CN112867275A - 无引线局部镀镍金方法 - Google Patents

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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明提供了一种无引线局部镀镍金方法，包括：将需要镀铜锡的区域露出来；在板上的导电区域镀上一层金属铜层和进行抗蚀刻保护的锡层；去掉镀锡层，露出线路焊盘铜面；不过除胶渣缸，通过活化在表面与孔内吸附胶体钯，在沉铜缸内发生氧化还原反应，在板上形成金属化铜层；印上一层选化油，将需去除镀电性沉铜层位置露出来；除去未印选化油区基材和非沉铜孔壁上吸附的钯离子，通过微蚀露出未印选化油区线路焊盘铜面；将需要镀镀镍金的区域露出来；通过电镀沉积客户要求厚度的镍层和金层；露出金属层。本发明先取用图形电镀后外层蚀刻做出外层线路的正片工艺流程制作，使无法设计引线局部镀镍金板实现精细线路化。

Description

无引线局部镀镍金方法
技术领域
本发明涉及电路板制造领域，特别涉及一种无引线局部镀镍金方法。
背景技术
为了满足着电子技术的发展，印制线路板的功能要求多样化，表面涂覆也更加复杂，结合沉金与镀金两种工艺的优势，越来越多的客户倾向于印制线路板产品采用局部镀硬金与选择性沉金的结合的工艺，即需满足元器件与板面更好的焊接性能；又能保证BGA焊盘或SMT焊盘耐磨、耐插拔的需求特性要求这部分焊盘镀镍金。而当焊盘或手指间不能添加拉引线设计时，行业内取用先局部电镀金，再采用选择性沉金的工艺来制作满足客户需求。无引线镀金工艺，设计原理是经过电镀铜之后，采用抗电镀干膜速蔽非电镀金区域，通过二次干膜流程后酸性蚀刻做出整板线路图形。
但是，此项工艺因为是必需采用负片电镀(即使用整板电镀铜的方式将孔铜及覆铜板上的面铜镀够满足客户要求)，需满足负片工艺能力，外层线路生产有局限性，线宽/间距能力为5/5mil，无法实现精细线路化。此外，此项工艺因走酸性蚀刻流程，制作时镀金焊盘过小蚀刻后会有焊盘缺损的问题，行业内酸蚀镀金焊盘安全焊盘尺寸：直径≥0.95mm圆形焊盘；矩型宽度≥1mm的SMT或金手指焊盘；当焊盘在非安全焊盘尺寸时，干膜图形需要比镀金焊盘单边大2mil，需要使用曝光精度高的LDI设备来保证干膜保护整个镀金焊盘，避免酸性蚀刻后焊盘缺损。但单边加大补偿2mil后，局部镀金焊盘或金手指间距间距需要满足≥9mil才能制作，无法制作小间距产品。
发明内容
本发明提供了一种无引线局部镀镍金方法，以解决至少一个上述技术问题。
为解决上述问题，作为本发明的一个方面，提供了一种无引线局部镀镍金方法，包括：
步骤1，开料
步骤2，钻孔
步骤3，沉铜1/板镀
通过除胶渣将孔内的钻孔钻污去除，通过活化在表面与孔内吸附胶体钯，在沉铜缸内发生氧化还原反应，形成铜层；再使用整板电镀的方式将孔铜及面铜加厚5-8um，将孔与外层铜连接；
步骤4，外光成像1
在板面贴上干膜，再用底片对位，最后在曝光机上利用紫外光的照射，使底片未遮蔽的干膜发生反应，在板面形成所需线路图形，然后通过显影段在显影液的作用下，将没有被光照射的膜溶解掉，将需要镀铜锡的区域露出来；
步骤5，图形电镀
在板上的导电区域镀上一层金属铜层和进行抗蚀刻保护的锡层；
步骤6，外层蚀刻
在碱液的作用下，将膜去掉露出待蚀刻的铜面，在蚀刻缸铜与铜离子发生反应，生产亚铜，达到蚀刻作用，在退锡缸因硝酸与锡面发生反应，去掉镀锡层，露出线路焊盘铜面；
步骤7，沉铜2
不过除胶渣缸，通过活化在表面与孔内吸附胶体钯，在沉铜缸内发生氧化还原反应，在板上形成金属化铜层，厚度在0.3-0.5um；
步骤8，印选化油1
