CN110972412A - 一种新型pcb沉铜工序改良方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型PCB沉铜工序改良方法，整体为以下步骤：所述将印制板插于架子上并固定好，并推放于沉铜拉待进线；所述在药水作用下对印制板孔内胶渣进行膨松，除去孔内胶渣；所述对除胶药水预中和，进一步对除胶药水中和洁净；所述除油调整印制板孔壁电性，对铜面进行微蚀；所述将印制板进行预浸处理，并且预浸处理后在孔壁沉上一层钯；所述对活化后的印制板进行速化除去亚锡离子，再对孔壁上沉积上一层铜；所述将已沉好铜的板出拉，并对沉铜板上的水进行烘干。本发明技术方案赋予沉铜工序自主烘干的能力，降低了后续工序的繁琐性，有效的加快了印制板的成型效率。

Description

一种新型PCB沉铜工序改良方法

技术领域

本发明涉及PCB生产工序技术领域，具体为一种新型PCB沉铜工序改良方法。

背景技术

PCB(printed circuit board)即印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一，几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机、通信电子设备、军用武器系统，只要有集成电路等电子元件，为了使各个元件之间的电气互连，都要使用印制板，印制线路板由绝缘底板、连接导线和装配焊接电子元件的焊盘组成，具有导电线路和绝缘底板的双重作用，它可以代替复杂的布线，实现电路中各元件之间的电气连接，不仅简化了电子产品的装配、焊接工作，减少传统方式下的接线工作量，大大减轻工人的劳动强度；而且缩小了整机体积，降低产品成本，提高电子设备的质量和可靠性，印制线路板具有良好的产品一致性，它可以采用标准化设计，有利于在生产过程中实现机械化和自动化，同时，整块经过装配调试的印制线路板可以作为一个独立的备件，便于整机产品的互换与维修，目前，印制线路板已经极其广泛地应用在电子产品的生产制造中。

PCB板在再生产过程中，需要通过相应的多道工序加工完完成，其中，包括开料、转孔、沉铜等工艺流程。

化学镀铜:俗称沉铜，是种自身催化氧化还原反应，可以在非导电的基体上进行沉积，化学镀铜的作用是实现孔金属化,从而使双面板，多层板实现层与层之间的互连,随着电子工业的飞速发展对线路板制造业的要求越来越高，线路板的层次越来越多，同块板的孔越来越多,孔径越来越小，这些孔的金属化质量将直接影响到电气的性和和可靠性。

现有沉铜工序产出的PCB产品，需经水平烘干机烘干，方可流向下一工序，这种生产模式下，产品暴露在湿润环境中的时间较长，容易被氧化，产品的移动带来擦花等品质隐患，给生产的人力和生产空间带来极大压力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型PCB沉铜工序改良方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新型PCB沉铜工序改良方法，整体为以下步骤：

步骤一：所述将印制板插于架子上并固定好，并推放于沉铜拉待进线；

步骤二：所述在药水作用下对印制板孔内胶渣进行膨松，除去孔内胶渣；

步骤三：所述对除胶药水预中和，进一步对除胶药水中和洁净；

步骤四：所述除油调整印制板孔壁电性，对铜面进行微蚀；

步骤五：所述将印制板进行预浸处理，并且预浸处理后在孔壁沉上一层钯；

步骤六：所述对活化后的印制板进行速化除去亚锡离子，再对孔壁上沉积上一层铜；

步骤七：所述将已沉好铜的板出拉，并对沉铜板上的水进行烘干；

步骤八：沉好铜的板从架子上取出，以待后工序加工。

进一步，所述膨松处理的膨松剂为PA-7H膨松剂，使孔壁上的胶渣得以软化，并渗入树脂聚合后的交联处。

进一步，所述活化是通过活化槽以及活化液，活化液中的氯化钯以胶体形式存在。

进一步，所述预浸是保护钯槽免受前处理槽液的污染，延长钯槽的使用寿命，主要成分除氯化钯外与钯槽成份一致，可有效润湿孔壁，预浸液比重一般维持在18波美度左右，保证钯槽就可维持在正常的比重20波美度以上。

