CN109275284A

CN109275284A - 一种hdi电路板电镀填孔方法

Info

Publication number: CN109275284A
Application number: CN201811256327.XA
Authority: CN
Inventors: 刘艳华; 王少哲
Original assignee: Kunshan Zhongzhe Electronics Co Ltd
Current assignee: Kunshan Zhongzhe Electronics Co Ltd
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2019-01-25

Abstract

本发明涉及一种HDI电路板电镀填孔方法，它包括：步骤一，钻孔；步骤二，对钻孔进行有机导电膜处理，在孔壁形成一层有机导电膜；步骤三，电镀前处理，包括酸洗、微蚀；步骤四，电镀填孔，在有机导电膜表面镀上铜层；所述有机导电膜处理包括：整孔、氧化、催化以及聚合。由于在HDI电路板的电镀填孔中采用有机导电膜处理技术，完成孔壁金属化的过程，排污少，更为环保；无需PTH工艺中冗长的化学铜附着操作，能够降低生产成本；并且由于在电镀填孔前，使用酸洗微蚀钻孔内壁，可以有效清洁钻孔内壁以及增加钻孔中盲孔底部结合力，保证了后续电镀质量；另外，由于在酸洗微蚀时有机导电膜不会被破坏，从而不会导致孔破，进一步保证了后续电镀质量。

Description

一种HDI电路板电镀填孔方法

技术领域

本发明涉及一种电镀填孔方法，特别是涉及一种HDI电路板电镀填孔方法。

背景技术

HDI电路板中“HDI”是“High Density Interconnector”的英文简写，HDI电路板也称高密度互连电路板。高密度互连（HDI）制造是印制电路板行业中发展最快的一个领域。

在HDI电路板进行电镀前，需要先在钻孔的孔壁形成一层导电介质，以使得后续电镀时，铜能够附着。导电介质通常是化学铜。

HDI电镀填孔制作工艺采用传统的PTH工艺生成化学铜导电介质，PTH化学铜线流程长，包含的主要流程有整孔槽、微蚀槽、活化槽、速化槽以及化学铜槽，且每个药水槽体后面有2道水洗，所以PTH化学铜线费用高。可归纳主要存在的问题：a.流程很长，生产时间长，占地空间大；b.过程使用药水多，且药水里面的锡钯胶体，化学铜等药水成本高；c.药水多，不环保，环保处理费用高；d.化学铜在电镀酸性的环境下放置时间不能过长，需要马上电镀，有孔破风险。

因此，需要有一种填孔电镀方法，更为环保且效率高、成本低，并且具有较高的质量。

发明内容

本发明的目的是要提供一种HDI电路板电镀填孔方法，制程更为环保、效率高且成本降低，并且具有很好的质量。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种HDI电路板电镀填孔方法，它包括：

步骤一，钻孔；

步骤二，对钻孔进行有机导电膜处理，在孔壁形成一层有机导电膜；

步骤三，电镀前处理，包括酸洗、微蚀；

步骤四，电镀填孔，在有机导电膜表面镀上铜层；

所述有机导电膜处理包括：整孔、氧化、催化以及聚合。

优化地，在电镀前处理时，当钻孔中只包含盲孔，微蚀药水中SPS浓度为15g/L~25g/L；当钻孔中同时包含通孔和盲孔，微蚀药水中SPS浓度为5g/L~15g/L。

优化地，在电镀前处理时，当钻孔中只包含盲孔，酸洗药水中H2SO4浓度为15g/L~25g/L，过滤机压力≤2.0kg/cm²，温度25℃~35 ℃；当钻孔中同时包含通孔和盲孔，酸洗药水中H2SO4浓度为5g/L~15g/L，过滤机压力≤2.0kg/cm²，温度25℃~35 ℃。

优化地，电镀前处理中微蚀量在0.2μm~4.1μm。

进一步地，当钻孔中只包含盲孔，所述微蚀量在0.5μm~4.1μm；当钻孔中同时包含通孔和盲孔，所述微蚀量在0.2μm~0.5μm。

优化地，钻孔采用镭射钻孔，定义镭射深度/镭射孔径为纵横比；当纵横比为≦0.8时，有机导电膜的线速选择在1.8m/min~2.2m/min；当0.8<纵横比≦1.0时，有机导电膜的线速选择在1.6m/min~2.0m/min。

