CN106757194A - 一种利用电镀铜填pcb盲孔的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用电镀铜填PCB盲孔的方法，属于电路板制备领域，其特征在于包括如下步骤：（1）取CuSO4·5H2O溶解于去离子水中，然后加入44mL的浓硫酸，待溶液温度降至室温后，开始顺序加入氯离子、抑制剂、加速剂、整平剂，搅拌均匀后待用；（2）镀液转移到电镀槽中，插入铜板和磷铜板分别做阴、阳极，然后进行小电流电解处理（3）PCB样板预处理。（4）接通电源，控制电流密度电镀后断电。通过采用化学镀的方法在孔壁上沉积一层薄铜，然后则是在含有添加剂的酸性硫酸铜镀液中进行电镀铜填孔处理，直至沉铜层填满整个盲孔或埋孔，镀液分散能力好，镀层结晶细致，结合力好。

Description

一种利用电镀铜填PCB盲孔的方法
技术领域
本发明属于电路板制备领域，尤其涉及一种利用电镀铜填PCB盲孔的方法。
背景技术
电子产品日益轻薄短小的发展趋势对印制电路板的制作提出了更高的要求，目前印制板中级别较高，制作相对复杂的高密度互联板已经被广泛应用于各类电子产品中，其市场需求量不断上升，发展前景良好。盲孔的金属化，作为HDI板制作过程中的关键技术之一，目前较为普遍的处理方式是先化学沉铜，然后电镀铜填孔。电镀铜填盲孔的效果对印制板中电信号传输的稳定性与可靠性有着重大影响，因此如何在电镀铜溶液中实现对盲孔的完美填充就成了问题的关键所在。然而，目前国内市场上销售的盲孔镀铜液都是国外的各大品牌，这严重制约了我国PCB产业的发展。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供一种利用电镀铜填PCB盲孔的方法。
本发明的技术方案为：
一种利用电镀铜填PCB盲孔的方法，包括如下步骤：
（1）称取330g的CuSO4•5H2O均匀溶解于1200mL的去离子水中，然后在不断搅拌的条件下缓慢加入44mL的浓硫酸，待溶液温度降至室温后，开始顺序加入氯离子、抑制剂、加速剂、整平剂，搅拌均匀后，加适量的去离子水定容，待用；
（2）取上述镀液1.5L转移到电镀槽中，插入铜板和磷铜板分别做阴、阳极，然后进行小电流电解处理，电流密度为0.5A/dm2，时间5min；
（3）PCB样板预处理：将经过化学沉铜处理的PCB盲孔板在10wt%的硫酸溶液中活化1min，用去离子水冲洗干净后冷风吹干，置于镀液中浸泡，开启打气装置，对镀液进行强制搅拌，使镀液充分润湿盲孔，浸泡时间5min；
（4）电镀参数：接通电源，控制电流密度为1A/dm2，电镀30min后，将电流密度调高至2A/dm2，继续电镀60-90min，时至断电。
本发明所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，其特征在于：所述氯离子为10mg/mL的NaCl浓缩液。
本发明所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，所述抑制剂为10mg/mL的抑制剂浓缩液。
本发明所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，所述加速剂为1mg/mL的SPS浓缩液。
本发明所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，所述整平剂1mg/mL的JGB浓缩液。
本发明所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，所述磷铜板的磷含量为0.040~0.065wt%。
本发明所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，所述PCB盲孔板的板子尺寸：5cm×12cm；盲孔尺寸：孔径150µm，孔深75µm。
本发明的技术效果在于：
本发明通过采用化学镀的方法在孔壁上沉积一层薄铜，然后则是在含有添加剂的酸性硫酸铜镀液中进行电镀铜填孔处理，直至沉铜层填满整个盲孔或埋孔，镀液分散能力好，镀层结晶细致，结合力好。
具体实施方式
一种利用电镀铜填PCB盲孔的方法，包括如下步骤：
（1）称取330g的CuSO4•5H2O均匀溶解于1200mL的去离子水中，然后在不断搅拌的条件下缓慢加入44mL的浓硫酸，待溶液温度降至室温后，开始顺序加入氯离子、抑制剂、加速剂、整平剂，搅拌均匀后，加适量的去离子水定容，待用；
（2）取上述镀液1.5L转移到电镀槽中，插入铜板和磷铜板分别做阴、阳极，然后进行小电流电解处理，电流密度为0.5A/dm2，时间5min；
（3）PCB样板预处理：将经过化学沉铜处理的PCB盲孔板在10wt%的硫酸溶液中活化1min，用去离子水冲洗干净后冷风吹干，置于镀液中浸泡，开启打气装置，对镀液进行强制搅拌，使镀液充分润湿盲孔，浸泡时间5min；
（4）电镀参数：接通电源，控制电流密度为1A/dm2，电镀30min后，将电流密度调高至2A/dm2，继续电镀60min，时至断电。
本发明所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，其特征在于：所述氯离子为10mg/mL的NaCl浓缩液。它除了具有能促进阳极正常溶解的作用之外，本身还可以催化加速Cu2+的放电过程。此外，镀液中加速剂与抑制剂作用的发挥都离不开Cl-的协同作用。
本发明所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，所述抑制剂为10mg/mL的抑制剂浓缩液。抑制剂，又被称作载运剂、润湿剂，通常是大分子量的聚醚化合物。抑制剂的作用大致有三点；第一，协助加速剂往镀面的各处分布；第二，降低镀液的表面张力，增加润湿效果，使镀液更易进入孔内，增加传质效果；第三，由于其分子量较大，扩散相对困难，可在镀件表面呈梯度分布，在提高阴极极化的同时也减小了高低电流密度区的差异，使铜能够均匀沉积。目前，最常使用的抑制剂是PEG，其价格低廉，润湿性较好，起泡率低，有多种分子量可供选择，然而其最大的缺点就是抑制作用较低，因此其使用量一般较大。此外，PEG在使用过程中不稳定，易在阴极区发生分解。
本发明所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，所述加速剂为1mg/mL的SPS浓缩液。加速剂，又叫光亮剂，通常是小分子量的含有硫或其它官能团的有机化合物。对于酸性镀铜光亮剂的研究是从20世纪40年代开始的，最早使用的光亮剂是硫脲及其衍生物，有较好的光亮和整平效果，但是缺点也很明显：光亮密度范围窄、分解产物有毒、易使镀层变脆等。
本发明所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，所述整平剂1mg/mL的JGB浓缩液。整平剂是一类能够吸附在阴极表面并强烈抑制高电流密度区铜离子沉积的含氮化合物的统称，大致可分为两类：染料型和非染料整平剂。有机染料是酸铜电镀工艺中最早采用的整平剂，品种较多，有吩嗪染料、噻嗪染料和酞菁染料等。
本发明所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，所述磷铜板的磷含量为0.040~0.065wt%。
本发明所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，所述PCB盲孔板的板子尺寸：5cm×12cm；盲孔尺寸：孔径150µm，孔深75µm。
CuSO4·5H2O作为镀液中的主盐，其作用是提供电镀时所需的铜离子。镀液中硫酸铜的含量较高时，电流效率增加，允许的电流密度上限提高，沉积速度加快，但太高时硫酸铜易结晶析出；含量较低时，镀液的覆盖能力与分散能力均有提高，但电流效率下降，相应镀层的光亮度和平整度有所下降。对于电镀铜填盲孔的镀液而言，其CuSO4·5H2O的含量一般可在180~220g/L范围内变化。电镀铜时，选择纯度较高的CuSO4·5H2O才能更好地保证镀铜层的质量，生产中，一般选择纯度大于99%的硫酸铜为电镀原料。此外，为了保证电镀过程中铜离子的充足稳定供应，一般选择可溶性的铜阳极。铜阳极的选择非常重要，一般选择磷铜球做阳极，通电时磷铜阳极表面。形成的黑色薄膜可有效抑制阳极泥的形成，提高镀件质。加速剂与抑制剂作用的发挥都离不开其与Cl-的协同作用。在含有Cl-的镀铜液中，加速剂对铜离子的沉积有去极化作用，而抑制剂对铜离子的沉积有极化作用。

