CN106521593A - 一种高活性印制线路板黑孔化试剂及黑孔化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高活性印制线路板黑孔化试剂及黑孔化方法，通过本发明能够替代传统的水平沉铜及水平脉冲电镀，本发明的新工艺能完全实现传统工艺的制作能力，达到高阶HDI的制作要求，并能够实现降低设备资金投入，简化生产过程管控，简化生产操作保养，提高工作效率及产能、减少环境污染。

Description

一种高活性印制线路板黑孔化试剂及黑孔化方法
技术领域
本发明涉及印制电路板的制造领域，尤其涉及高活性印制线路板黑孔化试剂及黑孔化方法。
背景技术
随着电子产品日新月异，PCB应用需求也随之不断改变，尤其是电子产品朝轻、薄、短、小的方向发展，电子电路载板体积越来越小，特别是高精密度的智能移动设备，持续朝集成电路化高度整合方向发展，电子元器件微缩化后对PCB的连接密度、产品厚度提出更高的要求，直接推动HDI技术的蓬勃发展。
传统HDI制作流程对设备要求极高，水平沉铜及水平脉冲电镀为制作二阶以上HDI（盲孔叠孔设计）的标准设备配置，设备资金投入大，生产过程管控要求较高，设备保养困难，阻碍HDI技术的推广。
印制线路板（PCB、FPC）孔金属化技术是印制板制造技术的关键之一，长期以来，人们一直使用化学沉铜（PTH）的方法，但PTH溶液中含有危害生态环境的各种化学物质，如EDTA、NTA、EDTP以及容易致癌的甲醛，废水处理复杂，成本高；另外，PTH溶液稳定性较差，溶液的分析、维护复杂；同时PTH镀铜层的机械性能比较差，工艺流程繁琐，因此业界一直在寻找新的孔金属化技术。
因此，需要寻求一种新兴黑孔、VCP直流电镀工艺，替代传统的水平沉铜及水平脉冲电镀，使新工艺能完全实现传统工艺的制作能力，达到高阶HDI的制作要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种高活性印制线路板黑孔化试剂及印制线路板黑孔化方法，通过本发明能够替代传统的水平沉铜及水平脉冲电镀，本发明的新工艺能完全实现传统工艺的制作能力，达到高阶HDI的制作要求，并能够实现降低设备资金投入，简化生产过程管控，简化生产操作保养，提高工作效率及产能、减少环境污染。
本发明的技术方案为：一种高活性印制线路板黑孔化试剂，所述黑孔化试剂按重量计包括碳粉2.3-3.7份、银粉1.2-3.1份、氧化锡粉末1.2-1.9份、氧化锌1.8-2.9份、氧化钦0.5-1.2份、三氧化二硅3-8份、磷酸氢钠7-11份、表面活性剂A 2-5份、表面活性剂B 3-7份、去离子水52-65份。
所述表面活性剂A为甘油脂肪酸酯､蔗糖脂肪酸酯､大豆磷脂､甘油二乙酸酯､二乙酰甘油一酸酯､柠檬酸酯､聚甘油脂肪酸酯、蓖麻油酸甲酯､硬脂酰乳酸钠､硬脂酰富马酸钠､山梨糖醇酐脂肪酸酯、α-磺基脂肪酸甲酯盐、烷基多聚糖苷、烷基糖苷、淀粉十二烷基苷中的任一种或两种的组合。
所述表面活性剂B为海藻酸钠､果胶酸钠､卡拉胶､壳聚糖水溶性蛋白中的任一种。
所述黑孔化试剂按重量计包括碳粉2.8份、银粉1.7份、氧化锡粉末1.5份、氧化锌2.2份、氧化钦0.8份、三氧化二硅5份、磷酸氢钠9份、表面活性剂A 4份、表面活性剂B 6份、去离子水59份。
一种印制线路板黑孔化方法，首先对印制线路板进行去污处理，将印制线路板放入上述的黑孔化试剂中进行第一次黑孔处理，将该经第一次黑孔处理的印制线路板风干，然后进行第二次黑孔处理，并将该经第二次黑孔处理的印制线路板风干，在进行第二次黑孔处理的过程中，所述印制线路板相对于所述第一次黑孔处理是上下面翻转的；用水清洗孔内和表面多余的残留液，烘干，并采用VCP直流电镀，确保通孔表面全部被覆盖。
所述第一次黑孔处理和第二次黑孔处理的条件 是 ：在40-55℃的温度下将印制线路板放入黑孔化试剂中浸渍30-45秒。
