CN107920427B - 电路板的金属连接结构的制备方法和印刷电路板 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电路板的金属连接结构的制备方法和印刷电路板，其中，电路板的金属连接结构的制备方法，包括：在电路板表面的金属线路以外的区域形成第一电镀层，用于与金属线路连通；在电路板表面的焊盘以外的区域形成第一干膜；在焊盘的表面形成第二电镀层；清除所述第一干膜；清除第一电镀层，以形成金属连接结构。通过本发明的技术方案，不但可以解决印刷电路板制造过程中悬空的金属丝带来的短路问题，而且可以使焊盘的侧面镀金，提高可靠性。

Description

电路板的金属连接结构的制备方法和印刷电路板

技术领域

本发明涉及电路板制造技术领域，具体而言，涉及一种电路板的金属连接结构的制备方法和一种印刷电路板。

背景技术

在相关技术中，电镀金由于具有良好抗氧化，耐磨，良好的接触电阻，良好的焊接性能，因此印刷电路板中电镀金工艺具有极广泛的应用。

由传统镀金工艺生成的电镀镍金层为悬空状态，悬空的镍金层由于镍层断裂，有延展性的金层把断裂的镍连接在一起形成金属丝，如图1所示，这种金属丝易导致相邻的电气网络发生短路，同时传统镀金工艺生成的电镀镍金层印刷电路板的焊盘侧面无法镀金。

一方面，短路给印刷电路板制造工厂造成极大的报废，且部分微短路是无法在制造过程中发现并去除不良品，这部分微短路的印刷电路板一旦交付给终端客户使用，很容易造成使用过程中质量不稳定，以致造成不良影响，而焊盘侧面无法镀金的缺陷也会造成产品性能不稳定，不能满足通信行业对高频、高速、高可靠性的需求。

因此，如何解决悬空的金属丝带来的短路问题，而且可以使焊盘的侧面镀金，提高其可靠性成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明正是基于上述问题，提出了新的电路板的金属连接结构的制备方案，能够改良电镀镍金工艺，解决解决悬空的金属丝带来的短路问题，还可以使焊盘的侧面形成镀层，提高印刷电路板的可靠性。

有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种电路板的金属连接结构的制备方法，包括：在电路板表面的金属线路以外的区域形成第一电镀层，用于与金属线路连通；在电路板表面的焊盘以外的区域形成第一干膜；在焊盘的表面形成第二电镀层；清除第一干膜；清除第一电镀层，以形成金属连接结构。

在该技术方案中，经过初步加工的带有金属线路的电路板需要进行化学镀铜工艺，即通过化学药液处理使基板裸露部分覆盖上一层铜(第一电镀层)，这层铜具有导通作用，把初步加工的带有金属线路的电路板上刻蚀后的图形重新连接成一个导通网络，在焊盘以外的区域覆盖上一层干膜(第一干膜)，起到防止被电镀的作用，部署完成后，开始电镀镍金层，在干膜未覆盖的区域镀上镍金层，这样就能保证镍金层(第二电镀层)恰好可以盖住焊盘的顶部和侧面。由于先进行刻蚀工艺形成焊盘，再对焊盘进行单独电镀，形成包裹焊盘的镍金层，所以，可以避免产生悬空的金属丝，也可以使线路的侧面镀上镍金层，提高了印刷电路板的工艺精细程度，使其更稳定耐用，同时避免悬空金属丝带来的短路问题。

在上述技术方案中，优选地，在电路板的表面的金属线路以外的区域形成第一电镀层，用于与金属线路连通前，还包括：在覆铜基板的表面形成第二干膜；使用紫外线对待成形的金属线路区域的第二干膜进行曝光，以使金属线路转移到第二干膜上；使用显影液清除未曝光区域的干膜，以暴露未曝光区域的覆铜；使用蚀刻液清除未曝光区域的覆铜，形成金属线路，以生成包括金属线路的电路板。

