CN110306214A - 一种用于高纵横比孔径印制线路板通孔电镀的反向脉冲镀铜工艺 - Google Patents

一种用于高纵横比孔径印制线路板通孔电镀的反向脉冲镀铜工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于高纵横比孔径印制线路板通孔电镀的反向脉冲镀铜工艺，所述反向脉冲镀铜工艺包括：将镀铜槽清洗干净；继续用去离子水循环清洗，排掉清洗水；向经去离子水循环清洗后的镀铜槽中加入镀铜溶液和镀铜添加剂；开启循环过滤泵，同时打开空气搅拌阀门，进行空气搅拌，调节温度为22‑25℃；将待镀通孔板放入经搅拌的镀铜槽中进行镀铜；取出电镀板，用水清洗干净，再用85℃热风吹干；转入图形转移工序。本发明具有深镀能力很高，镀铜层的延展性优良，镀层结晶细密，解决了高纵横比印制线路板镀孔能力差的瓶颈，从而提升了高纵横比板镀孔的品质和产品品质的稳定性和可靠性，节省了大量铜，生产过程无污染适合工业化生产。

Description

一种用于高纵横比孔径印制线路板通孔电镀的反向脉冲镀铜 工艺
技术领域
本发明属于印制线路板加工技术领域，具体地说，涉及一种用于 高纵横比孔径印制线路板通孔电镀的反向脉冲镀铜工艺。
背景技术
随着电子产品的大规模集成化的不断提高，卫星、导航及5G的应 用，印制线路板的纵横比也越来越高，对导通孔镀铜的要求自然越来 越高，目前普通镀铜工艺存在的以下不足：1)仅能满足低纵横比(板 厚：孔径≦8:1)的通孔镀铜需要；2)对于高纵横比(板厚：孔径：12:1-25:1 的)孔径印制线路板的通孔镀铜，即便采用低的电流密度 (0.5-0.8A/dm2)，超长电镀时间(5-6小时)进行通孔镀铜，也会造成 板面镀铜特厚，孔内镀铜呈“狗骨”现象(即孔口铜厚过大，孔中间铜 厚过小)，由于孔中间镀铜过薄，容易引起焊接过程中的孔铜断裂。
因此，迫切需要解决高纵横比孔径印制线路板通孔电镀的反向脉 冲镀铜工艺。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种用于高纵横比孔径印 制线路板通孔电镀的反向脉冲镀铜工艺，以提高高纵横比印制线路板 通孔镀铜的深镀能力，提高生产效率，节约铜资源，从而提高高纵横 比印制线路板的镀铜品质，确保产品的品质和可靠性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于高纵横比孔径印制线 路板通孔电镀的反向脉冲镀铜工艺，所述反向脉冲镀铜工艺步骤如下： 1)将镀铜槽清洗干净；2)继续用去离子水循环清洗，排掉清洗水；3) 向步骤2)经去离子水循环清洗后的镀铜槽中加入镀铜液，所述镀铜液 包括镀铜溶液和镀铜添加剂；其中，所述镀铜溶液包括去离子水、五 水硫酸铜、硫酸、盐酸，所述镀铜添加剂包括去离子水、聚丙二醇、 苯并三氮唑、2-噻唑啉基聚二硫二丙烷磺酸、聚乙烯亚胺、和健那绿； 4)开启循环过滤泵，同时打开空气搅拌阀门，进行空气搅拌，调节温 度为22-25℃；5)将经去离子水清洗后的镀通孔板放入步骤4)经空气 搅拌的镀铜槽中进行镀铜；其中：反向脉冲电源正向电流调整为 2.0-3.0A/dm2，正向电镀时间为20S；反向脉冲电源反向电流为 6.0-9.0A/dm2，反向电镀时间为1S；电镀时间为70-90min；6)取出电 镀板，用水清洗干净，再用85℃热风吹干；和7)转入图形转移工序。
作为对本发明所述的反向脉冲镀铜工艺的进一步说明，优选地， 所述镀铜溶液包括：去离子水、22.0-24.0wt％五水硫酸铜、3.0-5.0wt％ 硫酸、40-80ppm盐酸、所述镀铜添加剂包括：去离子水、50-200ppm 聚丙二醇、30-90ppm苯并三氮唑、2-10ppm2-噻噻唑啉基聚二硫二丙 烷磺酸、0.1-0.8ppm聚乙烯亚胺、50-150ppm健那绿。
作为对本发明所述的反向脉冲镀铜工艺的进一步说明，优选地， 所述镀铜溶液的酸当量浓度：3.0-4.0N，比重为1.18-1.25g/cm3；镀铜 添加剂的pH值为8-10，比重为1.01-1.04g/cm3。
