CN110257806A - 一种用于微型电机pcb板的分层镀金方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于微型电机PCB板的分层镀金方法，即使在紧凑尺寸的单个电极或具有窄L的布线中，也可以仅选择性地在铜上形成钯/金镀膜而不产生异常的钯沉淀。为了解决上述问题，化学镀钯/镀金工艺包括：通过将绝缘基材浸入在含有一种或多种选自硫代硫酸盐和硫醇的硫化合物的含硫水溶液中来进行铜表面电势调节处理；对已经调节铜的表面电位以在铜上形成钯镀膜的绝缘基材进行无电镀钯处理；对在铜上形成钯镀膜的绝缘基材进行化学镀金处理，在钯镀膜上形成镀金膜；同时，镀金膜采用第一镀金膜和第二镀金膜的设计，该方法能够满足一些微型电机PCB镀金工艺的参数需求。

Description

一种用于微型电机PCB板的分层镀金方法
技术领域
本发明涉及一种在铜上形成钯镀膜并随后通过化学镀处理形成镀金膜的用于微型电机PCB板的分层镀金方法。
背景技术
传统上，作为在具有独立电极或独立布线的电子基板中在铜电极、铜布线等的铜上形成镀镍膜的工艺，以及在镀镍膜上形成镀金膜的工艺，进行了化学镀镍/镀金工艺。在化学镀镍/镀金工艺中，为了防止铜扩散到金表面，形成厚度为3微米或以上的镀镍膜，并且形成厚度为0.03微米或以上的镀金膜，以获得稳定的实施性能。
近年来，电子线路的致密化已经开始，需要将线路/空间(以下简称“L/S”)缩小到几十微米或更小，甚至10微米或更小。在L/S是几十微米或更小的情况下，例如在L/S＝30微米/30微米的情况下，当通过化学镀镍处理形成3微米的镀镍膜时，在布线之间镍异常沉淀，并导致电子电路短路。因此，通过减少化学镀镍处理的电镀时间来防止布线之间的镍沉淀，从而使镀镍膜的厚度小于或等于1μm。
因此，为了防止上述镍局部腐蚀现象的产生，公开了的一种化学镀镍/钯/镀金工艺，在具有厚度的镀镍膜上形成厚度为0.03微米或更多的钯镀层。形成厚度为0.03微米或以上的镀金膜。
在化学镀镍/钯/镀金工艺中，首先对表面处理铜的绝缘基材进行脱脂处理(步骤(以下简称“S”)11)。脱脂处理(S11)通常通过将绝缘基材浸入主要成分为无机酸、有机酸和表面活性剂的酸性溶液中进行。接下来，对进行脱脂处理(S11)的绝缘基材进行蚀刻处理(S12)，以去除铜上的氧化膜。蚀刻处理(S12)通常是通过将绝缘基材浸入过硫酸盐和硫酸的混合溶液、过氧化氢水溶液和硫酸等的混合溶液中进行的。随后，进行活化处理(S13)和脱粒处理(S14)。
接下来，对经钯催化剂吸附处理的绝缘基材进行化学镀镍处理(S16)、化学镀钯处理(S17)和化学镀金处理(S18)。因此，在绝缘基材的铜上依次形成镀镍膜、钯镀膜和镀金膜。
然而，在进一步将l/s缩小至10μm或更小的情况下，例如在l/s＝8μm/8μm的情况下，当通过化学镀镍处理形成1μm的镀镍膜时，镍在布线之间异常沉淀。在这种情况下，一个问题是钯和金也会沉淀在异常沉淀的镍上，而电子线路也会发生短路。
因此，设想在铜上直接形成钯镀层和镀金膜，而不形成镍镀层。换句话说，在化学镀镍/钯/镀金工艺中，不进行化学镀镍处理(S16)的化学镀钯/镀金工艺。
发明内容