在该技术方案中，所述覆铜基板表面需要按照一定的图案进行刻蚀，所以在覆铜基板的表面部署干膜(第二干膜)，作为图像转移的载体，经紫外光照射后可以把底片上的线路转移到贴好干膜的基板上，然后将未曝光的干膜洗掉，使影像显现，接着就能进行蚀刻过程，即利用酸性溶液(蚀刻液)清除未被干膜保护的覆铜，最后进行去膜过程，去除余下的干膜，完成线路的印制过程，此时电镀镍金层还未制作。此工艺用以生产带有金属线路的电路板，其间，通过预先刻蚀，暴露出焊盘结构，以便后续对金属线路镀镍金层。可以看出此技术方案与先镀镍金层再刻蚀的传统工艺不同，可以避免产生悬空镀层和金属丝。

在上述技术方案中，优选地，在电路板的表面的金属线路以外的区域形成第一电镀层，用于与金属线路连通，具体包括以下步骤：使用化学镀铜工艺，在沉铜速度为1.2μm/h至2.5μm/h的条件下，在金属线路以外的区域的表面形成0.5μm至1.0μm厚的镀铜层，以作为第一电镀层。

在该技术方案中，利用化学镀铜工艺将刻蚀后的图形重新连接成一个导通网络，为后续的电镀镍金层做准备。

在上述技术方案中，优选地，在焊盘的表面形成第二电镀层，具体包括以下步骤：对焊盘的表面进行化学清洗，以洗掉表面的污染物；对焊盘的表面进行机械磨板，以形成粗糙表面；在粗糙表面形成电镀镍层，以形成隔离层；在隔离层表面形成电镀金层，以形成第二电镀层。

在该技术方案中，对焊盘的表面进行化学清洗是为了得到具有优良黏附性能的表面状态，然后再进行机械磨板形成粗糙表面，提高电镀镍层的结合力，此电镀镍层作为隔离层把金层和铜层分开，利用镍不会和金发生离子迁移，也不会和铜发生离子迁移的特性，防止电镀金和铜发生离子迁移导致电镀金失去致密保护结构，达到提高镀金层的稳定性的目的。

在上述技术方案中，优选地，清除第一电镀层，以形成金属连接结构，具体包括以下步骤：采用2.5％至3％的硫酸与2.5％至3％的双氧水形成的混合溶液对第一电镀层进行微腐蚀处理，直至去除第一电镀层。

在该技术方案中，第一电镀层的工作已经完成，可以通过微腐蚀处理将第一电镀层去除。

在上述技术方案中，优选地，使用显影液清除未曝光区域的干膜，以暴露未曝光区域的覆铜，具体包括以下步骤：使用浓度为0.8％至1.2％的Na₂CO₃或K₂CO₃作为显影液，溶解未曝光区域的干膜。

在该技术方案中，未曝光区域的干膜没有黏附在覆铜上，可以使用显影液进行溶解，以使覆铜暴露，进行后续的刻蚀工艺。

在上述技术方案中，优选地，蚀刻液为NH₄Cl和氨水的混合溶液。

在该技术方案中，利用NH₄Cl和氨水的混合溶液作为刻蚀液清楚暴露在外的覆铜，以生成包括金属线路的电路板。

在上述技术方案中，优选地，在覆铜基板的表面形成第二干膜前，还包括：分别采用化学镀铜工艺与电解镀铜工艺，在基板的表面进行镀铜，以形成覆铜基板。

在该技术方案中，化学镀铜(沉铜)是通过化学药液处理使基板和孔内附上铜，电解镀铜是以电镀的方式增加铜厚度以达到客户要求。

在上述技术方案中，优选地，对金属线路以外的区域的进行绿油涂覆。

在该技术方案中，使用钢网印刷涂布绿油，能够根据客户要求的图样进行印刷，印刷完成后需对基板进行干燥处理，使其绿油完全硬化，此绿油涂覆层可以保护电路板的线路和板面，防止氧化、受潮等，同时在线路板装配元件的过程中起阻焊作用。

通过本发明的技术方案，改变了传统工艺的制作流程，利用先刻蚀后镀镍金层的方法避免产生悬空镀层和金属丝，同时能够对焊盘的侧面进行保护，更为全面地保护线路，使印刷电路板更安全可靠。

