CN110172727B - 一种电路板的电镀工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电路板的电镀工艺，涉及电镀领域。该电镀工艺包括以下步骤：提供电路板刻蚀液废液作为反应原料，所述电路板刻蚀液废液经萃取、水洗和反萃后得到硫酸铜溶液，所述硫酸铜溶液与镀铜添加剂混合后得到镀铜液，将电路板置于所述镀铜液中进行电镀；其中，在电镀的过程中，利用铜离子浓度控制系统检测所述镀铜液中的铜离子浓度，根据检测结果调整萃取过程中萃取系统的搅拌速度，使镀铜液中的铜离子浓度满足电路板的镀铜要求。利用该电镀工艺能够解决目前电路板的电镀成本居高不下的问题，降低电路板的电镀成本。

Description

一种电路板的电镀工艺
技术领域
本发明涉及电镀领域，具体的涉及一种电路板的电镀工艺。
背景技术
含有硫酸铜的电镀液在PCB电路板的电镀中占着极为重要的地位，电镀液的好坏直接影响电镀铜层的质量和相关机械性能，并对后续加工产生一定影响。只有电路板板面及孔内镀层厚度均匀，才能保证镀层有足够的强度和导电性。这就需要镀液有良好的分散能力和深镀能力。随着印制板向高密度，高精度方向的发展，对电镀液提出了更高的要求。
现有的电路板镀铜液由两种方法提供：一是将磷铜作为可溶阳极，通电后铜在阳极失去电子成为铜离子从而形成镀铜液；另一种是将氧化铜投入到含有硫酸的溶液中，氧化铜与硫酸反应后生成硫酸铜从而形成镀铜液。这种以氧化铜为铜源的镀铜工艺属不溶阳极电镀。
随电子工业的发展，电子产品对电路板精度与均匀性的要求越来越高，能胜任高精度电路板的镀铜工艺非不溶阳极电镀工艺莫属，因此对氧化铜的需求越来越多，然而优良的氧化铜的生产成本高导致售价较贵，导致现有的电路板镀铜液的价格居高不下，进一步导致电路板的电镀成本亦居高不下，严重阻碍了电镀行业的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电路板的电镀工艺，以解决目前因电路板镀铜液价格居高不下导致电路板电镀成本高的问题。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种电路板的电镀工艺，包括以下步骤：
提供电路板刻蚀液废液作为反应原料，所述电路板刻蚀液废液经萃取、水洗和反萃后得到硫酸铜溶液，所述硫酸铜溶液与镀铜添加剂混合后得到镀铜液，将电路板置于所述镀铜液中进行电镀；
其中，在电镀的过程中，利用铜离子浓度控制系统检测所述镀铜液中的铜离子浓度，根据检测结果调整萃取过程中萃取系统的搅拌速度，使镀铜液中的铜离子浓度满足电路板的镀铜要求。
进一步地，当检测的镀铜液中的铜离子浓度接近控制下限时，铜离子浓度控制系统给出信号至萃取系统，以提高萃取系统的搅拌速度；
当检测的镀铜液中的铜离子浓度接近控制上限时，铜离子浓度控制系统给出信号至萃取系统，以降低萃取系统的搅拌速度。
进一步地，所述铜离子浓度控制系统包括检测元件和控制单元，其中，所述检测元件为铜离子选择性电极。
进一步地，所述电路板刻蚀液废液进入萃取槽与萃取剂反应后得到负载铜萃取剂和萃余液，所述负载铜萃取剂经水洗后进入反萃槽以进行反萃，经反萃后得到硫酸铜溶液和萃取剂，所述硫酸铜溶液与镀铜添加剂混合后得到所述镀铜液。
进一步地，在电镀后得到电镀后液，所述电镀后液再进入反萃槽内进行循环利用。
进一步地，在所述萃余液中加入调配剂，经调配后作为电路板刻蚀液进入刻蚀机，之后经刻蚀利用后再循环至萃取槽进行萃取。
进一步地，所述调配剂包括氯化铵和液氨。
进一步地，反萃后得到的萃取剂经循环后再重新进入萃取环节得以重新利用。