钯/镀金膜形成后，通过焊料实施将电子元件合并，此时对钯/镀金膜进行加热。在钯镀膜中存在上述针孔的情况下，根据针孔的状态，铜通过针孔扩散到镀金膜表面，产生铜氧化物，并可能导致引线结合性能下降。
本发明提供了一种用于微型电机PCB板的分层镀金方法，用于在绝缘基底材料的铜上形成钯镀膜，其表面上已经设置了铜，随后通过化学镀处理形成镀金膜，包括：
步骤1、通过将具有铜的表面的绝缘基材浸入含有一种或多种硫代硫酸盐、含硫水溶液和硫醇溶液中进行铜表面电位调节处理；
步骤2、在绝缘基材上进行无电镀钯处理，其中调节铜的表面电位以在铜上形成钯镀膜；和
步骤3、在其上已在铜上形成钯镀膜的绝缘基材上进行化学镀金处理以在钯镀膜上形成镀金膜；
其中，形成镀金膜具体包括：
步骤31、先在钯镀膜上形成第一镀金膜；
步骤32、在第一镀金膜上再次形成第二镀金膜。
在一些实施例中，其中硫代硫酸盐是硫代硫酸钠或硫代硫酸钾。
在一些实施例中，其中硫醇为硫代苹果酸，硫尿嘧啶和硫脲中的一种或多种。
在一些实施例中，其中所述含硫水溶液含有浓度范围为10mg/L或以下的钯化合物。
在一些实施例中，包括在进行表面电位调节处理的步骤之前，通过将所述绝缘基材浸入中性脱脂溶液中对其表面进行脱脂处理；
其中中性脱脂溶液含有20-40g/L的硫代二乙醇酸，1-5g/L的葡萄糖酸钠和0.05-0.1g/L的非离子表面活性剂，中性脱脂溶液的pH为5.0-7.0。
在一些实施例中，包括在进行表面电势调节处理的步骤之前，通过将所述绝缘基底浸渍到氧化铜膜去除溶液中进行氧化铜膜去除处理的步骤；
其中氧化铜膜去除溶液含有2.5-12.5g/L的硫代二醇和1.25-2.5g/L的非离子表面活性剂，氧化铜膜去除溶液的pH为5.0-7.0。
此外，即使在铜是小型单电极或具有窄L/S的布线的情况下，由于铜的表面电位通过硫化合物的吸附而可靠地调整，因此可以在铜上可靠地形成钯/镀金膜，而不会出现异常的钯，在化学镀钯处理的情况下沉淀；同时，镀金膜采用第一镀金膜和第二镀金膜的设计，该方法能够满足一些微型电机PCB镀金工艺的参数需求。
附图说明
图1是本发明较佳实施例一种用于微型电机PCB板的分层镀金方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加浅显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，本发明提出了一种用于微型电机PCB板的分层镀金方法，包括：
步骤1、通过将具有铜的表面的绝缘基材浸入含有一种或多种硫代硫酸盐、含硫水溶液和硫醇溶液中进行铜表面电位调节处理；
步骤2、在绝缘基材上进行无电镀钯处理，其中调节铜的表面电位以在铜上形成钯镀膜；和
步骤3、在其上已在铜上形成钯镀膜的绝缘基材上进行化学镀金处理以在钯镀膜上形成镀金膜；
其中，形成镀金膜具体包括：
步骤31、先在钯镀膜上形成第一镀金膜；
步骤32、在第一镀金膜上再次形成第二镀金膜。
实施例一
一种用于微型电机PCB板的分层镀金方法，用于在绝缘基底材料的铜上形成钯镀膜，其表面上已经设置了铜，随后通过化学镀处理形成镀金膜，包括：
步骤1、通过将具有铜的表面的绝缘基材浸入含有一种或多种硫代硫酸盐、含硫水溶液和硫醇溶液中进行铜表面电位调节处理；
步骤2、在绝缘基材上进行无电镀钯处理，其中调节铜的表面电位以在铜上形成钯镀膜；和