本发明的第二方面提供了一种印刷电路板，采用如上述任一技术方案所述的电路板的金属连接结构的制备方法制备而成。

通过本发明的技术方案，在制造印刷电路板时，利用先刻蚀形成线路，再对线路镀镍金层的方法避免了悬空镀层的产生，降低了短路的可能性，同时对焊盘(线路)进行全面的镀层覆盖，使印刷电路板整体更安全可靠，提升了产品的市场竞争力。

附图说明

图1示出了相关技术中电路板的金属连接结构的示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的电路板的金属连接结构的制备方法的示意流程图；

图3至11示出了根据本发明的一个实施例的电路板的金属连接结构的制备过程的电路板剖面的示意图。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图2示出了根据本发明的一个实施例的电路板的金属连接结构的制备方法流程图。

如图2所示，根据本发明的一个实施例的电路板的金属连接结构的制备方法，包括：步骤202，在电路板表面的金属线路以外的区域形成第一电镀层，用于与金属线路连通；步骤204，在电路板表面的焊盘以外的区域形成第一干膜；步骤206，在焊盘的表面形成第二电镀层；步骤208，清除第一干膜；步骤210，清除第一电镀层，以形成金属连接结构。

在该技术方案中，经过初步加工的带有金属线路的电路板需要进行化学镀铜工艺，即通过化学药液处理使基板裸露部分覆盖上一层铜(第一电镀层)，这层铜具有导通作用，把初步加工的带有金属线路的电路板上刻蚀后的图形重新连接成一个导通网络，在焊盘以外的区域覆盖上一层干膜(第一干膜)，起到防止被电镀的作用，部署完成后，开始电镀镍金层，在干膜未覆盖的区域镀上镍金层，这样就能保证镍金层(第二电镀层)恰好可以盖住焊盘的顶部和侧面。由于先进行刻蚀工艺形成焊盘，再对焊盘进行单独电镀，形成包裹焊盘的镍金层，所以，可以避免产生悬空的金属丝，也可以使线路的侧面镀上镍金层，提高了印刷电路板的工艺精细程度，使其更稳定耐用，同时避免悬空金属丝带来的短路问题。

如图3所示是印刷电路板的覆铜基板，其中102是覆铜层，104是绝缘基板。

如图4所示，在基材上钻孔106。

如图5所示，对孔106进行金属化，通过孔的金属化使孔形成电器互联的通道。

图6在图5的基础上进行抗蚀刻干膜处理，以形成第二干膜108，被第二干膜108覆盖的区域在线路蚀刻(腐蚀)过程中是不能被蚀刻掉的。

如图7是蚀刻并退除第二干膜108后的示意图，经过这个流程，线路已经形成，即生成包括金属线路的电路板。

图8是化学镀铜工艺，即在电路板表面的金属线路以外的区域形成第一电镀层110，用于与金属线路连通，图8中的110是化学镀铜层(第一电镀层)，这层化学镀铜层把蚀刻后的图形重新连接成一个导通网络。

图9是覆盖干膜工艺，在电路板表面的焊盘以外的区域形成第一干膜112，即对化学镀铜层上覆盖一层第一干膜112，凡事覆盖第一干膜112的区域均无法被电镀，未覆盖干膜的区域可以被电镀。

图10所示是电镀金并退干膜的后的示意图，即清除第一干膜112，退完第一干膜后，焊盘的顶部和侧面均被镀金包裹，形成电镀金镍金层114(即第二电镀层)，且没有金属丝存在的风险。

如图11所示是进行微腐蚀后的示意图，即清除第一电镀层110，经过微腐蚀后，在图8中的化学镀铜层110被去除掉，这种微腐蚀不能腐蚀镀金层，而化学镀铜层可以被腐蚀清除，去除化学镀铜层后的印刷电路板重新形成需要的网络。

如图4至图7所示，在上述技术方案中，优选地，在电路板的表面的金属线路以外的区域形成第一电镀层110，用于与金属线路连通前，还包括：在覆铜基板的表面形成第二干膜108；使用紫外线对待成形的金属线路区域的第二干膜108进行曝光，以使金属线路转移到第二干膜108上；使用显影液清除未曝光区域的干膜，以暴露未曝光区域的覆铜102；使用蚀刻液清除未曝光区域的覆铜102，形成金属线路，以生成包括金属线路的电路板。

