、TiTaxNy、TaWxNy与TiWxTayNz中的任意一种；
所述气相沉积薄膜层(2)中TiNx、WNx、TaNx的x为0.2-5；所述气相沉积薄膜层(2)中TiWxNy、TiTaxNy、TaWxNy的x为0.5-3，y为0.4-10；所述气相沉积薄膜层(2)中TiWxTayNz的x为0.5-3，y为0.5-3，z为0.5-10。
2.根据权利要求1所述的取代金手指的线路板制造方法，其特征在于，所述气相沉积薄膜层(2)厚度为25-3000nm。
3.根据权利要求1或2所述的取代金手指的线路板制造方法，其特征在于，在上述步骤B中，半成品线路板(1)的气相沉积的过程包括以下具体步骤：
a、将完成基体预处理的半成品线路板(1)装入反应炉内，运行升温程序，进行沉积前的保温；
b、向反应炉内分别通入反应材料，所述反应材料包括氮气、氢气、TiCl4载气和WCl6载气；
c、通入反应材料的同时，调整反应炉内的温度和压力；
d、待炉内条件满足后，进行气相沉积过程，反应完成后制得气相沉积薄膜层(2)。
4.根据权利要求3所述的取代金手指的线路板制造方法，其特征在于，在上述步骤a中，所述半成品线路板(1)气相沉积前的保温，其保温温度为140-160℃，保温时间为50-70min；在上述步骤b中，所述反应材料的通入，其氮气流量为5-7L/min，氮氢比为2:1，TiCl4载气流量为2-3L/min、WCl6载气流量为2-3L/min。
5.根据权利要求3所述的取代金手指的线路板制造方法，其特征在于，在上述步骤c中，调整反应条件，其沉积温度为240-260℃，沉积压力为-0.04至-0.02MPa；在上述步骤d中，气相沉积过程的反应时间为110-130min。
6.根据权利要求1或2或所述的取代金手指的线路板制造方法，其特征在于，在上述步骤A中，半成品线路板(1)基体预处理包括以下步骤：将完成阻焊后的半成品线路板(1)依次经过除油、一次纯水洗、微蚀、二次纯水洗和烘干流程；除油温度为40-50℃，除油时间为4-6min；一次纯水洗温度为25-35℃，水洗时间为2-4min；微蚀温度为25-35℃，微蚀时间为1-3min；二次纯水洗温度为25-35℃，水洗时间为4-6min；烘干温度为75-85℃，烘干时间为2-4min。
7.根据权利要求6所述的取代金手指的线路板制造方法，其特征在于，所述气相沉积薄膜层(2)的电阻率为20-30μΩ·cm，气相沉积薄膜层(2)硬度为20-30GPa。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的取代金手指的线路板制造方法制得取代金手指的线路板。
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