CN109487310A - 一种改变电流优化电镀的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电路板电镀技术领域，具体涉及一种改变电流优化电镀的方法，包括如下步骤：(1)电路板的中部左右两侧分别设有“[”形的左绝缘隔层和“]”形的右绝缘隔层，电路板于左绝缘隔层左侧和在右绝缘隔层的右侧设有用于与阴极电连接的夹位；(2)将电路板置于放置有电镀液的电镀槽进行电镀，在电路板表面形成电镀铜层。本发明通过设置左绝缘隔层和右绝缘隔层，使夹位的电流从“[”形的左绝缘隔层和“]”形的右绝缘隔层之间形成的通路流入电路板的中部，改善电流流向，使电路板中部的电镀层厚度相对均匀。

Description

一种改变电流优化电镀的方法
技术领域
本发明涉及电路板电镀技术领域，具体涉及一种改变电流优化电镀的方法。
背景技术
随着电路板轻薄短小的发展趋势，电路板的电路线宽、间距要求越来越小，线路的精密度要求也越来越高。当电路板上的电镀铜厚度不均匀时，导致不同厚度的铜面在同一时刻产生不容的蚀刻状态，因而会出现部分过蚀或间距不足的现象。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种改变电流优化电镀的方法，改善电解液的电流传导方向，从而提高在PCB板上的电镀铜的厚度均匀性。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种改变电流优化电镀的方法，包括如下步骤：
(1)电路板的中部左右两侧分别设有“[”形的左绝缘隔层和“]”形的右绝缘隔层，电路板于左绝缘隔层左侧和在右绝缘隔层的右侧设有用于与阴极电连接的夹位；
(2)将电路板置于放置有电镀液的电镀槽进行电镀，在电路板表面形成电镀铜层。
本发明通过在左绝缘隔层和右绝缘隔层，使夹位的电流从“[”形的左绝缘隔层和“]”形的右绝缘隔层之间形成的通路流入电路板的中部，改善电流流向，使电路板中部的电镀层厚度相对均匀。
其中，所述电镀液各组分及其含量为：
所述加速剂为广州三棵草化工科技有限公司的SK-704加速剂，所述抑制剂为聚乙二醇，所述整平剂为武汉博莱特SPS镀铜整平剂。
本发明的电镀液分散能力好，对电路板的均镀能力好，镀铜层致密平整，并且具有较好的电镀效率。
其中，所述电路板包括由下而上依次复合的基材、半固化片和铜箔(将铜箔的部分蚀刻即形成所述的左绝缘隔层和右绝缘隔层)组成，所述基材由绝缘导热环氧树脂注塑而成，所述绝缘导热环氧树脂包括如下重量份数的原料：
其中，所述微米级颗粒导热填为微米氧化铝、微米氮化铝和微米硅粉中的至少一种。
对于电路板而言，基材的导热性能也是非常重要的。现有技术增强塑料基材的导热性能的最常用的技术手段就是在基体树脂中加入导热填料，并且为了导热填料在基体树脂中形成高效的导热通路，一般加入量需要占40-50wt％，但是容易导致团聚现象的剧增，不良率较高，不利于工业化的生产。其次，现有采用的导热填料，如氮化铝的导热系数为320W/M·K，氧化铝的导热系数为30W/M·K，但是纳米碳材料的导热系数可以达到3000W/M·K，若将纳米碳材料作为导热填料，则可以大大地提高基材的导热性能，但是与此同时，纳米碳材料在基材中导热通路的形成也意味着导电通路的形成，不利于保持基材的绝缘性，并且基材的厚度仅为0.5-2mm，也导致在厚度方向上形成导电通路是可能发生的。
本发明以环氧树脂作为基材的基体树脂，使基材具有良好的绝缘性和韧性，而在基材加入微米级颗粒导热填料与纳米碳球混合的导热填料，纳米碳球可以分布在微米级颗粒导热填料的表面，从而使导热填料具有更大的比表面积以及更高的导热系数，利于在环氧树脂中形成高效的导热通路，提高基材的导热系数并且可以降低导热填料的用量，降低团聚现象的发生可能性，从而利于工业化生产。同时微米级颗粒导热填料可以作为纳米碳球的隔断材料，避免基材中导电通路的形成，从而基材仍具有良好的绝缘性能。
其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所述环氧树脂的环氧值为0.42-0.44。通过对环氧树脂的环氧值进行优化选择，利于网状立体聚合物色生成，固化过程中环氧树脂对无机填料的交联包络，从而提高无机填料的分散性，利于导热性以及韧性的提升。
其中，所述微米级颗粒导热填料为微米氮化铝，所述微米氮化铝的粒径为23-51μm。氮化铝具有较高的导热系数，可以使基材具有较高的导热系数。