在该技术方案中，所述覆铜基板表面需要按照一定的图案进行刻蚀，所以在覆铜基板的表面部署干膜(第二干膜108)，作为图像转移的载体，经紫外光照射后可以把底片上的线路转移到贴好干膜的基板上，然后将未曝光的干膜洗掉，使影像显现，接着就能进行蚀刻过程，即利用酸性溶液(蚀刻液)清除未被干膜保护的覆铜，最后进行去膜过程，去除余下的干膜，完成线路的印制过程，此时电镀镍金层还未制作。此工艺用以生产带有金属线路的电路板，其间，通过预先刻蚀，暴露出焊盘结构，以便后续对金属线路镀镍金层。可以看出此技术方案与先镀镍金层再刻蚀的传统工艺不同，可以避免产生悬空镀层和金属丝。

在上述技术方案中，优选地，在电路板的表面的金属线路以外的区域形成第一电镀层，用于与金属线路连通，具体包括以下步骤：使用化学镀铜工艺，在沉铜速度为1.2μm/h至2.5μm/h的条件下，在不包括金属线路的区域的表面形成0.5μm至1.0μm厚的镀铜层，以作为第一电镀层110。

在该技术方案中，利用化学镀铜工艺将刻蚀后的图形重新连接成一个导通网络，为后续的电镀镍金层做准备。

在上述技术方案中，优选地，在焊盘的表面形成第二电镀层114，具体包括以下步骤：对焊盘的表面进行化学清洗，以洗掉表面的污染物；对焊盘的表面进行机械磨板，以形成粗糙表面；在粗糙表面形成电镀镍层，以形成隔离层；在隔离层表面形成电镀金层，以形成第二电镀层114。

在该技术方案中，对焊盘的表面进行化学清洗是为了得到具有优良黏附性能的表面状态，然后再进行机械磨板形成粗糙表面，提高电镀镍层的结合力，此电镀镍层作为隔离层把金层和铜层分开，利用镍不会和金发生离子迁移，也不会和铜发生离子迁移的特性，防止电镀金和铜发生离子迁移导致电镀金失去致密保护结构，达到提高镀金层的稳定性的目的。

在上述技术方案中，优选地，清除第一电镀层，以形成金属连接结构，具体包括以下步骤：采用2.5％至3％的硫酸与2.5％至3％的双氧水形成的混合溶液对第一电镀层进行微腐蚀处理，直至去除第一电镀层。

在该技术方案中，第一电镀层110的工作已经完成，可以通过微腐蚀处理将第一电镀层110去除。

在上述技术方案中，优选地，使用显影液清除未曝光区域的干膜，以暴露未曝光区域的覆铜，具体包括以下步骤：使用浓度为0.8％至1.2％的Na₂CO₃或K₂CO₃作为显影液，溶解未曝光区域的干膜。

在该技术方案中，未曝光区域的干膜没有黏附在覆铜上，可以使用显影液进行溶解，以使覆铜暴露，进行后续的刻蚀工艺。

在上述技术方案中，优选地，蚀刻液为NH₄Cl和氨水的混合溶液。

在该技术方案中，利用NH₄Cl和氨水的混合溶液作为刻蚀液清楚暴露在外的覆铜，以生成包括金属线路的电路板。

在上述技术方案中，优选地，在覆铜基板的表面形成第二干膜108前，还包括：分别采用化学镀铜工艺与电解镀铜工艺，在基板的表面进行镀铜，以形成覆铜基板。

在该技术方案中，化学镀铜(沉铜)是通过化学药液处理使基板和孔内附上铜，电解镀铜是以电镀的方式增加铜厚度以达到客户要求。

在上述技术方案中，优选地，对金属线路以外的区域的进行绿油涂覆。

在该技术方案中，使用钢网印刷涂布绿油，能够根据客户要求的图样进行印刷，印刷完成后需对基板进行干燥处理，使其绿油完全硬化，此绿油涂覆层可以保护电路板的线路和板面，防止氧化、受潮等，同时在线路板装配元件的过程中起阻焊作用。