所述去污处理是将印制线路板浸渍在清洁剂中，然后再用水洗。
所述清洁剂的主要成分按重量计为：戊烷3-5份、己烷2-4份、辛烷2-5份、正丁醇5-12份、正己醇4-8份、乙二醇2-5份、环己烷5-8份、环己酮2-6份、甲苯环己酮3-7份、PVP2-5份。
所述清洁剂的主要成分按重量计为：戊烷4份、己烷2份、辛烷3份、正丁醇8份、正己醇5份、乙二醇3份、环己烷7份、环己酮4份、甲苯环己酮5份、PVP 4份。清洁剂能够去除板面上轻微污染物，清洁板面及孔内，并调整孔壁电性，使黑孔的碳粉等能吸附良好。
本发明黑孔化的原理是将精细的碳粉及金属/金属氧化物粉末黑孔化试剂浸涂在孔壁上形成导电层，然后进行直接电镀。关键技术在于黑孔化试剂成分的构成。首先将精细的碳粉及金属/金属氧化物粉末均匀的分散在介质内即去离子水中，利用试剂内的表面活性剂使溶液均匀的碳粉及金属/金属氧化物粉末悬浮液保持稳定，并还拥有良好的润湿性能，使碳粉及金属/金属氧化物粉末能充分被吸附在非导体的孔壁表面或者塑胶等其他非导体表面，形成均匀细致的、结合牢固的导电层，然后直接电镀。
VCP电镀全称为垂直连续电镀, 用在PCB镀铜, 采用喷射镀铜工艺及垂直連续输送装置的全板 (一次) 镀铜生产线。采用垂直连续电镀的优点为:所有工件均连续从电镀的一侧移到另一侧, 每片工件的生产条件完全相同，具有稳定的电镀效能。
本发明的有益效果在于：1.黑孔工艺替代水平沉铜，药水无负载要求，生产前不需要拖缸，现场所需监控项目少，生产过程管控方便，化验分析合格即可生产，药水保养简化，保养周期延长，达到简化生产过程管控，简化生产操作及保养的目的，以及提高效率及产能的目的；2.黑孔工艺替代水平沉铜，药水不含甲醛，达到减少环境污染的目的；3.VCP直流电镀替代水平脉冲电镀，阳极周期保养可在生产过程中进行，达到简化设备保养，提高机器稼动率及产能的目的；4.使用新兴工艺技术，可降低设备资金投入以及生产成本的目的；5.使用黑孔、VCP直流电镀工艺，通过调整优化制作参数，能完全达到水平沉铜、水平脉冲电镀制作HDI的制作效果。
具体实施方式
下面结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
一种高活性印制线路板黑孔化试剂，所述黑孔化试剂按重量计包括碳粉2.8份、银粉1.7份、氧化锡粉末1.5份、氧化锌2.2份、氧化钦0.8份、三氧化二硅5份、磷酸氢钠9份、表面活性剂A 4份、表面活性剂B 6份、去离子水59份。
所述表面活性剂A为烷基多聚糖苷及烷基糖苷的组合物，组合比例为质量比1:1。
烷基糖苷（APG）是由糖的半缩醛羟基同醇羟基在酸性催化剂作用下脱水而生成的化合物，是新一代温和、绿色、环保型表面活性剂。APG的应用领域非常广泛，如洗涤剂、化妆品、生物化工、食品添加剂、农药增效剂等领域。它性能优越，适应了“绿色”和“环保”的要求，应用日益广泛。烷基糖苷（APG）是一类新型的非离子表面活性剂，它以碳水化合物和天然脂肪醇为原料制成。由淀粉制成的表面活性剂，由于其结构中含有葡萄糖单元，因此，除了具有传统表面活性剂的优异性能外，还具有许多独特的性能。
所述表面活性剂B为海藻酸钠。
一种印制线路板黑孔化方法，首先对印制线路板进行去污处理，将印制线路板放入上述的黑孔化试剂中进行第一次黑孔处理，将该经第一次黑孔处理的印制线路板风干，然后进行第二次黑孔处理，并将该经第二次黑孔处理的印制线路板风干，在进行第二次黑孔处理的过程中，所述印制线路板相对于所述第一次黑孔处理是上下面翻转的；用水清洗孔内和表面多余的残留液，烘干，并采用VCP直流电镀，确保通孔表面全部被覆盖。
所述第一次黑孔处理和第二次黑孔处理的条件 是 ：在45℃的温度下将印制线路板放入黑孔化试剂中浸渍38秒。
所述去污处理是将印制线路板浸渍在清洁剂中，然后再用水洗。