其中，所述纳米碳球的粒径为40-60nm。本发明通过限定微米氮化铝的粒径和纳米碳球的粒径，利于两者的超声分散以及偶联改性，使纳米碳球充分分散于微米氮化铝的表面，从而增加微米氮化铝的接触点，利于导热通路的形成，提高基材的导热系数并且保持基材的良好绝缘性。
其中，所述固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的至少一种。固化剂的作用在于将线型环氧树脂变成坚韧的体型环氧树脂。优选地，所述固化剂由乙二胺和二乙烯三胺按重量比1-3:1-3的比例组成，固化后的环氧树脂具有较好的韧性以及导热系数。
其中，所述交联剂通过如下方法制得：将4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯和环氧大豆油进行混合，然后升温至70-85℃，保温反应1-2h，然后降温至26-32℃后，加入丙二酸二乙酯，封端反应1-2h后，即得到所述交联剂，其中4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯、环氧大豆油和丙二酸二乙酯的摩尔比为2-6:2:1-3。通过交联剂的作用，偶联改性处理后的微米级颗粒导热填料和纳米碳球可以与环氧树脂之间发生交联，从而提高微米级颗粒导热填料和纳米碳球与环氧树脂的相容性，环氧树脂与无机填料之间的空隙(空气的导热系数为0.023W/m·k)较小，从而利于基材的导热系数的提升，并且由于交联剂作为无机填料和环氧树脂之间的架桥结构，因而基材也具有较好的韧性
其中，所述硅烷偶联剂溶液为γ-(2,3-环氧丙基)丙基三甲氧基硅烷溶于乙醇形成的溶液，γ-(2,3-环氧丙基)丙基三甲氧基硅烷的质量分数为1％-4％。
其中，所述基材的制备方法包括如下步骤：
A、将微米级颗粒导热填料和纳米碳球加入至硅烷偶联剂溶液中进行超声分散1-2h，然后过滤，干燥，得到改性处理后的无机填料；
B、将环氧树脂、改性处理后的无机填料、交联剂在80-90℃下进行预分散，然后加入固化剂，升温至100-120℃熔融混合0.5-1.5h，然后注入到模具中进行固化成型，即得到所述的基材。
本发明的有益效果在于：本发明通过设置左绝缘隔层和右绝缘隔层，使夹位的电流从“[”形的左绝缘隔层和“]”形的右绝缘隔层之间形成的通路流入电路板的中部，改善电流流向，使电路板中部的电镀层厚度相对均匀。
附图说明
图1是电路板的结构示意图；
附图标记为：1-电路板、2-夹位、3-左绝缘隔层、4-右绝缘隔层。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，一种改变电流优化电镀的方法，包括如下步骤：
(1)电路板1的中部左右两侧分别设有“[”形的左绝缘隔层3和“]”形的右绝缘隔层4，电路板1于左绝缘隔层3左侧和在右绝缘隔层4的右侧设有用于与阴极电连接的夹位2；
(2)将电路板1置于放置有电镀液的电镀槽进行电镀，在电路板1表面形成电镀铜层。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
其中，所述电镀液各组分及其含量为：
所述加速剂为广州三棵草化工科技有限公司的SK-704加速剂，所述抑制剂为聚乙二醇，所述整平剂为武汉博莱特SPS镀铜整平剂。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
其中，所述电镀液各组分及其含量为：
所述加速剂为广州三棵草化工科技有限公司的SK-704加速剂，所述抑制剂为聚乙二醇，所述整平剂为武汉博莱特SPS镀铜整平剂。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：
其中，所述电镀液各组分及其含量为：
所述加速剂为广州三棵草化工科技有限公司的SK-704加速剂，所述抑制剂为聚乙二醇，所述整平剂为武汉博莱特SPS镀铜整平剂。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于：
其中，所述电路板1包括由下而上依次复合的基材、半固化片和铜箔组成，所述基材由绝缘导热环氧树脂注塑而成，所述绝缘导热环氧树脂包括如下重量份数的原料：
其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所述环氧树脂的环氧值为0.43。
