CN108650801A - 厚铜线路板的沉金方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种厚铜线路板的沉金方法，包括除油、微蚀、预浸、活化、沉镍和沉金工艺；所述微蚀工艺中，微蚀液包括硫代硫酸钠和硫酸；所述沉金工艺包括第一次沉金和第二次沉金。上述厚铜线路板的沉金方法中，通过增加第二次沉金，金层与金层之间不会相互腐蚀，能够有效阻隔内部金属层发生电化学腐蚀，有效解决金层上的针孔问题。

Description

厚铜线路板的沉金方法
技术领域
本发明涉及印刷线路板领域，特别是涉及厚铜线路板的沉金工艺。
背景技术
随着汽车工业及汽车电子的发展，线路板向着高可靠性、高传输速率、高传输频率、电流容量大、小型化的方向发展。PCB板又称印刷线路板，是电子元器件电气连接的提供者，为了防止电路板表面的铜被氧化或腐蚀，需对线路板进行表面处理，在线路板表面进行化学沉金，可以长期保护PCB板实现良好的电性能。
厚铜线路板由于具有高散热性能、高可靠性以及导通大电流能力强的特性，能够较好地满足汽车电子及大功率电子基础设施的发展要求。
然而，现有厚铜线路板沉金后，由于沉镍缸和沉金缸里面存在杂物，导致沉金层上存在针孔等品质问题，严重影响沉金层的抗腐蚀性。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种厚铜线路板的沉金方法，解决沉金层上的针孔问题。
本申请提供一种厚铜线路板的沉金方法。
具体技术方案为：
一种厚铜线路板的沉金方法，包括除油、微蚀、预浸、活化、沉镍和沉金工艺；
所述微蚀工艺中，微蚀液包括硫代硫酸钠和硫酸；
所述沉金工艺中，包括第一次沉金和第二次沉金。
在其中一个实施例中，所述微蚀液中，所述硫代硫酸钠的浓度为50-90g/L；所述硫酸的质量分数为4％-8％。
在其中一个实施例中，所述第一次沉金和所述第二次沉金中，沉金液包括KAu(CN)3、开缸剂、金酸液和补充剂；
所述开缸剂为SMT Make up，所述金酸液为SMT Acid，所述补充剂为SMTReplenisher。
在其中一个实施例中，所述第一次沉金的时间为5.0-6.0min。
在其中一个实施例中，所述第二沉金的时间为7.0-11.0min。
在其中一个实施例中，所述厚铜线路板的厚度为2OZ-10OZ。
在其中一个实施例中，所述除油的工艺参数为：温度为20-35℃，时间为2-5min，除油剂为H2SO4，浓度为30-50ml/L。
在其中一个实施例中，所述预浸的工艺参数为：预浸液中，HCl的质量分数为7％-11％，预浸时间60s-90s。
在其中一个实施例中，所述活化的工艺参数为：活化液中，CU2+浓度<400ppm，钯的浓度为100-125ppm，HCl的质量分数为9％-11％，活化时间为3-5min，温度为25-30℃。
在其中一个实施例中，所述沉镍的工艺参数为：沉镍溶液中，Ni2+浓度为5.8-6.0g/l，pH值为4.6-4.9，沉镍时间为15-25min，温度为82-88℃。
与现有方案相比，本发明具有以下有益效果：
产生针孔问题最根本的原因是因为金属层间产生的电位差导致的电化学腐蚀，线路板厚度越大，沉金层的针孔问题就越突出。而在不同金属层间保证绝对清洁的情况下不会产生电位差，但是沉镍缸和沉金缸中的杂物不容易清除，并且各个工艺中使用的药水均会不可避免的带来一定的杂质，当金属层间有杂物时，就会使得金属层间的平衡状态打破，形成电位差，从而导致电化学腐蚀，在金层上形成针孔。
上述厚铜线路板的沉金方法中，通过增加第二次沉金，金层与金层之间不会相互腐蚀，其内部的镍金层间因不直接接触空气中的水汽等环境，所以能有效阻挡镍金层电化学腐蚀，有效解决金层上的针孔问题。
进一步的，本发明的微蚀液采用硫代硫酸钠和硫酸混合液，去除铜表面的氧化物的同时，硫代硫酸钠的还原性还能有效除掉络合物等其他杂质，进一步避免针孔问题的产生。