优化地，有机导电膜处理中整孔、氧化以及催化步骤时对盲孔进行冲刷，冲刷出水方向与所述HDI电路板上盲孔的延伸方向形成一锐角。

优化地，有机导电膜处理中整孔、氧化以及催化步骤时使用超音波搅动液体。

优化地，电镀填孔中，电镀药水成分控制于：H2SO4浓度30g/L~60g/L，CuSO4•5H2O浓度220g/L~250g/L，CL浓度为30ppm~60ppm。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的HDI电路板电镀填孔方法，由于在HDI电路板的电镀填孔中采用有机导电膜处理技术，完成孔壁金属化的过程，排污少，更为环保；无需PTH工艺中冗长的化学铜附着操作，能够降低生产成本；并且由于在电镀填孔前，使用酸洗微蚀钻孔内壁，可以有效清洁钻孔内壁以及增加钻孔中盲孔底部结合力，可以制作底部结合力信赖度更强的产品，生产任意层互联HDI更佳；另外，由于在酸洗微蚀时有机导电膜不会被破坏，从而不会导致孔破，进一步保证了后续电镀质量。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明优选实施例的流程框图；

图2是根据本发明优选实施例中槽式水刀冲刷盲孔示意图；

图3是根据本发明优选实施例中柱式水刀冲刷盲孔示意图；

其中，附图标记说明如下：

1、基材；2、盲孔；3、槽式水刀；4、通孔；5、柱式水刀。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，HDI电路板电镀填孔方法包括：

步骤一，钻孔；

步骤三，电镀前处理，包括酸洗、微蚀；

步骤四，电镀填孔，在有机导电膜表面镀上铜层；

所述有机导电膜处理包括：整孔、氧化、催化以及聚合。

本实施例可应用于整个HDI电路板制板工艺：正常流程（如基材准备）--镭射钻孔—钻孔有机导电膜处理—填孔电镀—线路AOI—正常流程（如装配）。

本实施例中，钻孔通过镭射钻孔，在基材上钻出通孔或盲孔。

钻孔后，还可以水洗钻孔，去除毛刺。

随后进行有机导电膜处理，在孔壁形成一定有机导电膜。

有机导电膜处理的步骤包括：

整孔，使用弱碱性溶液，在钻孔内壁沉积一层薄膜，同时促进后续氧化流程中二氧化锰的沉积；

氧化，在一种含高锰酸钠的中性盐溶液中，使高锰酸钠分解生成二氧化锰，二氧化锰可沉积在钻孔内壁；

催化，提供催化剂，提高高锰酸钠分解生成二氧化锰的速率；

聚合，在有机单体化合物、乳化剂和有机多元酸的混合水溶液中，单体在酸性条件下通过与二氧化锰薄膜反应，选择性地在钻孔内壁聚合为导电薄膜层，即有机导电膜。

在有机导电膜处理后，进行电镀前处理，包括酸洗，微蚀。流程是：酸洗—水洗—微蚀—水洗—晾干。

电镀前处理时，使用微蚀药水对钻孔内壁进行微腐蚀。

当钻孔中只包含盲孔时，微蚀药水中SPS浓度即酸洗浓度选择在15g/L~25g/L。当钻孔中同时包含通孔和盲孔时，微蚀药水中SPS浓度选择在5g/L~15g/L。

优化地，当钻孔中只包含盲孔时，酸洗药水中加入的H₂SO₄浓度为15g/L~25g/L；当钻孔中同时包含通孔和盲孔时，酸洗药水中加入的H₂SO₄浓度为5g/L~15g/L。

微蚀时，过滤机压力设置为≤2.0kg/cm²，温度为25℃~35 ℃。

当钻孔中只包含盲孔，所述微蚀量在0.5μm~4.1μm；当钻孔中同时包含通孔和盲孔，所述微蚀量在0.2μm~0.5μm。

当钻孔中只包含盲孔时，由于微蚀的下一层铜厚度很厚不会有见底材的风险，微蚀量可以过大。

微蚀量过大的优点是：

a.微蚀量过大可以增加盲孔底部的结合力，提升产品信赖度，对一些纯填孔要求高信赖度的产品酸洗药水溶度可以更高点，微蚀量控制到4μm；

b.微蚀量大可以有效清洁盲孔底部的异物和氧化确认盲孔填孔品质。

当生产的产品中，即HDI电路板中为通孔加盲孔的产品，药水溶度需要低点，微蚀量控制在0.2~0.5μm 内，避免通孔内层铜回蚀过大导致导通异常出现孔铜不足或孔破问题，参数采用药水H₂SO₄浓度：10±5g/l，SPS浓度：10±5g/l，过滤机压力≤2.0kg/cm²，温度30±5度。

钻孔采用镭射钻孔。定义镭射深度/镭射孔径为纵横比。

一般产品（常规）纵横比≦0.8，有机导电膜线速设定为2.0±0.2m/min。当0.8<纵横比≦1.0（特殊），有机导电膜线速设定为1.8±0.2m/min，超出1.0的需要评估后进行。

纵横比较大时，孔较深，有机导电膜线速跑慢以确保盲孔润湿性良好，使得有机导电膜能够有效吸附在孔壁上。

经过有机导电膜板子可较长时间放置，一般放置时间可控制在24小时内。超出24小时，在24-72小时之间做首件确认，首件没有问题后可进行后续生产。

有机导电膜处理中，整孔在整孔槽中进行，氧化在氧化槽中进行，催化在催化槽中进行。在整孔、氧化以及催化后产品均各自需要在水洗槽中进行水洗。整孔槽、氧化槽、催化槽以及水洗槽中均设置有多个水刀，包括槽式水刀3（如图2）和柱式水刀5（如图3）。如图2、图3，基材1行进方向为从左向右。