本发明提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本发明提供的电路板的电镀工艺是以电路板刻蚀液废液为反应原料，通过对电路板刻蚀液废液进行萃取、水洗和反萃后，将电路板刻蚀液废液中的铜离子进行了转移，以制备得到电路板镀铜液。由于电路板刻蚀液废液的成本要远低于电路板镀铜液的成本，且萃取、水洗和反萃均为低成本操作工艺，因此，本发明的电镀工艺可以大幅度降低电路板镀铜液的生产成本，同时减轻了操作人员的劳动强度。
本发明提供的电镀工艺中，通过用铜离子浓度控制系统检测镀铜液中的铜离子浓度，根据检测结果调整萃取过程中萃取系统的搅拌速度，使镀铜液中的铜离子浓度始终满足电路板的镀铜要求。该电镀工艺可以精确控制镀铜液中的铜离子浓度，从而使镀铜液满足电路板的镀铜要求。
本发明创新性地以电路板刻蚀液废液为反应原料，且通过铜离子浓度控制系统调控萃取过程中的萃取能力，从而达到精确控制镀铜液中铜离子浓度的目的。与现有的以氧化铜为原料配置镀铜液再进行电路板的电镀方法相比，该镀铜工艺体现了一种完全不同的制备思路。该电镀工艺中以电路板刻蚀液废液为原料，配置电镀液的同时实现了实时在线电镀。本发明的电镀工艺在达到降低电路板镀铜液成本的同时，还能有效保证电路板镀铜液中的铜离子的浓度，使铜离子浓度保持在最佳状态。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中电路板镀铜液的制备工艺流出示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是：本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。本发明中，如果没有特别的说明，百分数(％)或者份指的是相对于组合物的重量百分数或重量份。本发明中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。本发明中，除非有其他说明，数值范围“a～b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“6～22”表示本文中已经全部列出了“6～22”之间的全部实数，“6～22”只是这些数值组合的缩略表示。本发明所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。本发明中，除非另有说明，各个反应或操作步骤可以顺序进行，也可以按照顺序进行。优选地，本文中的反应方法是顺序进行的。除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本发明中。
本发明提供了一种电路板镀铜液的制备方法，包括以下步骤：
提供电路板刻蚀液废液作为反应原料，所述电路板刻蚀液废液经萃取、水洗和反萃后得到硫酸铜溶液，所述硫酸铜溶液与镀铜添加剂混合后得到镀铜液，将电路板置于所述镀铜液中进行电镀；
其中，在电镀的过程中，利用铜离子浓度控制系统检测所述镀铜液中的铜离子浓度，根据检测结果调整萃取过程中萃取系统的搅拌速度，使镀铜液中的铜离子浓度满足电路板的镀铜要求。
本发明提供的电路板的电镀工艺是以电路板刻蚀液废液为反应原料，通过对电路板刻蚀液废液进行萃取、水洗和反萃后，将电路板刻蚀液废液中的铜离子进行了转移，以制备得到电路板镀铜液。由于电路板刻蚀液废液的成本要远低于电路板镀铜液的成本，且萃取、水洗和反萃均为低成本操作工艺，因此，本发明的电镀工艺可以大幅度降低电路板镀铜液的生产成本，同时减轻了操作人员的劳动强度。
本发明提供的电镀工艺中，通过用铜离子浓度控制系统检测镀铜液中的铜离子浓度，根据检测结果调整萃取过程中萃取系统的搅拌速度，使镀铜液中的铜离子浓度始终满足电路板的镀铜要求。该电镀工艺可以精确控制镀铜液中的铜离子浓度，从而使镀铜液满足电路板的镀铜要求。