将步骤7烘干后的板上印上一层选化油，印选化油后烤板温度75度，烤板时间45分钟，将选化油固化到板面，使用图形菲林进行选择性曝光通过弱碱性药水显影出有效图形，将需去除镀电性沉铜层位置露出来；
步骤9，除钯退锡1
在除钯缸与硫脲、Hcl反应，除去未印选化油区基材和非沉铜孔壁上吸附的钯离子；然后在退锡缸与硝酸反应，通过微蚀作用除去未印选化油区基材上的金属化沉铜层，露出未印选化油区线路焊盘铜面；
步骤10，外光成像2
在板面贴上干膜，再用底片对位，最后在曝光机上利用紫外光的照射，使底片未遮蔽的干膜发生反应，在板面形成所需线路图形，然后通过显影段在显影液的作用下，将没有被光照射的膜溶解掉，将需要镀镀镍金的区域露出来；
步骤11，镀镍金
在镍槽和金槽通过电镀沉积客户要求厚度的镍层和金层；
步骤12，退膜1
将板上的干膜和选化油退干净，露出金属层；
步骤13，印选化油2
将步骤12处理后的板上印上一层选化油，印选化油后烤板温度75度，烤板时间45分钟，将选化油固化到金面，使用图形菲林进行选择性曝光通过弱碱性药水显影出保护镀镍金层的有效图形；
步骤14，除钯退锡2
在除钯缸与硫脲、Hcl反应，除去未印选化油区基材和非沉铜孔壁上吸附的钯离子；然后在退锡缸与硝酸反应，通过微蚀作用除去未印选化油区基材及NPTH孔上的金属化沉铜层，露出未印选化油区线路焊盘铜面；
步骤15，退膜2
将板上的选化油退干净，露出金属层；
步骤16，阻焊/制作字符
阻焊：用丝印网将阻焊泥漏印于板面通过预烘去除挥发，形成半固化膜层，通过对位曝光，被光照的地方阻焊膜交连反应，没照的地方在碱液作用下显影掉。在高温下，阻焊完全固化，附于板面；
步骤17，印热固选化油
用挡点网丝印，将镍厚金区域用热固选化油覆盖保护，需要沉金的区域露出来便于沉金；
步骤18，沉金
通过化学置换反应，在铜面上沉积一层金属镍层和金层；
步骤19，退膜3
将板上的热固选化油退干净，将电镀镍金焊盘露出来。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明先取用图形电镀后外层蚀刻做出外层线路的正片工艺流程制作，镀镍金是外层线路做出来后再制作，线宽/间距制作能力为3/3mil，使无法设计引线局部镀镍金板实现精细线路化。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
现有技术中的负片工艺制作外层线路流程为：开料→钻孔→沉铜→负片电镀→外光成像1→镀镍金→退膜→外光成像2→酸性蚀刻→后工序。本发明采用正片工艺制作外层线路流程：开料→钻孔→沉铜1/板镀→外光成像1→图形电镀→外层蚀刻→后工序，特别适用于局部镀金(硬金或厚软金)、局部镀金加其它表面处理的产品，特别适用于/客户无引线设计且不能添加引线的，局部镀金焊盘或金手指连有导线产品(存在孤立焊盘时不适用此发明制作)。
本发明外层线路取用正片流程制作，蚀刻后通过沉铜2方式(不过除胶渣缸)，在板面沉上一层导电性沉铜层，同时配合整PNL中4条电镀留边做选择性图形菲林设计时只留1条电镀留边做开窗设计来进行导电，制作非安全焊盘时，无需单边加大补偿2mil，局部镀金焊盘或金手指间距可以做到6mil。
本发明是取用正片流程制作，外层碱性蚀刻做出整板线路图形后，通过沉铜2方式(不过除胶渣缸)，在板面沉上一层导电性沉铜层，然后印选化油1进行选择性图形制作，将镀金焊盘和与焊盘连接的铜线≥4mil区域露出来，整PNL中4条电镀留边只留1条做开窗设计来进行单元与留边导通，然后通过除钯退锡1微蚀作用将露出区域钯离子和沉铜层去掉，此时于焊盘连接的铜线起到引线作用，再做外光成像2、镀镍金等流程来实现。
下面，以一个具体的实施例，对本发明的具体实施过程进行详细说明。
1、开料
通过开料机将覆铜板裁切成设计尺寸。
2、钻孔
根据客户的要求，在板上进行钻孔机加工，为方便后工序内外层导通做准备
3、沉铜1/板镀