其中，柱式水刀5的出水方向约与基材1表面垂直，即与通孔4延伸方向相平行，主要用于对通孔4进行冲刷，可参见图3。以确保药水在盲孔内能够有效交换。水洗槽（图未示）中的柱式水刀5则能够对产品进行很好的清洁。

其中，槽式水刀3与基材1平面成一定角度，而与盲孔2的延伸方向形成一锐角，可参见图2，这时盲孔2能够很好地对盲孔进行冲刷。以确保药水在盲孔内能够有效交换。水洗槽（图未示）中的槽式水刀3则能够对产品进行很好的清洁。

在整孔槽、氧化槽以及催化槽中，还设置有超音波装置，以搅动液体，使反应更为充分。

经过上述的有机导电膜处理以及酸洗微蚀钻孔后，进行电镀填孔，在电镀槽中进行。

这时，由于钻孔内壁由于已经附着了有机导电膜，并对钻孔内壁进行了酸洗微蚀以使镀铜更易附着，因此，电镀填孔时，铜会很容易地在孔内壁附着、加厚。

电镀中电镀药水成分优选控制为：H₂SO₄浓度30g/L~60g/L，CuSO₄•5H₂O浓度220g/L~250g/L，CL浓度为30ppm~60ppm。

本发明的HDI电路板电镀填孔方法，由于在HDI电路板的电镀填孔中采用有机导电膜处理技术，无需PTH工艺中冗长的化学铜附着操作，排放的污水减小，有利于保护环境；且步骤少，因此效率更高，成本更低；并且由于在电镀填孔前，使用酸洗微蚀钻孔内壁，可以有效清洁钻孔内壁以及增加钻孔中盲孔底部结合力，保证了后续电镀质量；且由于在酸洗微蚀时有机导电膜不会被破坏（PTH工艺中化学铜容易被破坏而造成孔破），从而不会导致孔破，进一步保证了后续电镀质量。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种HDI电路板电镀填孔方法，其特征在于，它包括：

步骤一，钻孔；

步骤三，电镀前处理，包括酸洗、微蚀；

步骤四，电镀填孔，在有机导电膜表面镀上铜层；

所述有机导电膜处理包括：整孔、氧化、催化以及聚合。

2.根据权利要求1所述的HDI电路板电镀填孔方法，其特征在于：在电镀前处理时，当钻孔中只包含盲孔，微蚀药水中SPS浓度为15g/L~25g/L；当钻孔中同时包含通孔和盲孔，微蚀药水中SPS浓度为5g/L~15g/L。

3.根据权利要求1所述的HDI电路板电镀填孔方法，其特征在于：在电镀前处理时，当钻孔中只包含盲孔，酸洗药水中H₂SO₄浓度为15g/L~25g/L，过滤机压力≤2.0kg/cm²，温度25℃~35 ℃；当钻孔中同时包含通孔和盲孔，酸洗药水中H₂SO₄浓度为5g/L~15g/L，过滤机压力≤2.0kg/cm²，温度25℃~35 ℃。

4.根据权利要求1所述的HDI电路板电镀填孔方法，其特征在于：电镀前处理中微蚀量在0.2μm~4.1μm。

5.根据权利要求4所述的HDI电路板电镀填孔方法，其特征在于：当钻孔中只包含盲孔，所述微蚀量在0.5μm~4.1μm；当钻孔中同时包含通孔和盲孔，所述微蚀量在0.2μm~0.5μm。

6.根据权利要求1所述的HDI电路板电镀填孔方法，其特征在于：钻孔采用镭射钻孔，定义镭射深度/镭射孔径为纵横比；当纵横比为≦0.8时，有机导电膜的线速选择在1.8m/min~2.2m/min；当0.8<纵横比≦1.0时，有机导电膜的线速选择在1.6m/min~2.0m/min。

7.根据权利要求1所述的HDI电路板电镀填孔方法，其特征在于：有机导电膜处理中整孔、氧化以及催化步骤时对盲孔进行冲刷，冲刷出水方向与所述HDI电路板上盲孔的延伸方向形成一锐角。

8.根据权利要求1所述的HDI电路板电镀填孔方法，其特征在于：有机导电膜处理中整孔、氧化以及催化步骤时使用超音波搅动液体。

9.根据权利要求1所述的HDI电路板电镀填孔方法，其特征在于：电镀填孔中，电镀药水成分控制于：H₂SO₄浓度30g/L~60g/L，CuSO₄•5H₂O浓度220g/L~250g/L，CL浓度为30ppm~60ppm。