通过本发明的技术方案，改变了传统工艺的制作流程，利用先刻蚀后镀镍金层的方法避免产生悬空镀层和金属丝，同时能够对焊盘的侧面进行保护，更为全面地保护线路，使印刷电路板更安全可靠。

本发明还提供了一种印刷电路板，采用如上述任一技术方案所述的电路板的金属连接结构的制备方法制备而成。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，通过本发明的技术方案，在制造印刷电路板时，利用先刻蚀形成线路，再对线路镀镍金层的方法避免了悬空镀层的产生，降低了短路的可能性，同时对焊盘(线路)进行全面的镀层覆盖，使印刷电路板整体更安全可靠，提升了产品的市场竞争力。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”表示两个或两个以上。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电路板的金属连接结构的制备方法，其特征在于，包括：

在电路板表面的金属线路以外的区域形成第一电镀层，用于与所述金属线路连通；

在所述电路板表面的焊盘以外的区域形成第一干膜；

在所述焊盘的表面形成第二电镀层；

清除所述第一干膜；

清除所述第一电镀层，以形成所述金属连接结构；

所述在电路板的表面的金属线路以外的区域形成第一电镀层，用于与所述金属线路连通前，还包括：

在覆铜基板的表面形成第二干膜；

使用紫外线对待成形的金属线路区域的第二干膜进行曝光，以使所述金属线路转移到所述第二干膜上；

使用显影液清除未曝光区域的干膜，以暴露所述未曝光区域的覆铜；

使用蚀刻液清除所述未曝光区域的覆铜，形成所述金属线路，以生成包括所述金属线路的电路板。

2.根据权利要求1所述的电路板的金属连接结构的制备方法，其特征在于，所述在电路板的表面的金属线路以外的区域形成第一电镀层，用于与所述金属线路连通，具体包括以下步骤：

使用化学镀铜工艺，在沉铜速度为1.2μm/h至2.5μm/h的条件下，在所述金属线路以外的区域的表面形成0.5μm至1.0μm厚的镀铜层，以作为所述第一电镀层。

3.根据权利要求1所述的电路板的金属连接结构的制备方法，其特征在于，在所述焊盘的表面形成第二电镀层，具体包括以下步骤：

对所述焊盘的表面进行化学清洗，以洗掉表面的污染物；

对所述焊盘的表面进行机械磨板，以形成粗糙表面；

在所述粗糙表面形成电镀镍层，以形成隔离层；

在所述隔离层表面形成电镀金层，以形成所述第二电镀层。

4.根据权利要求1所述的电路板的金属连接结构的制备方法，其特征在于，所述清除所述第一电镀层，以形成所述金属连接结构，具体包括以下步骤：

采用2.5%至3%的硫酸与2.5%至3%的双氧水形成的混合溶液对所述第一电镀层进行微腐蚀处理，直至去除所述第一电镀层。

5.根据权利要求1所述的电路板的金属连接结构的制备方法，其特征在于，所述使用显影液清除未曝光区域的干膜，以暴露所述未曝光区域的覆铜，具体包括以下步骤：

使用浓度为0.8%至1.2%的

或

作为所述显影液，溶解所述未曝光区域的干膜。

6.根据权利要求1所述的电路板的金属连接结构的制备方法，其特征在于，所述蚀刻液为

和氨水的混合溶液。

7.根据权利要求1所述的电路板的金属连接结构的制备方法，其特征在于，所述在覆铜基板的表面形成第二干膜前，还包括：

分别采用化学镀铜工艺与电解镀铜工艺，在基板的表面进行镀铜，以形成所述覆铜基板。

8.根据权利要求1所述的电路板的金属连接结构的制备方法，其特征在于，还包括：

对所述金属线路以外的区域的进行绿油涂覆。

9.一种印刷电路板，其特征在于，采用如权利要求1至8中任一项所述的电路板的金属连接结构的制备方法制备而成。

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