CN108207090A - 印制电路板的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种印制电路板的制作方法，采用的填孔电镀液包含8～15mL/L的硫酸、50～100g/L的硫酸铜以及0.1～1mL/L的光亮剂、6～20mL/L的整平剂、50～100ppm的盐酸。本申请提供上述含8～15mL/L的硫酸、50～100g/L的硫酸铜的填孔电镀液，该特定配方的填孔电镀液，特别是针对高深径比细长孔，能够于反向脉冲电流下对进行均匀致密电镀，不会产生空洞。

Description

印制电路板的制作方法
技术领域
本发明涉及印制电路板技术领域，涉及一种印制电路板的制作方法。
背景技术
目前主流的消费电子产品越来越追求轻、薄、短、小的发展趋势，线路板作为电子产品元器件的载体，更加要求向高密度化发展。在此大环境下，线路板的发展逐步趋向超精细线路和超微孔方向，传统的过孔与导通孔互联已不能满足产品需求，特别是近几年来为了在有限的空间内尽可能增大布线密度，叠孔技术(包括通孔和盲孔)在线路板制造企业中的应用越来越广。
在满足布线密度要求的同时，线路板的散热性能也被越来越多的客户所提及，因此导通孔的镀铜填充技术将越来越多应用到互联工艺中。对于通孔填充的材料，在纯铜填充之前，传统的主要有导电胶和树脂。与传统使用的导电胶相比，纯铜的热传导性大幅度提高约80～200倍，体积电阻率降低到1/3～1/6。对于由高散热要求的线路板，需要采用高散热的铜柱形式代替原来塞树脂或者导电胶等介质。
现有市场上广泛应用的微孔电镀填孔工艺提高了PCB板的布线密度和运行频率，减少了信号延迟及失真，避免了采用树脂、导电胶填孔造成的凹陷以及不同材料的CTE不一致造成的开裂及应力现象，提高了可靠性,简化了制作流程。目前对于电镀填通孔制作还局限于0.3mm以下的板厚，孔径在0.15mm以下，填孔后的面铜控制在20～50μm不等。
随着PCB的发展，其板厚的通孔中也存在进行电镀铜填孔的需求，如0.38mm板厚，0.13mm的孔径通孔；或者0.56mm板厚，0.1mm的通孔，该类通孔属于高深径比的通孔，采用常规的填孔电镀液及填孔工艺对其填孔难度较大，容易产生填孔不均匀、形成气泡等缺陷。
因此，有必要研发一种能够适用于高深径比通孔的印制电路板制作方法。
发明内容
基于此，本申请的目的是提供一种适用于高深径比通孔的填孔电镀液。
具体技术方案如下：
一种填孔电镀液，包含8～15mL/L的硫酸、50～100g/L的硫酸铜以及0.1～1mL/L的光亮剂、6～20mL/L的整平剂、50～100ppm的盐酸。
在其中一些实施例中，该填孔电镀液包含8.5～12mL/L的硫酸、75～95g/L的硫酸铜以及0.2～0.5mL/L的光亮剂、6～20mL/L的整平剂、60-90ppm的盐酸。
在其中一些实施例中，该填孔电镀液包含9mL/L的硫酸、90g/L的硫酸铜以及0.2mL/L的光亮剂、10mL/L的整平剂、80ppm的盐酸。
在其中一些实施例中，所述的光亮剂选自聚二硫二丙烷磺酸钠、苄叉丙酮、蓖麻油、丙烯磺酸钠、炔醇、炔二醇中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述的整平剂选自聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、孔雀石绿中的至少一种。
本发明的另一目的是提供一种印制电路板的制作方法，包括如下步骤：