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。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公开内容理解更加透彻全面。
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。
本具体实施方式中，所有原料均来源于市售。
SMT.Catalyst、SMT Part A、SMT Part C、SMT Make up、SMT Acid和SMTReplenisher均购自SMT公司。
一种厚铜线路板的沉金方法，包括除油、微蚀、预浸、活化、沉镍和沉金工艺；
所述微蚀工艺中，微蚀液包括硫代硫酸钠和硫酸；
所述沉金工艺包括第一次沉金和第二次沉金。
除油是使用酸性除油溶液对PCB板的铜面进行清洁，除去板面上指纹残留、杂物导致的油渍，除油剂可以选自浓度为30～50ml/L的H2SO4，使用时，可以伴随搅拌和连续过滤。可以理解地，除油的工艺参数为：温度为20～35℃，时间为2～5min。
微蚀目的在于增大PCB铜面的表面粗糙度，以便增大后面的沉镍面积。微蚀液选自硫代硫酸钠(Na2S2O3)和硫酸的混合液，硫代硫酸钠的浓度为50-90g/L；所述硫酸的质量分数为4-8％。上述混合液，在去除铜表面的氧化物的同时，还能有效除掉络合物等其他杂质。微蚀的工艺参数为：温度为30-40℃，微蚀速率为50-80um/min，微蚀时间为0.5-1.5min。微蚀液中，微蚀铜面产生铜离子的浓度＜16g/L。
预浸工艺目的是清洗掉微蚀工艺中的硫代硫酸钠，保证沉金溶液免受前工序中微蚀液的污染。可以理解地，预浸液为质量分数7％-11％的HCl溶液，预浸时间60s-90s。
活化的作用是在PCB铜面析出一层钯﹐作为化学镍起始反应的催化晶核。其形成过程为Pd与Cu的化学置换反应。可以理解地，活化液的包括HCl和SMT.Catalyst。其中，CU2+浓度<400ppm，钯的浓度为100-125ppm，HCl的质量分数为9％-11％，活化的工艺参数为：温度为25-30℃，活化时间为3-5min。
沉镍工艺中，在钯层上形成一定厚度的镍层，以便后续金层更好的粘合在铜面上。沉镍溶液包括SMT Part A、SMT Part C、NH3·H2O和镍湿润剂。其中，Ni2+浓度为5.8-6.0g/l，pH值为4.6-4.9。沉镍的工艺参数为：温度为82-88℃，时间为15-25min。
沉金工艺，在镍层上沉积金层。
沉金工艺包括第一次沉金和第二次沉金。第一次沉金和第二次沉金工艺中，沉金液包括KAu(CN)3、开缸剂、金酸液和补充剂；其中，Au浓度为1.2-1.4g/l，pH为5.6-6.0。
可以理解地，开缸剂选自SMT Make up；金酸液选自SMT Acid；补充剂选自SMTReplenisher。
第一次沉金的工艺参数为：温度为84-88℃，时间为5.0-6.0min。
第二次沉金的工艺参数为：温度为84-88℃，时间为7.0～11.0min。
上述厚铜线路板的沉金方法中，金层与金层之间不会相互腐蚀，其内部的镍金层间因不直接接触空气中的水汽等环境，所以能有效阻挡镍金层电化学腐蚀，有效解决金层上的针孔问题。
进一步的，本发明的微蚀液采用硫代硫酸钠和硫酸混合液，在去除铜表面的氧化物的同时，硫代硫酸钠的还原性能有效除掉络合物等其他杂质，进一步避免针孔问题的产生。
所述厚铜线路板的厚度为2OZ-10OZ。
以下结合具体实施例对本发明的厚铜线路板的沉金工艺作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提供一种厚铜线路板的沉金工艺，包括以下步骤：
(1)除油：取6OZ厚度的PCB板，在25℃下，放于浓度为40ml/L的H2SO4中，处理3min后水洗。
(2)微蚀：将步骤(1)处理后的PCB板在35℃下，放于微蚀液中，处理1min。其中，微蚀液由70g/L的硫代硫酸钠和质量分数为6％的硫酸组成，微蚀速率为60um/min，微蚀后水洗。