步骤3、在其上已在铜上形成钯镀膜的绝缘基材上进行化学镀金处理以在钯镀膜上形成镀金膜；
其中，形成镀金膜具体包括：
步骤31、先在钯镀膜上形成第一镀金膜；
步骤32、在第一镀金膜上再次形成第二镀金膜。
在一些实施例中，其中硫代硫酸盐是硫代硫酸钠或硫代硫酸钾。
在一些实施例中，其中硫醇为硫代苹果酸，硫尿嘧啶和硫脲中的一种或多种。
在一些实施例中，其中所述含硫水溶液含有浓度范围为10mg/L或以下的钯化合物。
在一些实施例中，包括在进行表面电位调节处理的步骤之前，通过将所述绝缘基材浸入中性脱脂溶液中对其表面进行脱脂处理；
其中中性脱脂溶液含有20g/L的硫代二乙醇酸，1g/L的葡萄糖酸钠和0.05g/L的非离子表面活性剂，中性脱脂溶液的pH为5.0。
在一些实施例中，包括在进行表面电势调节处理的步骤之前，通过将所述绝缘基底浸渍到氧化铜膜去除溶液中进行氧化铜膜去除处理的步骤；
其中氧化铜膜去除溶液含有2.5g/L的硫代二醇和1.25g/L的非离子表面活性剂，氧化铜膜去除溶液的pH为5.0。
实施例二
一种用于微型电机PCB板的分层镀金方法，用于在绝缘基底材料的铜上形成钯镀膜，其表面上已经设置了铜，随后通过化学镀处理形成镀金膜，包括：
步骤1、通过将具有铜的表面的绝缘基材浸入含有一种或多种硫代硫酸盐、含硫水溶液和硫醇溶液中进行铜表面电位调节处理；
步骤2、在绝缘基材上进行无电镀钯处理，其中调节铜的表面电位以在铜上形成钯镀膜；和
步骤3、在其上已在铜上形成钯镀膜的绝缘基材上进行化学镀金处理以在钯镀膜上形成镀金膜；
其中，形成镀金膜具体包括：
步骤31、先在钯镀膜上形成第一镀金膜；
步骤32、在第一镀金膜上再次形成第二镀金膜。
在一些实施例中，其中硫代硫酸盐是硫代硫酸钠或硫代硫酸钾。
在一些实施例中，其中硫醇为硫代苹果酸，硫尿嘧啶和硫脲中的一种或多种。
在一些实施例中，其中所述含硫水溶液含有浓度范围为10mg/L或以下的钯化合物。
在一些实施例中，包括在进行表面电位调节处理的步骤之前，通过将所述绝缘基材浸入中性脱脂溶液中对其表面进行脱脂处理；
其中中性脱脂溶液含有40g/L的硫代二乙醇酸，5g/L的葡萄糖酸钠和0.1g/L的非离子表面活性剂，中性脱脂溶液的pH为7.0。
在一些实施例中，包括在进行表面电势调节处理的步骤之前，通过将所述绝缘基底浸渍到氧化铜膜去除溶液中进行氧化铜膜去除处理的步骤；
其中氧化铜膜去除溶液含有12.5g/L的硫代二醇和2.5g/L的非离子表面活性剂，氧化铜膜去除溶液的pH为7.0。
实施例三
一种用于微型电机PCB板的分层镀金方法，用于在绝缘基底材料的铜上形成钯镀膜，其表面上已经设置了铜，随后通过化学镀处理形成镀金膜，包括：
步骤1、通过将具有铜的表面的绝缘基材浸入含有一种或多种硫代硫酸盐、含硫水溶液和硫醇溶液中进行铜表面电位调节处理；
步骤2、在绝缘基材上进行无电镀钯处理，其中调节铜的表面电位以在铜上形成钯镀膜；和
步骤3、在其上已在铜上形成钯镀膜的绝缘基材上进行化学镀金处理以在钯镀膜上形成镀金膜；
其中，形成镀金膜具体包括：
步骤31、先在钯镀膜上形成第一镀金膜；
步骤32、在第一镀金膜上再次形成第二镀金膜。
在一些实施例中，其中硫代硫酸盐是硫代硫酸钠或硫代硫酸钾。
在一些实施例中，其中硫醇为硫代苹果酸，硫尿嘧啶和硫脲中的一种或多种。