获取钻有通孔的印制电路板预制件；
采用上述的填孔电镀液于反向脉冲电流下对所述通孔进行电镀填孔；
磨板，退膜，蚀刻，获得印制电路板。
在其中一些实施例中，所述脉冲电流的正反电流比为1：(1～4)、正反电流的时间比为(15～25)：1。
在其中一些实施例中，所述脉冲电流的正反电流比为1：(3～4)、正反电流的时间比为(20～25)：1。
在其中一些实施例中，所述获取钻有通孔的印制电路板预制件，包括如下步骤：
开料：按照生产制作要求，将基板材料裁切成所需尺寸的PCB板；
钻孔：按照设计制作要求在PCB板钻通孔；
沉铜：在PCB板的通孔内沉积一层化学铜，经化学铜沉积后PCB板背光级数大于9级；
预镀铜：对PCB板进行全板电镀，在通孔内镀上一层铜，使通孔金属化；
贴膜：将干膜或者湿膜贴于PCB板面，以备后续线路转移；
显影：将所需要填孔的通孔显露出来。在其中一些实施例中，所述的填孔电镀液的温度为20～25℃，所述的电流密度为8～15ASF。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本申请提供上述含8～15mL/L的硫酸、50～100g/L的硫酸铜的填孔电镀液，该特定配方的填孔电镀液，特别是针对高深径比的细长孔(如厚度不低于0.25mm的PCB板上的深径比大于1.5的通孔)，能够于反向脉冲电流下对进行均匀致密电镀，不会产生包孔空洞。因为，采用本申请填孔电镀液及方法对高深径比通孔进行填孔时，其作用原理区别于常规高铜低硫酸填孔药水，其整个作用过程不存在明显的爆发过程(也就是沉积速度相差十几倍的过程)，而是能够很好的控制填孔速度，实现缓慢平稳沉积填孔，且始终保持一个通孔孔内铜生长速度稍优于孔口铜生产速度的状态(见图6)，这样就能够实现采用常规填孔药水及填孔方法制作不了的高深径比通孔的无空洞填孔。在采用该特定配方的填孔电镀液时，电镀填孔参数需根据所钻孔径和板厚大小需要进行适当调节。
本申请还针对先退膜后磨板的传统流程，采用先磨板在退膜的方式，这种方式有利于磨板的均匀性，可以避免在打磨孔口铜的时候将板面铜打磨过度。
附图说明
图1为实施例1所得填孔的切面图；
图2为实施例2所得填孔的切面图；
图3为实施例3所得填孔的切面图；
图4为对比例1所得填孔中出现空洞的切面图；
图5为对比例2所得填孔中出现空洞的切面图；
图6为采用本申请填孔电镀液进行填孔的机制说明图；1是通孔的孔口，2是通孔的孔内。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
本实施例方法如下步骤：
步骤一、获取钻有通孔的印制电路板预制件，具体包括：开料、钻孔、沉铜、预镀铜、贴膜、显影的工序，其中：
(1)开料：按照生产制作要求，将基板材料裁切成所需尺寸，基板材料的厚度为0.25mm；
(2)钻孔：按照设计制作要求进行钻孔加工，孔径为0.15mm；
(3)沉铜：在板孔内沉积一层化学铜，经化学铜沉积后板背光级数大于9级；
(4)预镀铜：对板进行全板电镀，在板孔内镀上一层铜，保护化学铜；
(5)贴膜：将干膜贴于板面，等待后续线路转移；
(6)显影：将所需要填孔的通孔显露出来。
步骤二、采用的填孔电镀液于脉冲电流下对所述通孔进行电镀填孔；其中：
采用的填孔电镀液包含8mL/L的硫酸，50g/L的硫酸铜，0.1mL/L的酸性光亮剂(蓖麻油)，6mL/L的整平剂(聚乙烯醇)，50ppm的盐酸；