进一步，所述沉铜是处理后的印制板进入铜液，沉铜液中Cu2+与还原剂在催化剂金属钯及新沉积上的铜的作用下发生氧化还原反应，在基体表面沉积一层1.0-1.5um的薄铜。

与现有技术相比，本发明技术方案带来的有益效果是：

(1)赋予沉铜工序自主烘干的能力，实现沉铜工序结束时就可以得到干燥的印制板，降低了后续工序的繁琐性，有效的加快了印制板的成型效率，缩短了产品暴露在湿润环境中的时长，减少了氧化性，实现了一体化作业，避免在移动过程背擦伤的情况，保住了整体的生产工序稳定且快速的进行；

(2)通过改善沉铜工序的加工流程以及器材调配，降低了沉铜工序中的材料损耗以及加工设施的劳损程度，更好的降低了工序中污染材料的扩散，达到了针对性处理，保证了整体工序作业的洁净性，保证了整体工序的生产质量；

(3)通过简化生产过程，有效的减少人力配置和生产空间，减少了产品的报废率，节约水电的消耗，降低整体的生产成本的损耗，提高了PCB板的生产效率。

附图说明

图1为本发明的具体工作流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参阅图1，本发明提供的实施例：一种新型PCB沉铜工序改良方法，整体为以下步骤：

步骤一：所述将印制板插于架子上并固定好，并推放于沉铜拉待进线；

步骤二：所述在药水作用下对印制板孔内胶渣进行膨松，除去孔内胶渣；

步骤三：所述对除胶药水预中和，进一步对除胶药水中和洁净；

步骤四：所述除油调整印制板孔壁电性，对铜面进行微蚀；

步骤五：所述将印制板进行预浸处理，并且预浸处理后在孔壁沉上一层钯；

步骤六：所述对活化后的印制板进行速化除去亚锡离子，再通过钯核的活化诱发化学沉铜自催化反应，新生成的化学铜和反应副产物氢气都可以作为反应催化剂催化反应，使沉铜反应持续不断进行，通过该步骤处理后即可在板面或孔壁上沉积一层化学铜；

步骤七：所述将已沉好铜的板出拉，并对沉铜板上的水进行烘干(在沉铜生产线增加一个烘干槽)，加热温度90±5℃，通过鼓风机对板面水份进行热风吹干，时间14-16分钟，这样就可以在沉铜工序结束得到干燥的板，实现沉铜工序的自主烘干，从而避免了氧化和擦花带来的品质隐患；

步骤八：所述沉好铜的板从架子上取出，以待后序加工。

进一步，所述膨松处理的膨松剂为PA-7H膨松剂，使孔壁上的胶渣得以软化，并渗入树脂聚合后的交联处，从而降低其键结的能量，使易于进行树脂的溶解。

进一步，所述活化是通过活化槽以及活化液，活化液中的氯化钯以胶体形式存在,这种带负电的胶体颗粒决定了钯槽维护的一些要点:保证足够数量的亚锡离子和氯离子以防止胶体钯解胶，(以及维持足够的比重，一般在18波美度以上)足量的酸度(适量的盐酸)防止亚锡生成沉淀，温度不宜太高，否则胶体钯会发生沉淀，室温或35度以下。

进一步，所述预浸是保护钯槽免受前处理槽液的污染，延长钯槽的使用寿命，主要成分除氯化钯外与钯槽成份一致，可有效润湿孔壁，便于后续活化液及时进入孔内活化使之进行足够有效的活化，预浸液比重一般维持在18波美度左右，保证钯槽就可维持在正常的比重20波美度以上。

进一步，所述沉铜是处理后的印制板进入铜液，沉铜液中Cu2+与还原剂在催化剂金属钯及新沉积上的铜的作用下发生氧化还原反应，在基体表面沉积一层1.0-1.5um的薄铜，使本身绝缘的孔壁产生导电性，使后续的电镀得以顺利进行。