在一些实施例中，其中所述含硫水溶液含有浓度范围为10mg/L或以下的钯化合物。
在一些实施例中，包括在进行表面电位调节处理的步骤之前，通过将所述绝缘基材浸入中性脱脂溶液中对其表面进行脱脂处理；
其中中性脱脂溶液含有30g/L的硫代二乙醇酸，3g/L的葡萄糖酸钠和0.075g/L的非离子表面活性剂，中性脱脂溶液的pH为6.0。
在一些实施例中，包括在进行表面电势调节处理的步骤之前，通过将所述绝缘基底浸渍到氧化铜膜去除溶液中进行氧化铜膜去除处理的步骤；
其中氧化铜膜去除溶液含有7.5g/L的硫代二醇和3.85g/L的非离子表面活性剂，氧化铜膜去除溶液的pH为6.0。
综上所述，即使在铜是小型单电极或具有窄L/S的布线的情况下，由于铜的表面电位通过硫化合物的吸附而可靠地调整，因此可以在铜上可靠地形成钯/镀金膜，而不会出现异常的钯，在化学镀钯处理的情况下沉淀；同时，镀金膜采用第一镀金膜和第二镀金膜的设计，该方法能够满足一些微型电机PCB镀金工艺的参数需求。
以上所述实施例仅表达了本发明的两种实施方式，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 (6)

1.一种用于微型电机PCB板的分层镀金方法，用于在绝缘基底材料的铜上形成钯镀膜，其表面上已经设置了铜，随后通过化学镀处理形成镀金膜，其特征在于，包括：
步骤1、通过将具有铜的表面的绝缘基材浸入含有一种或多种硫代硫酸盐、含硫水溶液和硫醇溶液中进行铜表面电位调节处理；
步骤2、在绝缘基材上进行无电镀钯处理，其中调节铜的表面电位以在铜上形成钯镀膜；和
步骤3、在其上已在铜上形成钯镀膜的绝缘基材上进行化学镀金处理以在钯镀膜上形成镀金膜；
其中，形成镀金膜具体包括：
步骤31、先在钯镀膜上形成第一镀金膜；
步骤32、在第一镀金膜上再次形成第二镀金膜。
2.根据权利要求1的用于微型电机PCB板的分层镀金方法，其特征在于，其中硫代硫酸盐是硫代硫酸钠或硫代硫酸钾。
3.根据权利要求1或2的用于微型电机PCB板的分层镀金方法，其特征在于，其中硫醇为硫代苹果酸，硫尿嘧啶和硫脲中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的用于微型电机PCB板的分层镀金方法，其特征在于，其中所述含硫水溶液含有浓度范围为10mg/L或以下的钯化合物。
5.根据权利要求4所述的用于微型电机PCB板的分层镀金方法，其特征在于，包括在进行表面电位调节处理的步骤之前，通过将所述绝缘基材浸入中性脱脂溶液中对其表面进行脱脂处理；
其中中性脱脂溶液含有20-40g/L的硫代二乙醇酸，1-5g/L的葡萄糖酸钠和0.05-0.1g/L的非离子表面活性剂，中性脱脂溶液的pH为5.0-7.0。
6.根据权利要求5所述的用于微型电机PCB板的分层镀金方法，其特征在于，包括在进行表面电势调节处理的步骤之前，通过将所述绝缘基底浸渍到氧化铜膜去除溶液中进行氧化铜膜去除处理的步骤；
其中氧化铜膜去除溶液含有2.5-12.5g/L的硫代二醇和1.25-2.5g/L的非离子表面活性剂，氧化铜膜去除溶液的pH为5.0-7.0。
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