本发明创新性地以电路板刻蚀液废液为反应原料，且通过铜离子浓度控制系统调控萃取过程中的萃取能力，从而达到精确控制镀铜液中铜离子浓度的目的。与现有的以氧化铜为原料配置镀铜液再进行电路板的电镀方法相比，该镀铜工艺体现了一种完全不同的制备思路。该电镀工艺中以电路板刻蚀液废液为原料，配置电镀液的同时实现了实时在线电镀。本发明的电镀工艺在达到降低电路板镀铜液成本的同时，还能有效保证电路板镀铜液中的铜离子的浓度，使铜离子浓度保持在最佳状态。
本发明中，所述铜离子浓度控制系统包括检测元件和控制单元，其中，所述检测元件为铜离子选择性电极。利用铜离子选择性电极可以精确检测铜离子的浓度，进而提高镀铜液中铜离子浓度的控制精度。
要实现镀铜液中铜离子的浓度控制在一个最佳范围内，就必须靠铜离子浓度控制系统与萃取过程中的搅拌速度进行联动，以确保镀铜液中的铜离子浓度处于电镀工艺的允许范围内。
在本发明的一些实施方式中，当检测的镀铜液中的铜离子浓度接近控制下限时，铜离子浓度控制系统给出信号至萃取系统，以提高萃取系统的搅拌速度；
当检测的镀铜液中的铜离子浓度接近控制上限时，铜离子浓度控制系统给出信号至萃取系统，以降低萃取系统的搅拌速度。
具体的，该实施方式中的控制调整过程如下，用铜离子选择性电极检测镀铜液中的铜离子浓度，当铜离子浓度接近控制下限时，铜离子浓度控制系统立即给出一个电信号指挥萃取系统，改变萃取系统中的变频器以提高搅拌速度，从而提高萃取系统的萃取能力，进而提高铜离子的传输能力，及时补充铜离子，确保所得的镀铜液中的铜离子浓度维持在最佳状况。
类似地，当铜离子浓度接近控制上限时，铜离子浓度控制系统立即给出一个电信号指挥萃取系统，改变萃取系统中的变频器以降低搅拌速度，从而降低萃取系统的萃取能力，进而降低铜离子的传输能力，及时减少铜离子供给，确保所得的镀铜液中的铜离子浓度维持在最佳状况。
在本发明的一些实施方式中，所述电路板刻蚀液废液进入萃取槽后与萃取剂反应得到负载铜萃取剂和萃余液，所述负载铜萃取剂经水洗后进入反萃槽以进行反萃，经反萃后得到硫酸铜溶液和萃取剂，所述硫酸铜溶液与镀铜添加剂混合后得到所述镀铜液。
镀铜添加剂为用于配置镀铜液的辅助成分，例如，镀铜添加剂可以包括：聚乙二醇8000、聚二硫二丙烷磺酸钠光亮剂、甲基紫染料和聚乙烯亚胺衍生物。
在本发明的一些实施方式中，在电镀后得到电镀后液，所述电镀后液再进入反萃槽内进行循环利用。其中，电镀后液为包含硫酸和硫酸铜的混合液。电镀液在经过通电电镀后，其中的铜离子浓度下降，硫酸浓度上升，该组成的电镀后液可再循环至反萃槽内，与经水洗过的负载铜萃取剂混合后一起经反萃并与镀铜添加剂混合后重新形成镀铜液使用。这样可进一步提高原料的利用率。
为了提高原料的利用率，在本发明的一些实施方式中，在所述萃余液中加入调配剂，经调配后作为电路板刻蚀液进入刻蚀机，之后再循环至萃取槽进行萃取。
萃余液为一部分电路板刻蚀液原料，经调配后可以重新作为刻蚀液使用。从刻蚀机流出后再重新作为镀铜液的原料返回至萃取槽进行萃取。
其中，所述调配剂例如可以为氯化铵和液氨。
为了提高萃取剂的利用率，在本发明的一些实施方式中，反萃后得到的萃取剂经回收后再重新进入萃取环节得以重新利用。
实施例1
本实施例是一种电路板的电镀工艺，其工艺流程图如图1所示，具体的，该电镀工艺包括以下步骤：
S1)提供电路板刻蚀液废液作为反应原料，电路板刻蚀液废液进入萃取槽后与萃取剂反应得到负载铜萃取剂和萃余液，其中，在萃余液中加入组为调配剂的氯化铵和液氨，萃余液经调配后作为碱性刻蚀液进入刻蚀机，之后再循环至萃取槽进行萃取；
S2)萃取后所得的负载铜萃取剂经水洗后进入反萃槽以进行反萃，经反萃后得到硫酸铜溶液和萃取剂，硫酸铜溶液与镀铜添加剂混合后形成镀铜液；