所述清洁剂的主要成分按重量计为：戊烷4份、己烷2份、辛烷3份、正丁醇8份、正己醇5份、乙二醇3份、环己烷7份、环己酮4份、甲苯环己酮5份、PVP 4份。
本发明的实施例克服了现有技术中存在的不足，提供一种比直接添加分散剂法更加稳定的黑孔化试剂(碳粉/金属及金属氧化物粉末悬浮液体系)。通过碳粉/金属及金属氧化物粉结合表面活性剂形成悬浮聚合物粒子，通过粒子表面长链聚合物的空间位阻和静电斥力，可大大增强黑孔液的分散稳定性。经本发明实施例黑孔化试剂及方法对线路板黑孔后，能够在线路板表面形成一层与通孔表面紧密结合的致密导电膜，可直接进行电镀工艺。
实施例2
一种高活性印制线路板黑孔化试剂，所述黑孔化试剂按重量计包括碳粉2.3份、银粉1.7份、氧化锡粉末1.5份、氧化锌1.8份、氧化钦0.8份、三氧化二硅5份、磷酸氢钠9份、表面活性剂A 2份、表面活性剂B 3份、去离子水59份。
所述表面活性剂A为甘油脂肪酸酯。
所述表面活性剂B为果胶酸钠。
一种印制线路板黑孔化方法，首先对印制线路板进行去污处理，将印制线路板放入上述的黑孔化试剂中进行第一次黑孔处理，将该经第一次黑孔处理的印制线路板风干，然后进行第二次黑孔处理，并将该经第二次黑孔处理的印制线路板风干，在进行第二次黑孔处理的过程中，所述印制线路板相对于所述第一次黑孔处理是上下面翻转的；用水清洗孔内和表面多余的残留液，烘干，并采用VCP直流电镀，确保通孔表面全部被覆盖。
所述第一次黑孔处理和第二次黑孔处理的条件 是 ：在40℃的温度下将印制线路板放入黑孔化试剂中浸渍45秒。
所述去污处理是将印制线路板浸渍在清洁剂中，然后再用水洗。
所述清洁剂的主要成分按重量计为：戊烷3份、己烷2份、辛烷2份、正丁醇12份、正己醇8份、乙二醇5份、环己烷5份、环己酮2份、甲苯环己酮3份、PVP2份。
实施例3
一种高活性印制线路板黑孔化试剂，所述黑孔化试剂按重量计包括碳粉3.7份、银粉1.7份、氧化锡粉末1.5份、氧化锌2.9份、氧化钦0.8份、三氧化二硅5份、磷酸氢钠9份、表面活性剂A 5份、表面活性剂B 7份、去离子水59份。
所述表面活性剂A为蓖麻油酸甲酯及山梨糖醇酐脂肪酸酯的组合，组合比例为质量比1:1。
所述表面活性剂B为壳聚糖水溶性蛋白。
一种印制线路板黑孔化方法，首先对印制线路板进行去污处理，将印制线路板放入上述的黑孔化试剂中进行第一次黑孔处理，将该经第一次黑孔处理的印制线路板风干，然后进行第二次黑孔处理，并将该经第二次黑孔处理的印制线路板风干，在进行第二次黑孔处理的过程中，所述印制线路板相对于所述第一次黑孔处理是上下面翻转的；用水清洗孔内和表面多余的残留液，烘干，并采用VCP直流电镀，确保通孔表面全部被覆盖。
所述第一次黑孔处理和第二次黑孔处理的条件 是 ：在55℃的温度下将印制线路板放入黑孔化试剂中浸渍30秒。
所述去污处理是将印制线路板浸渍在清洁剂中，然后再用水洗。
所述清洁剂的主要成分按重量计为：戊烷5份、己烷4份、辛烷5份、正丁醇5份、正己醇4份、乙二醇2份、环己烷8份、环己酮6份、甲苯环己酮7份、PVP5份。
实施例4
一种高活性印制线路板黑孔化试剂，所述黑孔化试剂按重量计包括碳粉2.8份、银粉1.7份、氧化锡粉末1.5份、氧化锌2.9份、氧化钦0.8份、三氧化二硅5份、磷酸氢钠9份、表面活性剂A 4份、表面活性剂B 7份、去离子水59份。
所述表面活性剂A为硬脂酰乳酸钠。
所述表面活性剂B为海藻酸钠。
一种印制线路板黑孔化方法，首先对印制线路板进行去污处理，将印制线路板放入上述的黑孔化试剂中进行第一次黑孔处理，将该经第一次黑孔处理的印制线路板风干，然后进行第二次黑孔处理，并将该经第二次黑孔处理的印制线路板风干，在进行第二次黑孔处理的过程中，所述印制线路板相对于所述第一次黑孔处理是上下面翻转的；用水清洗孔内和表面多余的残留液，烘干，并采用VCP直流电镀，确保通孔表面全部被覆盖。
所述第一次黑孔处理和第二次黑孔处理的条件 是 ：在50℃的温度下将印制线路板放入黑孔化试剂中浸渍40秒。