其中，所述微米级颗粒导热填料为微米氮化铝，所述微米氮化铝的粒径为23-51μm。
其中，所述纳米碳球的粒径为50nm。
其中，所述固化剂由乙二胺和二乙烯三胺按重量比1:1的比例组成。
其中，所述交联剂通过如下方法制得：将4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯和环氧大豆油进行混合，然后升温至77℃，保温反应1.5h，然后降温至29℃后，加入丙二酸二乙酯，封端反应1.5h后，即得到所述交联剂，其中4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯、环氧大豆油和丙二酸二乙酯的摩尔比为2:1:1。
其中，所述硅烷偶联剂溶液为γ-(2,3-环氧丙基)丙基三甲氧基硅烷溶于乙醇形成的溶液，γ-(2,3-环氧丙基)丙基三甲氧基硅烷的质量分数为2.5％。
其中，所述基材的制备方法包括如下步骤：
A、将微米级颗粒导热填料和纳米碳球加入至硅烷偶联剂溶液中进行超声分散1-2h，然后过滤，干燥，得到改性处理后的无机填料；
B、将环氧树脂、改性处理后的无机填料、交联剂在85℃下进行预分散，然后加入固化剂，升温至110℃熔融混合1h，然后注入到模具中进行固化成型，即得到所述的基材。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于：
其中，所述电路板1包括由下而上依次复合的基材、半固化片和铜箔组成，所述基材由绝缘导热环氧树脂注塑而成，所述绝缘导热环氧树脂包括如下重量份数的原料：
其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所述环氧树脂的环氧值为0.42。
其中，所述微米级颗粒导热填料为微米氧化铝，所述微米氧化铝的粒径为47μm。
其中，所述纳米碳球的粒径为40nm。
其中，所述固化剂为己二胺。
其中，所述交联剂通过如下方法制得：将4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯和环氧大豆油进行混合，然后升温至70℃，保温反应1h，然后降温至26℃后，加入丙二酸二乙酯，封端反应1h后，即得到所述交联剂，其中4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯、环氧大豆油和丙二酸二乙酯的摩尔比为1:1:1。
其中，所述硅烷偶联剂溶液为γ-(2,3-环氧丙基)丙基三甲氧基硅烷溶于乙醇形成的溶液，γ-(2,3-环氧丙基)丙基三甲氧基硅烷的质量分数为1％。
其中，所述基材的制备方法包括如下步骤：
A、将微米级颗粒导热填料和纳米碳球加入至硅烷偶联剂溶液中进行超声分散1-2h，然后过滤，干燥，得到改性处理后的无机填料；
B、将环氧树脂、改性处理后的无机填料、交联剂在80℃下进行预分散，然后加入固化剂，升温至100℃熔融混合0.5h，然后注入到模具中进行固化成型，即得到所述的基材。
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于：
其中，所述电路板1包括由下而上依次复合的基材、半固化片和铜箔组成，所述基材由绝缘导热环氧树脂注塑而成，所述绝缘导热环氧树脂包括如下重量份数的原料：
其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所述环氧树脂的环氧值为0.44。
其中，所述微米级颗粒导热填料为微米硅粉，所述微米硅粉的粒径为23μm。
其中，所述纳米碳球的粒径为60nm。
其中，所述固化剂为三乙烯四胺。
其中，所述交联剂通过如下方法制得：将4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯和环氧大豆油进行混合，然后升温至85℃，保温反应2h，然后降温至32℃后，加入丙二酸二乙酯，封端反应2h后，即得到所述交联剂，其中4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯、环氧大豆油和丙二酸二乙酯的摩尔比为6:2:3。
其中，所述硅烷偶联剂溶液为γ-(2,3-环氧丙基)丙基三甲氧基硅烷溶于乙醇形成的溶液，γ-(2,3-环氧丙基)丙基三甲氧基硅烷的质量分数为4％。
其中，所述基材的制备方法包括如下步骤：
A、将微米级颗粒导热填料和纳米碳球加入至硅烷偶联剂溶液中进行超声分散1-2h，然后过滤，干燥，得到改性处理后的无机填料；