实施例2

一、除油

(1)生产注意维护内容：槽液的温度应在60-85度范围内，温度低于60 度不应开始生产，否则会造成沉铜不良；槽液浓度应维持在4-6％浓度过低，除油调整效果不佳，同样也会影响活化沉铜效果；除油浓度过高(超过10％，会造成水洗困难，容易引起板面水洗不良而造成的起泡脱皮现象；除油时间应控制在7分钟左右，不宜太短，否则也会造成活化沉铜效果不佳；

(2)药品添加维护：应根据生产板面积累加来及时补充药品，添加频率应根据槽子体积的大小和生产的方便来调整，一般100升沉铜槽添加除油剂大约按100平米添加0.6升为最佳；随着生产的不断进行，槽液也会不断发生老化，一方面是钻孔粉尘，油污，铜离子等清洗异物，一方面是在长期高温条件下，有机物的分解，二者不断的累积会影响除油调整效果,因此达到一定产量后，槽液需要更换，重新开缸；一般除油更换每升工作液生产约23平米左右即可更换，同时除油液中铜含量也可作为槽液老化的一项参考指标；

(3)过滤系统：一般建议除油槽加装过滤系统，不仅可以有效过滤槽液中的粉尘杂质，同时也可有效搅拌槽液，增强槽液对孔壁的清洗调整效果；滤芯一般使用5-12um的HP滤芯，每小时过滤4-7次；

(4)板面经除油水洗后，应该没有油污，氧化斑存在，即为除油效果良好；

(5)板件从除油槽取出时，应注意滴液，尽量减少槽液带出损失，已造成不必要的浪费和增加后清洗的困难度；

(6)除油后水洗要充分，建议采用热水洗后，加1-2道自来水洗。

二、微蚀

(1)生产注意事项:微蚀槽生产主要是注意时间控制，一般时间在1-3分钟左右，时间过短，粗化效果不良，板面发花或粗化深度不够，沉铜电镀后，铜层结合力不足，易产生起泡脱皮现象；粗化过度，孔口铜基材很容易被蚀掉，形成孔口露基材，造成不必要的报废；另外槽液的温度特别是夏天，一定要注意，温度太高，粗化太快或温度太低，粗化太慢或不足都会产生上述质量缺陷；微蚀槽如使用过硫酸盐体系时，铜含量-般控制在25克/升以下，铜含量太高，会影响粗化效果和微蚀速率；另外过硫酸盐的含量应控制在75-125克/升；

(2)微蚀槽在开缸时，应留约1/4的旧槽液，以保证槽液中有适量的铜离子，避免新开缸槽液粗化速率太快，过硫酸盐补充应按50平米/36公斤来及时补充；另外微蚀槽负载不宜过大，亦即开缸时应尽量开大些，防止槽液因负载过大而造成槽液温度升高过快，影响板面粗化效果；

(3)板面经微蚀处理后，颜色应为均匀粉红色；否则说明除油不足或除油后水洗不良或粗化不良(可能是时间不足，微蚀剂浓度太低，槽液铜含量太高等原因造成)，应及时检查反馈并处理；

(4)板件从水洗槽进入微蚀槽应注意滴水，尽量减少滴水带入，造成槽液稀释和温度变化过大，同时板件从微蚀槽取出时，也应注意滴液时间充分。

三、预浸/活化

(1)预浸液维护主要是槽液的比重和盐酸含量；槽液的比重主要取决于亚锡离子和氯离子的含量，盐酸主要是防止亚锡离子的水解和清洗板面氧化物；预浸槽槽液比重一般控制在18波美度左右，至少在16波美度以上；活化槽主要是监测槽液的活化强度，一般活化强度控制在30％在右，至少在20％以上，时间在7分钟左右；活化槽的比重只是作为参考项目，一般不需监测，只要预浸槽维护正常，钯水正常添加，钯槽比重即可维持20波美度以上；温度较低时，特别是冬天，活化槽应注意温度控制，温度应保持在25度左右；

(2)预浸槽槽液一般也按每升工作液生产20平米产量更换，有时也用铜含量作为参考控制项目，一般铜含量控制在1克/升以下；开缸时多采用预浸液原液开缸，补充时采用预浸盐；预浸盐的补充100升工作槽添加多按每50平米添加预浸盐2公斤左右；

