CN105392303A - 一种高密度积层板pi树脂板材槽孔沉铜工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高密度积层板PI树脂板材槽孔沉铜工艺，所述去毛刺和沉铜步骤之间进行板材的烤板、第一次除胶和第二次除胶，所述沉铜和电镀步骤之间进行板材的闪镀。本发明中，由于PI树脂是由树脂、玻璃纤维和填料三部分构成，在经过烤板和两次除胶处理后，槽孔部位侧壁的树脂、玻璃纤维被处理的较粗糙，增加了其断面与沉铜的结合力，而且较粗糙的断面不易电镀，所以在电镀之前加入闪镀，使槽孔断面处预先镀上镀层，保证了后续电镀工艺的正常，经过切片测试，采用新工艺后不仅未增加新设备，而且槽孔金属化后不会出现孔壁分离的缺陷，提高了批次产品的成品率，降低了生产成本。

Description

一种高密度积层板PI树脂板材槽孔沉铜工艺
技术领域
本发明属于高密度积层板PI树脂槽孔沉铜工艺领域，尤其是一种高密度积层板PI树脂板材槽孔沉铜工艺。
背景技术
高密度积层板是一种新兴的电路板，其集成度高，稳定性好，随着科技的发展，对电路板板材的耐热性、尺寸稳定性、耐潮湿性、耐化性等性能的要求越来越高，尤其是在航空航天、石油钻井探头等行业中，传统的环氧树脂体系的FR4板材已无法满足性能要求，而聚酰亚胺树脂(PI树脂)具有较高的玻璃态转化温度(Tg260℃)和很高的热裂解温度(Td＞400℃)及非常好的尺寸稳定性(CTE)，其被越来越多的应用在特殊应用场景中。
在电路板板材的槽孔沉铜工艺中，步骤包括：机械钻孔、去毛刺、除胶、沉铜、电镀、外层图转，其中的除胶是使用溶胀剂M-AQ、氢氧化钠、高锰酸钾、硫酸和水进行综合处理，然后使用沉铜工艺进行槽孔沉孔加工，但是PI树脂与传统的环氧树脂在物理、化学性能上存在很大差异，使用传统化学除胶沉铜工艺对PI树脂进行处理，在最终热应力可靠性测试中，槽孔出现如图1所示的严重孔壁分离缺陷，在后期无法进行元器件的插装和焊接，导致批次产品的报废。
行业内通常使用等离子设备，采用物理除胶方式代替传统化学除胶处理PI树脂，但等离子设备成本较高，设备投入较大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供操作简便、除胶后沉铜效果好的一种高密度积层板PI树脂板材槽孔沉铜工艺。
本发明采取的技术方案是：
一种高密度积层板PI树脂板材槽孔沉铜工艺，包括机械钻孔、去毛刺、沉铜和电镀，其特征在于：所述去毛刺和沉铜步骤之间进行板材的烤板、第一次除胶和第二次除胶，所述沉铜和电镀步骤之间进行板材的闪镀；
所述烤板包括以下步骤：
⑴将钻孔后的电路板放入电烤箱中，升温至170摄氏度；
⑵恒温烤板3～5小时后，自然冷却至室温；
所述第一次除胶包括以下步骤：
⑴溶胀缸体内加入18～22％的溶胀剂和3～5％的氢氧化钠，在55～60摄氏度的条件下清洗5.5分钟；
⑵将板材取出进行5分钟的水洗；
⑶在氧化缸体内加入5.5～6.5克/升的高锰酸钾、5～7％的氢氧化钠和小于20克/升的锰酸钾，在77～80摄氏度的条件下清洗18分钟；
⑷将板材取出进行5分钟的水洗；
⑸在中和缸体内加入8～10％的硫酸，在44～47摄氏度的条件下清洗4.5分钟；
⑹将板材取出进行3.5分钟的水洗完成第一次除胶；
所述第二次除胶包括以下步骤：
⑴溶胀缸体内加入18～22％的溶胀剂和3～5％的氢氧化钠，在55～60摄氏度的条件下清洗5.5分钟；
⑵将板材取出进行5分钟的水洗；
⑶在氧化缸体内加入5.5～6.5克/升的高锰酸钾、5～7％的氢氧化钠和小于20克/升的锰酸钾，在77～80摄氏度的条件下清洗18分钟；
⑷将板材取出进行5分钟的水洗；
⑸在中和缸体内加入8～10％的硫酸，在44～47摄氏度的条件下清洗4.5分钟；
⑹将板材取出进行3.5分钟的水洗完成第二次除胶。
而且，所述闪镀的参数是电流密度为10ASF，电镀闪镀时间为10分钟，闪镀厚度为2.2微米。
本发明的优点和积极效果是：
本发明中，在去毛刺和沉铜步骤之间进行板材的烤板、第一次除胶和第二次除胶，在沉铜和电镀步骤之间进行板材的闪镀，由于PI树脂是由树脂、玻璃纤维和填料三部分构成，在经过烤板和两次除胶处理后，槽孔部位侧壁的树脂、玻璃纤维被处理的较粗糙，增加了其断面与沉铜的结合力，而且较粗糙的断面不易电镀，所以在电镀之前加入闪镀，使槽孔断面处预先镀上镀层，保证了后续电镀工艺的正常，经过切片测试，采用新工艺后不仅未增加新设备，而且槽孔金属化后不会出现孔壁分离的缺陷，提高了批次产品的成品率，降低了生产成本。
附图说明
图1是现有技术中热应力后的孔壁分离缺陷板材的切片图；
图2是PI树脂两次除胶处理后树脂部分的微观形态图；
图3是PI树脂两次除胶处理后玻璃纤维部分的微观形态图；
图4是采用本发明工艺制造的板材在热应力后的切片图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
一种高密度积层板PI树脂板材槽孔沉铜工艺，如图1～4所示，包括机械钻孔、去毛刺、沉铜和电镀，其特征在于：所述去毛刺和沉铜步骤之间进行板材的烤板、第一次除胶和第二次除胶，所述沉铜和电镀步骤之间进行板材的闪镀；
所述烤板包括以下步骤：
⑴将钻孔后的电路板放入电烤箱中，升温至170摄氏度；
⑵恒温烤板3～5小时后，自然冷却至室温；
所述第一次除胶包括以下步骤：
⑴溶胀缸体内加入18～22％的溶胀剂和3～5％的氢氧化钠，在55～60摄氏度的条件下清洗5.5分钟；
⑵将板材取出进行5分钟的水洗；
⑶在氧化缸体内加入5.5～6.5克/升的高锰酸钾、5～7％的氢氧化钠和小于20克/升的锰酸钾，在77～80摄氏度的条件下清洗18分钟；
⑷将板材取出进行5分钟的水洗；
⑸在中和缸体内加入8～10％的硫酸，在44～47摄氏度的条件下清洗4.5分钟；
⑹将板材取出进行3.5分钟的水洗完成第一次除胶；
所述第二次除胶包括以下步骤：
⑴溶胀缸体内加入18～22％的溶胀剂和3～5％的氢氧化钠，在55～60摄氏度的条件下清洗5.5分钟；
⑵将板材取出进行5分钟的水洗；
⑶在氧化缸体内加入5.5～6.5克/升的高锰酸钾、5～7％的氢氧化钠和小于20克/升的锰酸钾，在77～80摄氏度的条件下清洗18分钟；
⑷将板材取出进行5分钟的水洗；
⑸在中和缸体内加入8～10％的硫酸，在44～47摄氏度的条件下清洗4.5分钟；
⑹将板材取出进行3.5分钟的水洗完成第二次除胶。
而且，所述闪镀的参数是电流密度为10ASF，电镀闪镀时间为10分钟，闪镀厚度为2.2微米。
本发明使用时：
批次订单10000件高密度积层板，在去毛刺和沉铜步骤之间进行板材的烤板、第一次除胶和第二次除胶，在沉铜和电镀步骤之间进行板材的闪镀。
去毛刺和两次除胶后的板材进行抽检，切片图见图2、3，图2中的PI树脂的树脂部分较为粗糙，图3中的PI树脂的玻璃纤维如图中偏下的条状物，整体粗糙度增加，二者共同作用，使断面的粗糙度上升，提高了结合力。后续加工完成后的切片图见图4，两侧深色的部分为槽孔周围的板材，覆盖在深色部分上的浅色线条为沉铜层，从图中可知，其与PI树脂结合紧密，在后期的元器件插装焊接时非常便捷。
由上述实例可知，在经过烤板和两次除胶处理后，槽孔部位侧壁的树脂、玻璃纤维被处理的较粗糙，增加了其断面与沉铜的结合力，而且较粗糙的断面不易电镀，所以在电镀之前加入闪镀，使槽孔断面处预先镀上镀层，保证了后续电镀工艺的正常，经过切片测试，采用新工艺后不仅未增加新设备，而且槽孔金属化后不会出现孔壁分离的缺陷，提高了批次产品的成品率，降低了生产成本。