S3)将待电镀的电路板置于所得的电镀液中进行电镀，在电镀的过程中，利用铜离子浓度控制系统检测镀铜液中的铜离子浓度，根据检测结果调整萃取过程中萃取系统的搅拌速度，使镀铜液中的铜离子浓度满足电路板的镀铜要求，最终完成电镀；
其中，铜离子浓度控制系统包括检测元件和控制单元，检测元件为铜离子选择性电极；
S4)在电镀后得到含有硫酸和硫酸铜的电镀后液，该组成的电镀后液可再循环至反萃槽内，与经水洗过的负载铜萃取剂混合后一起经反萃并与镀铜添加剂混合后重新形成镀铜液使用。
本实施例中，电路板全板电镀铜工艺，电镀过程中镀铜液的控制浓度为17.5克/升，设定镀铜液中的铜离子浓度接近控制下限为15克/升，控制上限为20克/升。当检测的镀铜液中的铜离子浓度接近控制下限时，铜离子浓度控制系统给出信号至萃取系统，以提高萃取系统的搅拌速度至140转/分钟，当检测的镀铜液中的铜离子浓度接近控制上限时，铜离子浓度控制系统给出信号至萃取系统，以降低萃取系统的搅拌速度至110转/分钟。
经计算，该电镀工艺的电镀成本比传统方法降低40％。
实施例2
本实施例是一种电路板填孔镀铜工艺，其工艺流程与实施例1相同，不同之处在于，本实施例中的制备的电路板镀铜液的浓度为45克/升，设定镀铜液的铜离子浓度接近控制下限为40克/升，控制上限为50克/升。当检测的镀铜液中的铜离子浓度接近控制下限时，铜离子浓度控制系统给出信号至萃取系统，以提高萃取系统的搅拌速度至220转/分钟，当检测的镀铜液中的铜离子浓度接近控制上限时，铜离子浓度控制系统给出信号至萃取系统，以降低萃取系统的搅拌速度至180转/分钟。
经计算，该电镀工艺的电镀成本比传统方法降低45％。
通过上述对比可以看出，完成相同的电路板的电镀，利用本发明提供的电镀工艺与传统方法相比，能够节约成本40％以上。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种电路板的电镀工艺，其特征在于，包括以下步骤：
提供电路板刻蚀液废液作为反应原料，所述电路板刻蚀液废液经萃取、水洗和反萃后得到硫酸铜溶液，所述硫酸铜溶液与镀铜添加剂混合后得到镀铜液，将电路板置于所述镀铜液中进行电镀；
其中，在电镀的过程中，利用铜离子浓度控制系统检测所述镀铜液中的铜离子浓度，根据检测结果调整萃取过程中萃取系统的搅拌速度，使镀铜液中的铜离子浓度满足电路板的镀铜要求；
所述铜离子浓度控制系统包括检测元件和控制单元，其中，所述检测元件为铜离子选择性电极。
2.根据权利要求1所述的电镀工艺，其特征在于，当检测的镀铜液中的铜离子浓度接近控制下限时，铜离子浓度控制系统给出信号至萃取系统，以提高萃取系统的搅拌速度；
当检测的镀铜液中的铜离子浓度接近控制上限时，铜离子浓度控制系统给出信号至萃取系统，以降低萃取系统的搅拌速度。
3.根据权利要求1-2任一项所述的电镀工艺，其特征在于，所述电路板刻蚀液废液进入萃取槽与萃取剂反应后得到负载铜萃取剂和萃余液，所述负载铜萃取剂经水洗后进入反萃槽以进行反萃，经反萃后得到硫酸铜溶液和萃取剂，所述硫酸铜溶液与镀铜添加剂混合后得到所述镀铜液。
4.根据权利要求3所述的电镀工艺，其特征在于，在电镀后得到电镀后液，所述电镀后液再进入反萃槽内进行循环利用。
5.根据权利要求3所述的电镀工艺，其特征在于，在所述萃余液中加入调配剂，经调配后作为电路板刻蚀液进入刻蚀机，之后经刻蚀利用后再循环至萃取槽进行萃取。
6.根据权利要求5所述的电镀工艺，其特征在于，所述调配剂包括氯化铵和液氨。
7.根据权利要求3所述的电镀工艺，其特征在于，反萃后得到的萃取剂经循环后再重新进入萃取环节得以重新利用。
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