(4)钯缸应加装过滤系统，注意过滤系统预(3)钯槽使用寿命较长，维护良好时，可使用3-5年，槽液100升一般按50平米补加约200-300毫升胶体钯；

槽液接触处均应无金属存在，否则槽液会腐蚀金属，继而污染钯缸，造成钯缸报废和生产板的质量问题；

(5)板件从水洗槽取出进入预浸槽前，应注意减少滴水带入，以免稀释预浸液，降低槽液酸度，造成亚锡水解，槽液变混浊，同时也会污染活化槽；板件经预浸槽后直接进入活化槽，活化后应注意滴液，减少带出损失；

(6)活化后水洗要充分，减少板面污染；板面水洗后，颜色应均匀，无明显孔口流液痕迹。

四、化学沉铜

(1)沉铜槽主要是添加AB药水，A药水主要补充铜和甲醛，B药水主要补充氢氧化钠，AB液应该均衡添加，以防槽液比例失调；

(2)沉铜槽药水一般是溢流或定期舀出部分废液，及时补充新液即可，沉铜的添加一般按6-12平米AB液各加1升左右；

(3)沉铜槽应保持连续的空气搅拌，建议加装过滤系统，使用10um的P 滤芯，每周应及时更换滤芯；

(4)应定期清洗沉铜槽内的析铜，否则会造成不必要的浪费和槽液的稳定性变差，清洗时可用废旧微蚀液浸泡干净后，彻底水洗干净后方可备用，以防微蚀剂污染沉铜槽；清洗时，应将槽液倒入一干净的备用槽内，并保持轻微空气搅拌；不生产时，槽液只要保持轻微空气搅拌即可，生产时空气搅拌液不宜太大，否则甲醛会挥发，槽液稳定性差，同时车间环境也会变差，无论从生产稳定，还是从车间环境安全来讲，大家都应该注意控制；

(5)沉铜液在长期停置不生产时，应该做报废处理；同时，沉铜液100升的槽体积在生产300平米左右应重新开缸配槽；

(6)沉铜后板件应水洗干净烘干后出板待送下工序。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种新型PCB沉铜工序改良方法，整体为以下步骤：

步骤一：所述将印制板插于架子上并固定好，并推放于沉铜拉待进线；

步骤二：所述在药水作用下对印制板孔内胶渣进行膨松，除去孔内胶渣；

步骤三：所述对除胶药水预中和，进一步对除胶药水中和洁净；

步骤四：所述除油调整印制板孔壁电性，对铜面进行微蚀；

步骤五：所述将印制板进行预浸处理，并且预浸处理后在孔壁沉上一层钯；

步骤六：所述对活化后的印制板进行速化除去亚锡离子，再对孔壁上沉积上一层铜；

步骤七：所述将已沉好铜的板出拉，并对沉铜板上的水进行烘干；

步骤八：沉好铜的板从架子上取出，并放于养板槽，以待后序加工。

2.根据权利要求1所述的一种新型PCB沉铜工序改良方法，其特征在于：所述膨松处理的膨松剂为PA-7H膨松剂，使孔壁上的胶渣得以软化，并渗入树脂聚合后的交联处。

3.根据权利要求1所述的一种新型PCB沉铜工序改良方法，其特征在于：所述活化是通过活化槽以及活化液，活化液中的氯化钯以胶体形式存在。

4.根据权利要求1所述的一种新型PCB沉铜工序改良方法，其特征在于：所述预浸是保护钯槽免受前处理槽液的污染，延长钯槽的使用寿命，主要成分除氯化钯外与钯槽成份一致，可有效润湿孔壁，预浸液比重一般维持在18波美度左右，保证钯槽就可维持在正常的比重20波美度以上。

5.根据权利要求1所述的一种新型PCB沉铜工序改良方法，其特征在于：所述沉铜是处理后的印制板进入铜液，沉铜液中Cu2+与还原剂在催化剂金属钯及新沉积上的铜的作用下发生氧化还原反应，在基体表面沉积一层1.0-1.5um的薄铜。

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