作为对本发明所述的反向脉冲镀铜工艺的进一步说明，优选地， 步骤2)中，所述去离子水清洗的时间为30分钟。
作为对本发明所述的反向脉冲镀铜工艺的进一步说明，优选地， 步骤5)中，正向电流为2.0-3.0A/dm2，正向时间为20S；反向电流为 6.0-9.0A/dm2，反向时间为1S。
作为对本发明所述的反向脉冲镀铜工艺的进一步说明，优选地， 步骤6)中，所述室温下水洗1min，85℃热风吹干。
本发明的反向脉冲镀铜工艺具有以下有益效果：(1)解决了高纵 横比通孔镀铜深镀能力极差的问题(普通镀铜工艺高纵横比通孔镀铜 深镀能力仅达到30-40％，而本发明的反向脉冲镀铜工艺使得高纵横比 通孔镀铜深镀能力可达到100-160％)；(2)提高了生产效率(普通 镀铜工艺高纵横比通孔镀铜耗时5-6小时，而本发明的反向脉冲镀铜工 艺使得高纵横比通孔镀铜耗时仅1-1.5小时)；(3)由于深镀能力大 幅度提高，对于高纵横比通孔镀铜，采用本发明的反向脉冲镀铜工艺 较普通镀铜工艺可以节省铜材料50-70％；(4)由于深镀能力大幅度 提高，板面镀铜层很薄使得本发明的高纵横比通孔镀铜后的蚀刻变得 十分容易，进行高密集线路的生产品质有了保障；而普通镀铜工艺因 板面铜镀铜超级厚，几乎无法进行高密集线路的生产，即使通过减铜 后，产品品质也无法得到保障；(5)原料来源广、价格低廉、成本低、 生产过程无污染，因此在高纵横比印制线路板通孔镀铜领域具有广泛 的应用前景。
具体实施方式
为了能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所 附较佳实施例详细说明如下，本发明的实施例仅用于说明本发明的技 术方案，并非限定本发明。
实施例1：
配制镀铜溶液：22.0wt％无水硫酸铜、3.0wt％硫酸、40ppm盐酸、 和去离子水。
配制镀铜添加剂：50ppm聚丙二醇、30ppm苯并三氮唑、2ppm2- 噻唑啉基聚二硫二丙烷磺酸、0.1ppm聚乙烯亚胺、50ppm健那绿和去 离子水。镀铜添加剂的pH值为8，比重为1.01g/cm3。
本发明按照如下工艺步骤将配制好的镀铜溶液和镀铜添加剂进行 镀铜，具体步骤如下：1)将镀铜槽清洗干净；2)继续用去离子水循 环清洗，排掉清洗水，其中最好去离子水清洗的时间为30分钟；3) 向步骤2)经去离子水循环清洗后的镀铜槽中加入上述配制好的镀铜溶 液和镀铜添加剂；4)开启循环过滤泵，同时打开空气搅拌阀门，进行 空气搅拌，调节温度为25℃；；5)将经去离子水清洗后的镀通孔板放 入步骤4)经空气搅拌的镀铜槽中进行镀铜；其中：反向脉冲电源正向 电流调整为2.0A/dm2，正向电镀时间为20S；反向脉冲电源反向电流 为6.0A/dm2，反向电镀时间为1S；电镀时间为70min；6)取出电镀板， 用水清洗干净，再用85℃热风吹干；7)最后转入图形转移工序。
根据上述步骤镀铜得到的高纵横比通孔板，其深镀能力具有较大 的提升，从而提高了高纵横比通孔板的产品品质和产品可靠性。请参 见表1(表1列出了反向脉冲镀铜工艺，对高纵横比通孔镀铜的深镀能 力的相关参数)。
表1
纵横比 12:1 15:1 20:1 25:1
深镀能力 130％ 125％ 110％ 100％
从表1的实验结果可以看出，高纵横比的导通孔的深镀能力比较 高，满足了产品的品质和产品的可靠性。
实施例2：
配制镀铜溶液：24.0wt％无水硫酸铜、5.0wt％硫酸、80ppm盐酸。 所述镀铜溶液的pH值<0.1，比重为1.25g/cm3；
配制镀铜添加剂：200ppm聚丙二醇、90ppm苯并三氮唑、10ppm2- 噻唑啉基聚二硫二丙烷磺酸、0.8ppm聚乙烯亚胺、150ppm健那绿。镀 铜添加剂的pH值为10，比重为1.04g/cm3。