采用脉冲整流机，输出脉冲电流波形，正反电流比为1:3，时间比为100ms:5ms，填孔电镀液的温度20℃,电流密度为8ASF，采用自动添加系统自动添加填孔电镀液；电镀填孔的时间为200min；
步骤三、磨板、退膜、蚀刻即可获得印制电路板，其中：
磨板：将填孔后凸起的部分采用手动或者自动的方式磨平，磨板前、后见图1；
退膜：将板面的干膜退去，等待后续进行线路蚀刻制作；
蚀刻：制作线路。
本实施例电镀填孔中沉积速度缓慢平稳，未出现任何空洞，填孔致密均匀，见图1；蚀刻前面铜的厚度为10μm，该厚度便于进行后续线路制作。
实施例2
本实施例方法如下步骤：
步骤一、获取钻有通孔的印制电路板预制件，具体包括：开料、钻孔、沉铜、预镀铜、贴膜、显影的工序，其中：
(1)开料：按照生产制作要求，将基板材料裁切成所需尺寸，基板材料的厚度为0.42mm；
(2)钻孔：按照设计制作要求进行钻孔加工，孔径为0.13mm；
(3)沉铜：在板孔内沉积一层化学铜，经化学铜沉积后板背光级数大于9级；
(4)预镀铜：对板进行全板电镀，在板孔内镀上一层铜，保护化学铜；
(5)贴膜：将湿膜贴于板面，等待后续线路转移；
(6)显影：将所需要填孔的通孔显露出来；
步骤二、采用的填孔电镀液于脉冲电流下对所述通孔进行电镀填孔；其中：
采用的填孔电镀液包含15mL/L的硫酸，100g/L的硫酸铜，1mL/L的酸性光亮剂(苄叉丙酮)，20mL/L的整平剂(聚乙烯吡咯烷酮)，100ppm的盐酸；
采用脉冲整流机，输出脉冲电流波形，正反电流比为1:3.5，时间比为100ms:5ms，填孔电镀液的温度20℃,电流密度为10ASF，采用自动添加系统自动添加填孔电镀液；电镀填孔的时间为250min；
步骤三、磨板、退膜、蚀刻即可获得印制电路板，其中：
磨板：将填孔后凸起的部分采用手动或者自动的方式磨平，磨板前、后见图2；
退膜：将板面的湿膜退去，等待后续进行线路蚀刻制作；
蚀刻：制作线路。
本实施例电镀填孔中沉积速度缓慢平稳，未出现任何空洞，填孔致密均匀，见图2；蚀刻前面铜的厚度为12μm，该厚度便于进行后续线路制作。
实施例3：
本实施例方法如下步骤：
步骤一、获取钻有通孔的印制电路板预制件，具体包括：开料、钻孔、沉铜、预镀铜、贴膜、显影的工序，其中：
(1)开料：按照生产制作要求，将基板材料裁切成所需尺寸，基板材料的厚度为0.36mm；
(2)钻孔：按照设计制作要求进行钻孔加工，孔径为0.13mm；
(3)沉铜：在板孔内沉积一层化学铜，经化学铜沉积后板背光级数大于9级；
(4)预镀铜：对板进行全板电镀，在板孔内镀上一层铜，保护化学铜；
(5)贴膜：将干膜贴于板面，等待后续线路转移；
(6)显影：将所需要填孔的通孔显露出来；
步骤二、采用的填孔电镀液于脉冲电流下对所述通孔进行电镀填孔；其中：
采用的填孔电镀液包含9mL/L的硫酸，90g/L的硫酸铜，0.2mL/L的酸性光亮剂(苄叉丙酮)，10mL/L的整平剂(聚乙烯吡咯烷酮)，80ppm的盐酸；
采用脉冲整流机，输出脉冲电流波形，正反电流比为1:4，时间比为100ms:4ms，填孔电镀液的温度25℃,电流密度为10ASF，采用自动添加系统自动添加填孔电镀液；电镀填孔的时间为200min；
步骤三、磨板、退膜、蚀刻即可获得印制电路板，其中：
磨板：将填孔后凸起的部分采用手动或者自动的方式磨平，磨板前见图3；
退膜：将板面的干膜退去，等待后续进行线路蚀刻制作；
蚀刻：制作线路。
本实施例电镀填孔中沉积速度缓慢平稳，未出现任何空洞，填孔致密均匀；蚀刻前面铜的厚度为9μm，该厚度便于进行后续线路制作3。