通过前面的除胶渣，将孔内的钻孔钻污去除，使孔内清洁，后通活化在表面与孔内吸附胶体钯，在沉铜缸内发生氧化还原反应，形成铜层。再使用整板电镀的方式将孔铜及面铜加厚5-8um；将孔与外层铜连接。
4、外光成像1
在一定温度、压力下，在板面贴上干膜，再用底片对位，最后在曝光机上利用紫外光的照射，使底片未遮蔽的干膜发生反应，在板面形成所需线路图形，然后通过显影段在显影液的作用下，将没有被光照射的膜溶解掉，将需要镀铜锡的区域露出来。
5、图形电镀
通过前处理，使板面清洁，在镀铜、镀锡缸阳极溶解出铜离子、锡离子，在电场作用下移动到阴极，其得到电子，在板上的导电区域镀上一层金属铜层和进行抗蚀刻保护的锡层。
6、外层蚀刻
在碱液的作用下，将膜去掉露出待蚀刻的铜面，在蚀刻缸铜与铜离子发生反应，生产亚铜，达到蚀刻作用，在退锡缸因硝酸与锡面发生反应，去掉镀锡层，露出线路焊盘铜面。
7、沉铜2
不过除胶渣缸，通过活化在表面与孔内吸附胶体钯，在沉铜缸内发生氧化还原反应，在板上形成金属化铜层，厚度在0.3-0.5um。沉铜后不可过酸，直接水洗烘干，防止沉铜层被酸液去除。
8、印选化油1
将步骤7，沉铜2烘干后的板上印上一层选化油，印选化油后烤板温度75度，烤板时间45分钟，将选化油固化到板面，使用图形菲林进行选择性曝光通过弱碱性药水显影出有效图形，将需去除镀电性沉铜层位置露出来。需要注意的是：印选化油前板面不做任何板面处理，防止沉铜层被酸液去除；镀金焊盘和与焊盘所连导线方向沿长≥4mil的区域做开窗设计；4条电镀留边做选择性图形菲林设计时只留1条做开窗设计，防止制作过程单元内沉铜层被酸液去除致无法与电镀留边进行导通。
9、除钯退锡1
在除钯缸与硫脲、Hcl反应，除去未印选化油区基材和非沉铜孔壁上吸附的钯离子(该钯离子来自沉铜线的活化缸，如果不清除干净，钯离子会在非沉铜孔壁和板面基材上形成活化中心，会在后面的沉金工序沉上镍金导致报废)；然后在退锡缸与硝酸反应，通过微蚀作用除去未印选化油区基材上的金属化沉铜层，露出未印选化油区线路焊盘铜面；
10、外光成像2
在一定温度、压力下，在板面贴上干膜，再用底片对位，最后在曝光机上利用紫外光的照射，使底片未遮蔽的干膜发生反应，在板面形成所需线路图形，然后通过显影段在显影液的作用下，将没有被光照射的膜溶解掉，将需要镀镀镍金的区域露出来。需要注意的是：本次单元图形开窗比步骤8预设图形开窗要小2.5mil，防止步骤8中，选化油开窗部位油墨底部侧蚀位置残留的沉铜层在后面的镀镍金工序镀上镍金导致短路，同时保证镀金时金手指或焊盘根部完全镀金防止阻焊因丝印偏位而导致的手指或焊盘根部露铜；4条电镀留边做选择性图形菲林设计时只留1条做开窗设计。
11、镀镍金
在镍槽和金槽通过电镀沉积客户要求厚度的镍层和金层。
12、退膜1
将板上的干膜和选化油退干净，露出金属层。
13、印选化油2
将步骤12，退膜1后的板上印上一层选化油，印选化油后烤板温度75度，烤板时间45分钟，将选化油固化到金面，使用图形菲林进行选择性曝光通过弱碱性药水显影出保护镀镍金层的有效图形；
14、除钯退锡2
在除钯缸与硫脲、Hcl反应，除去未印选化油区基材和非沉铜孔壁上吸附的钯离子(该钯离子来自沉铜线的活化缸，如果不清除干净，钯离子会在非沉铜孔壁和板面基材上形成活化中心，会在后面的沉金工序沉上镍金导致报废)；然后在退锡缸与硝酸反应，通过微蚀作用除去未印选化油区基材及NPTH孔上的金属化沉铜层，露出未印选化油区线路焊盘铜面；
15、退膜2
将板上的选化油退干净，露出金属层。
16、阻焊/字符
阻焊：用丝印网将阻焊泥漏印于板面通过预烘去除挥发，形成半固化膜层，通过对位曝光，被光照的地方阻焊膜交连反应，没照的地方在碱液作用下显影掉。在高温下，阻焊完全固化，附于板面。
字符：制作方式和阻焊类似。
17、印热固选化油