本发明按照如下工艺步骤将配制好的镀铜溶液和镀铜添加剂进行 镀铜，具体步骤如下：1)将镀铜槽清洗干净；2)继续用去离子水循 环清洗，排掉清洗水，其中最好去离子水清洗的时间为30分钟；3) 向步骤2)经去离子水循环清洗后的镀铜槽中加入镀铜溶液和镀铜添加 剂；4)开启循环过滤泵，同时打开空气搅拌阀门，进行空气搅拌，调 节温度为22℃；；5)将经去离子水清洗后的镀通孔板放入步骤4)经 空气搅拌的镀铜槽中进行镀铜；其中：反向脉冲电源正向电流调整为3.0A/dm2，正向电镀时间为20S；反向脉冲电源反向电流为9.0A/dm2， 反向电镀时间为1S；电镀时间为90min；6)取出电镀板，用水清洗干 净，再用85℃热风吹干；和7)转入图形转移工序。
根据上述步骤镀铜得到的高纵横比通孔板，其深镀能力具有较大 的提升，从而提高了高纵横比通孔板的产品品质和产品可靠性。请参 见表2(表2列出了反向脉冲镀铜工艺，对高纵横比通孔镀铜的深镀能 力的相关参数)。
表2
纵横比 12:1 15:1 20:1 25:1
深镀能力 120％ 116％ 100％ 98％
从表2的实验结果可以看出，高纵横比的导通孔的深镀能力比较 高，满足了产品的品质和产品的可靠性。
由此看出，本发明的反向脉冲镀铜工艺具有深镀能力很高，镀铜 层的延展性优良，镀层结晶细密，解决了高纵横比印制线路板镀孔能 力差的瓶颈，从而提升了高纵横比板镀孔的品质和产品品质的稳定性 和可靠性，节省了大量铜，生产过程无污染适合工业化生产。
需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所 提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本 领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换 或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种用于高纵横比孔径印制线路板通孔电镀的反向脉冲镀铜工艺，其特征在于，所述反向脉冲镀铜工艺包括如下步骤：
1)将镀铜槽清洗干净；
2)继续用去离子水循环清洗，排掉清洗水；
3)向步骤2)中经去离子水循环清洗后的镀铜槽中加入镀铜液，所述镀铜液包括镀铜溶液和镀铜添加剂；其中，所述镀铜溶液包括去离子水、五水硫酸铜、硫酸、盐酸；所述镀铜添加剂包括去离子水、聚丙二醇、苯并三氮唑、2-噻唑啉基聚二硫二丙烷磺酸、聚乙烯亚胺、和健那绿；
4)开启循环过滤泵，同时打开空气搅拌阀门，进行空气搅拌，调节温度为22-25℃；
5)将经去离子水清洗后的镀通孔板放入步骤4)经空气搅拌的镀铜槽中进行镀铜；其中：反向脉冲电源正向电流调整为2.0-3.0A/dm2，正向电镀时间为20S；反向脉冲电源反向电流为6.0-9.0A/dm2，反向电镀时间为1S；电镀时间为70-90min；
6)取出电镀板，用水清洗干净，再用85℃热风吹干；和
7)转入图形转移工序。
2.根据权利要求1所述的反向脉冲镀铜工艺，其特征在于，所述镀铜溶液包括：22.0-24.0wt％五水硫酸铜、3.0-5.0wt％硫酸、40-80ppm盐酸、所述镀铜添加剂包括：去离子水、50-200ppm聚丙二醇、30-90ppm苯并三氮唑、2-10ppm2-噻噻唑啉基聚二硫二丙烷磺酸、0.1-0.8ppm聚乙烯亚胺、50-150ppm健那绿。
3.根据权利要求1或2所述的反向脉冲镀铜工艺，其特征在于，所述镀铜溶液的酸当量浓度：3.0-4.0N，比重为1.18-1.25g/cm3；镀铜添加剂的pH值为8-10，比重为1.01-1.04g/cm3。
4.根据权利要求1所述的反向脉冲镀铜工艺，其特征在于，步骤2)中，所述去离子水清洗的时间为30分钟。
5.根据权利要求1所述的反向脉冲镀铜工艺，其特征在于，步骤5)中，正向电流为2.0-3.0A/dm2，正向时间为20S；反向电流为6.0-9.0A/dm2，反向时间为1S。
6.根据权利要求1所述的反向脉冲镀铜工艺，其特征在于，步骤6)中，所述室温下水洗1min，85℃热风吹干。
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