对比例1
本对比例是实施例1的对比例，对比之处仅在于，采用填孔电镀液包含20mL/L的硫酸，120g/L的硫酸铜，0.1mL/L的酸性光亮剂(蓖麻油)，6mL/L的整平剂(聚乙烯醇)，70ppm的盐酸。
本实施例电镀填孔中通孔中间出现空洞，见图4。
对比例2
本对比例是实施例1的对比例，对比之处仅在于，采用填孔电镀液包含50mL/L的硫酸，8g/L的硫酸铜，0.1mL/L的酸性光亮剂(蓖麻油)，6mL/L的整平剂(聚乙烯醇)，70ppm的盐酸。
本实施例电镀填孔中通孔中间出现空洞，见图5。
对比例3
本对比例是实施例1的对比例，对比之处仅在于，采用脉冲整流机，输出脉冲电流波形，正反电流比为1:5，时间比为60ms:5ms。
本实施例电镀填孔中通孔中间出现空洞，如图4、图5。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种填孔电镀液，其特征在于，包含8～15L/L的硫酸、50～100g/L的硫酸铜以及0.1～1mL/L的光亮剂、6～20mL/L的整平剂、50～100ppm的盐酸。
2.根据权利要求1所述的填孔电镀液，其特征在于，包含8.5～12mL/L的硫酸、75～95g/L的硫酸铜以及0.2～0.5mL/L的光亮剂、6～20mL/L的整平剂、60-90ppm的盐酸。
3.根据权利要求2所述的填孔电镀液，其特征在于，包含9mL/L的硫酸、90g/L的硫酸铜以及0.2mL/L的光亮剂、10mL/L的整平剂、80ppm的盐酸。
4.根据权利要求1至3任一项所述的填孔电镀液，其特征在于，所述的光亮剂选自聚二硫二丙烷磺酸钠、苄叉丙酮、蓖麻油、丙烯磺酸钠、炔醇、炔二醇中的至少一种。
5.根据权利要求1至3任一项所述的填孔电镀液，其特征在于，所述的整平剂选自聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、孔雀石绿中的至少一种。
6.一种印制电路板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取钻有通孔的印制电路板预制件；
采用权利要求1至5任一项所述的填孔电镀液于反向脉冲电流下对所述通孔进行电镀填孔；
磨板，退膜，蚀刻，获得印制电路板。
7.根据权利要求6所述的印制电路板的制作方法，其特征在于，所述反向脉冲电流的正反电流比为1：(1～4)、正反电流的时间比为(15～25)：1。
8.根据权利要求7所述的印制电路板的制作方法，其特征在于，所述反向脉冲电流的正反电流比为1：(3～4)、正反电流的时间比为(20～25)：1。
9.根据权利要求6至9任一项所述的印制电路板的制作方法，其特征在于，所述获取钻有通孔的印制电路板预制件，包括如下步骤：
开料：按照生产制作要求，将基板材料裁切成所需尺寸的PCB板；
钻孔：按照设计制作要求在PCB板钻通孔；
沉铜：在PCB板的通孔内沉积一层化学铜，经化学铜沉积后PCB板背光级数大于9级；
预镀铜：对PCB板进行全板电镀，在通孔内镀上一层铜，使通孔金属化；
贴膜：将干膜或者湿膜贴于PCB板面，以备后续线路转移；
显影：将所需要填孔的通孔显露出来。
10.根据权利要求6至9任一项所述的印制电路板的制作方法，其特征在于，所述的填孔电镀液的温度为20～25℃，所述的反向脉冲电流的电流密度为8～15ASF。
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