(3)预浸：将步骤(2)处理后的PCB板放于质量分数9％的HCL溶液中，处理60s后水洗。
(4)活化：将步骤(3)处理后的PCB板在25℃下，放于活化液中，处理5min后水洗。其中，活化液由HCL和SMT.Catalyst组成，活化液中，CU2+浓度为300ppm，钯的浓度为100ppm，HCl的质量分数为9％。
(5)沉镍：将步骤(4)处理后的PCB板在85℃下，放于沉镍溶液中，处理20min后水洗。其中，沉镍溶液由SMT Part A、SMT Part C、NH3·H2O和镍湿润剂组成，沉镍溶液中，Ni2+浓度为6.0g/l，pH值为4.9。
(6)第一次沉金：将步骤(5)处理后的PCB板在温度为85℃下，放于沉金液中，处理5min后水洗。其中，沉金液由KAu(CN)3、SMT Make up、SMT Acid和SMT Replenisher组成，Au浓度为1.4g/l，pH为6.0。
(7)第二次沉金：将步骤(6)处理后的PCB板再次在85℃下放于上述沉金液，处理10min，即得。
采用实施例1的沉金方法制备得到的PCB板，经过两次沉金工艺，金层与金层之间不会相互腐蚀，其内部的镍金层间因不直接接触空气中的水汽等环境，所以能有效阻挡镍金层电化学腐蚀，有效解决金层上的针孔问题。并采用硫代硫酸钠和硫酸的微蚀液体系，去除铜表面的氧化物的同时，硫代硫酸钠的还原性还能有效除掉铜表面络合物等其他杂质，进一步避免针孔问题的产生。
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本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)

1.一种厚铜线路板的沉金方法，其特征在于，包括除油、微蚀、预浸、活化、沉镍和沉金工艺；
所述微蚀工艺中，微蚀液含有硫代硫酸钠和硫酸；
所述沉金工艺中，包括第一次沉金和第二次沉金。
2.根据权利要求1所述的厚铜线路板的沉金方法，其特征在于，所述微蚀液中，所述硫代硫酸钠的浓度为50-90g/L；所述硫酸的质量分数为4％-8％。
3.根据权利要求1所述的厚铜线路板的沉金方法，其特征在于，所述第一次沉金和所述第二次沉金中，沉金液含有KAu(CN)3、开缸剂、金酸液和补充剂；
所述开缸剂为SMT Make up，所述金酸液为SMT Acid，所述补充剂为SMT Replenisher。
4.根据权利要求1所述的厚铜线路板的沉金方法，其特征在于，所述第一次沉金的时间为5.0-6.0min。
5.根据权利要求1所述的厚铜线路板的沉金方法，其特征在于，所述第二沉金的时间为7.0-11.0min。
6.根据权利要求1-5任一项所述的厚铜线路板的沉金方法，其特征在于，所述厚铜线路板的厚度为2OZ-10OZ。
7.根据权利要求1-5任一项所述的厚铜线路板的沉金方法，其特征在于，所述除油的工艺参数为：温度为20-35℃，时间为2-5min，除油剂为H2SO4，浓度为30-50ml/L。
8.根据权利要求1-5任一项所述的厚铜线路板的沉金方法，其特征在于，所述预浸的工艺参数为：预浸液中，HCl的质量分数为7％-11％，预浸时间60s-90s。
9.根据权利要求1-5任一项所述的厚铜线路板的沉金方法，其特征在于，所述活化的工艺参数为：活化液中，CU2+浓度<400ppm，钯的浓度为100-125ppm，HCl的质量分数为9％-11％，活化时间为3-5min，温度为25-30℃。
10.根据权利要求1-5任一项所述的厚铜线路板的沉金方法，其特征在于，所述沉镍的工艺参数为：沉镍溶液中，Ni2+浓度为5.8-6.0g/l，pH值为4.6-4.9，沉镍时间为15-25min，温度为82-88℃。
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