所述去污处理是将印制线路板浸渍在清洁剂中，然后再用水洗。
所述清洁剂的主要成分按重量计为：戊烷4份、己烷3份、辛烷3份、正丁醇7份、正己醇5份、乙二醇3份、环己烷7份、环己酮5份、甲苯环己酮5份、PVP4份。
对比例
一种高活性印制线路板黑孔化试剂，所述黑孔化试剂按重量计包括碳粉2.8份、三氧化二硅5份、磷酸氢钠9份、表面活性剂A 4份、去离子水59份。
所述表面活性剂A为柠檬酸酯及聚甘油脂肪酸酯的组合物，组合比例为质量比1:1。
效果测试例
黑孔化试剂中碳粉/金属及金属氧化物粉末粒子的平均粒径随存放时间的变化情况，能反映出碳粉/金属及金属氧化物粉末粒子的聚集程度(即分散稳定)，平均粒径随时间增大越多，说明碳粉/金属及金属氧化物粉末粒子聚集现象越严重，在水中的分散稳定性就越差。采用光散射粒度分析仪测试碳粉/金属及金属氧化物粉末粒子平均粒径。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。对于本发明中所有未详尽描述的技术细节，均可通过本领域任一现有技术实现。

Claims (9)

1.一种高活性印制线路板黑孔化试剂，其特征在于，所述黑孔化试剂按重量计包括碳粉2.3-3.7份、银粉1.2-3.1份、氧化锡粉末1.2-1.9份、氧化锌1.8-2.9份、氧化钦0.5-1.2份、三氧化二硅3-8份、磷酸氢钠7-11份、表面活性剂A 2-5份、表面活性剂B 3-7份、去离子水52-65份。
2.根据权利要求 1 所述的印刷电路板用黑孔化溶液，其特征在于,所述表面活性剂A为甘油脂肪酸酯､蔗糖脂肪酸酯､大豆磷脂､甘油二乙酸酯､二乙酰甘油一酸酯､柠檬酸酯､聚甘油脂肪酸酯、蓖麻油酸甲酯､硬脂酰乳酸钠､硬脂酰富马酸钠､山梨糖醇酐脂肪酸酯、α-磺基脂肪酸甲酯盐、烷基多聚糖苷、烷基糖苷、淀粉十二烷基苷中的任一种或两种的组合。
3.根据权利要求1所述的高活性印制线路板黑孔化试剂，其特征在于，所述表面活性剂B为海藻酸钠､果胶酸钠､卡拉胶､壳聚糖水溶性蛋白中的任一种。
4.根据权利要求1所述的高活性印制线路板黑孔化试剂，其特征在于，所述黑孔化试剂按重量计包括碳粉2.8份、银粉1.7份、氧化锡粉末1.5份、氧化锌2.2份、氧化钦0.8份、三氧化二硅5份、磷酸氢钠9份、表面活性剂A 4份、表面活性剂B 6份、去离子水59份。
5.一种印制线路板黑孔化方法，其特征在于，首先对印制线路板进行去污处理，将印制线路板放入权利要求1-4任一项所述的黑孔化试剂中进行第一次黑孔处理，将该经第一次黑孔处理的印制线路板风干，然后进行第二 次黑孔处理，并将该经第二次黑孔处理的印制线路板风干，在进行第二次 黑孔处理的过程中，所述印制线路板相对于所述第一次黑孔处理是上下面翻转的；用水清洗孔内和表面多余的残留液，烘干，
并采用VCP直流电镀，确保通孔表面全部被覆盖。
6.根据权利要求 5 所述的印制线路板黑孔化方法，其特征在于，所述第一次黑孔处理和第二次黑孔处理的条件 是 ：在40-55℃的温度下将印制线路板放入黑孔化试剂中浸渍30-45秒。
7.根据权利要求 5 所述的印制线路板黑孔化方法，其特征在于，所述去污处理是将印制线路板浸渍在清洁剂中，然后再用水洗。
8.根据权利要求7 所述的印制线路板黑孔化方法，其特征在于，所述清洁剂的主要成分按重量计为：戊烷3-5份、己烷2-4份、辛烷2-5份、正丁醇5-12份、正己醇4-8份、乙二醇2-5份、环己烷5-8份、环己酮2-6份、甲苯环己酮3-7份、PVP2-5份。
9.根据权利要求8 所述的印制线路板黑孔化方法，其特征在于，所述清洁剂的主要成分按重量计为：戊烷4份、己烷2份、辛烷3份、正丁醇8份、正己醇5份、乙二醇3份、环己烷7份、环己酮4份、甲苯环己酮5份、PVP 4份。
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