用挡点网丝印，将镍厚金区域用热固选化油覆盖保护。需要沉金的区域露出来便于沉金。
18、沉金
通过化学置换反应，在铜面上沉积一层金属镍层和金层。
19、退膜3
将板上的热固选化油退干净，将电镀镍金焊盘露出来。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明先取用图形电镀后外层蚀刻做出外层线路的正片工艺流程制作，镀镍金是外层线路做出来后再制作，线宽/间距制作能力为3/3mil，使无法设计引线局部镀镍金板实现精细线路化。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种无引线局部镀镍金方法，其特征在于，包括：
步骤1，开料
步骤2，钻孔
步骤3，沉铜1/板镀
通过除胶渣将孔内的钻孔钻污去除，通过活化在表面与孔内吸附胶体钯，在沉铜缸内发生氧化还原反应，形成铜层；再使用整板电镀的方式将孔铜及面铜加厚5-8um，将孔与外层铜连接；
步骤4，外光成像1
在板面贴上干膜，再用底片对位，最后在曝光机上利用紫外光的照射，使底片未遮蔽的干膜发生反应，在板面形成所需线路图形，然后通过显影段在显影液的作用下，将没有被光照射的膜溶解掉，将需要镀铜锡的区域露出来；
步骤5，图形电镀
在板上的导电区域镀上一层金属铜层和进行抗蚀刻保护的锡层；
步骤6，外层蚀刻
在碱液的作用下，将膜去掉露出待蚀刻的铜面，在蚀刻缸铜与铜离子发生反应，生产亚铜，达到蚀刻作用，在退锡缸因硝酸与锡面发生反应，去掉镀锡层，露出线路焊盘铜面；
步骤7，沉铜2
不过除胶渣缸，通过活化在表面与孔内吸附胶体钯，在沉铜缸内发生氧化还原反应，在板上形成金属化铜层，厚度在0.3-0.5um；
步骤8，印选化油1
将步骤7烘干后的板上印上一层选化油，印选化油后烤板温度75度，烤板时间45分钟，将选化油固化到板面，使用图形菲林进行选择性曝光通过弱碱性药水显影出有效图形，将需去除镀电性沉铜层位置露出来；
步骤9，除钯退锡1
在除钯缸与硫脲、Hcl反应，除去未印选化油区基材和非沉铜孔壁上吸附的钯离子；然后在退锡缸与硝酸反应，通过微蚀作用除去未印选化油区基材上的金属化沉铜层，露出未印选化油区线路焊盘铜面；
步骤10，外光成像2
在板面贴上干膜，再用底片对位，最后在曝光机上利用紫外光的照射，使底片未遮蔽的干膜发生反应，在板面形成所需线路图形，然后通过显影段在显影液的作用下，将没有被光照射的膜溶解掉，将需要镀镀镍金的区域露出来；
步骤11，镀镍金
在镍槽和金槽通过电镀沉积客户要求厚度的镍层和金层；
步骤12，退膜1
将板上的干膜和选化油退干净，露出金属层；
步骤13，印选化油2
将步骤12处理后的板上印上一层选化油，印选化油后烤板温度75度，烤板时间45分钟，将选化油固化到金面，使用图形菲林进行选择性曝光通过弱碱性药水显影出保护镀镍金层的有效图形；
步骤14，除钯退锡2
在除钯缸与硫脲、Hcl反应，除去未印选化油区基材和非沉铜孔壁上吸附的钯离子；然后在退锡缸与硝酸反应，通过微蚀作用除去未印选化油区基材及NPTH孔上的金属化沉铜层，露出未印选化油区线路焊盘铜面；
步骤15，退膜2
将板上的选化油退干净，露出金属层；
步骤16，阻焊/制作字符
阻焊：用丝印网将阻焊泥漏印于板面通过预烘去除挥发，形成半固化膜层，通过对位曝光，被光照的地方阻焊膜交连反应，没照的地方在碱液作用下显影掉。在高温下，阻焊完全固化，附于板面；
步骤17，印热固选化油
用挡点网丝印，将镍厚金区域用热固选化油覆盖保护，需要沉金的区域露出来便于沉金；
步骤18，沉金
通过化学置换反应，在铜面上沉积一层金属镍层和金层；
步骤19，退膜3
将板上的热固选化油退干净，将电镀镍金焊盘露出来。
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