Claims (7)

1.一种利用电镀铜填PCB盲孔的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）称取330g的CuSO4·5H2O均匀溶解于1200mL的去离子水中，然后在不断搅拌的条件下缓慢加入44mL的浓硫酸，待溶液温度降至室温后，开始顺序加入氯离子、抑制剂、加速剂、整平剂，搅拌均匀后，加适量的去离子水定容，待用；
（2）取上述镀液1.5L转移到电镀槽中，插入铜板和磷铜板分别做阴、阳极，然后进行小电流电解处理，电流密度为0.5A/dm2，时间5min；
（3）PCB样板预处理：将经过化学沉铜处理的PCB盲孔板在10wt%的硫酸溶液中活化1min，用去离子水冲洗干净后冷风吹干，置于镀液中浸泡，开启打气装置，对镀液进行强制搅拌，使镀液充分润湿盲孔，浸泡时间5min；
（4）电镀参数：接通电源，控制电流密度为1A/dm2，电镀30min后，将电流密度调高至2A/dm2，继续电镀60-90min，时至断电。
2.根据权利要求1所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，其特征在于：所述氯离子为10mg/mL的NaCl浓缩液。
3.根据权利要求1所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，其特征在于：所述抑制剂为10mg/mL的抑制剂浓缩液。
4.根据权利要求1所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，其特征在于：所述加速剂为1mg/mL的SPS浓缩液。
5.根据权利要求1所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，其特征在于：所述整平剂1mg/mL的JGB浓缩液。
6.根据权利要求1所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，其特征在于：所述磷铜板的磷含量为0.040~0.065wt%。
7.根据权利要求1所述的利用电镀铜填PCB盲孔的方法，其特征在于：所述PCB盲孔板的板子尺寸：5cm×12cm；盲孔尺寸：孔径150µm，孔深75µm。
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