Claims (2)

1.一种高密度积层板PI树脂板材槽孔沉铜工艺，包括机械钻孔、去毛刺、沉铜和电镀，其特征在于：所述去毛刺和沉铜步骤之间进行板材的烤板、第一次除胶和第二次除胶，所述沉铜和电镀步骤之间进行板材的闪镀；
所述烤板包括以下步骤：
⑴将钻孔后的电路板放入电烤箱中，升温至170摄氏度；
⑵恒温烤板3～5小时后，自然冷却至室温；
所述第一次除胶包括以下步骤：
⑴溶胀缸体内加入18～22％的溶胀剂和3～5％的氢氧化钠，在55～60摄氏度的条件下清洗5.5分钟；
⑵将板材取出进行5分钟的水洗；
⑶在氧化缸体内加入5.5～6.5克/升的高锰酸钾、5～7％的氢氧化钠和小于20克/升的锰酸钾，在77～80摄氏度的条件下清洗18分钟；
⑷将板材取出进行5分钟的水洗；
⑸在中和缸体内加入8～10％的硫酸，在44～47摄氏度的条件下清洗4.5分钟；
⑹将板材取出进行3.5分钟的水洗完成第一次除胶；
所述第二次除胶包括以下步骤：
⑴溶胀缸体内加入18～22％的溶胀剂和3～5％的氢氧化钠，在55～60摄氏度的条件下清洗5.5分钟；
⑵将板材取出进行5分钟的水洗；
⑶在氧化缸体内加入5.5～6.5克/升的高锰酸钾、5～7％的氢氧化钠和小于20克/升的锰酸钾，在77～80摄氏度的条件下清洗18分钟；
⑷将板材取出进行5分钟的水洗；
⑸在中和缸体内加入8～10％的硫酸，在44～47摄氏度的条件下清洗4.5分钟；
⑹将板材取出进行3.5分钟的水洗完成第二次除胶。
2.根据权利要求1所述的一种高密度积层板PI树脂板材槽孔沉铜工艺，其特征在于：所述闪镀的参数是电流密度为10ASF，电镀闪镀时间为10分钟，闪镀厚度为2.2微米。
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