B、将环氧树脂、改性处理后的无机填料、交联剂在90℃下进行预分散，然后加入固化剂，升温至120℃熔融混合1.5h，然后注入到模具中进行固化成型，即得到所述的基材。
对比例1
本对比例与实施例5的区别在于：基材原料中未加入交联剂。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于：纳米碳球替换成微米碳球，粒径为60μm。
将实施例5-7和对比例1-2的基材制成0.5mm的厚度，然后进行力学性能、电气性能和导热性能的测试，测试结果如下：
由对比例和实施例1对比可知，实施例1的基板具有更高的拉伸强度和体积电阻率，交联剂的加入可以改善无机填料与环氧树脂的相容性，从而提高拉伸强度，提高纳米碳球的分散性，因而避免导电通路的形成提高体积电阻率，并且导热系数的提升也较大；由对比例2和实施例1的对比可知，微米碳球和纳米碳球对于导热系数以及拉伸强度的影响较低，但是微米碳球会大大增加导电通路形成的几率，因而使体积电阻率较大程度的降低。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改变电流优化电镀的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)电路板的中部左右两侧分别设有“[”形的左绝缘隔层和“]”形的右绝缘隔层，电路板于左绝缘隔层左侧和在右绝缘隔层的右侧设有用于与阴极电连接的夹位；
(2)将电路板置于放置有电镀液的电镀槽进行电镀，在电路板表面形成电镀铜层。
2.根据权利要求1所述的一种改变电流优化电镀的方法，其特征在于：所述电镀液各组分及其含量为：
所述加速剂为广州三棵草化工科技有限公司的SK-704加速剂，所述抑制剂为聚乙二醇，所述整平剂为武汉博莱特SPS镀铜整平剂。
3.根据权利要求1所述的一种改变电流优化电镀的方法，其特征在于：所述电路板包括由下而上依次复合的基材、半固化片和铜箔组成，所述基材由绝缘导热环氧树脂注塑而成，所述绝缘导热环氧树脂包括如下重量份数的原料：
其中，所述微米级颗粒导热填为微米氧化铝、微米氮化铝和微米硅粉中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种改变电流优化电镀的方法，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所述环氧树脂的环氧值为0.42-0.44。
5.根据权利要求3所述的一种改变电流优化电镀的方法，其特征在于：所述微米级颗粒导热填料为微米氮化铝，所述微米氮化铝的粒径为23-51μm。
6.根据权利要求3所述的一种改变电流优化电镀的方法，其特征在于：所述纳米碳球的粒径为40-60nm。
7.根据权利要求3所述的一种改变电流优化电镀的方法，其特征在于：所述固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的至少一种。
8.根据权利要求3所述的一种改变电流优化电镀的方法，其特征在于：所述交联剂通过如下方法制得：将4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯和环氧大豆油进行混合，然后升温至70-85℃，保温反应1-2h，然后降温至26-32℃后，加入丙二酸二乙酯，封端反应1-2h后，即得到所述交联剂，其中4，4'-二苯甲烷二异氰酸酯、环氧大豆油和丙二酸二乙酯的摩尔比为2-6:2:1-3。
9.根据权利要求3所述的一种改变电流优化电镀的方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂溶液为γ-(2,3-环氧丙基)丙基三甲氧基硅烷溶于乙醇形成的溶液，γ-(2,3-环氧丙基)丙基三甲氧基硅烷的质量分数为1％-4％。
10.根据权利要求3所述的一种改变电流优化电镀的方法，其特征在于：所述基材的制备方法包括如下步骤：
A、将微米级颗粒导热填料和纳米碳球加入至硅烷偶联剂溶液中进行超声分散1-2h，然后过滤，干燥，得到改性处理后的无机填料；
B、将环氧树脂、改性处理后的无机填料、交联剂在80-90℃下进行预分散，然后加入固化剂，升温至100-120℃熔融混合0.5-1.5h，然后注入到模具中进行固化成型，即得到所述的基材。
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