CN113141723A - 印刷电路板的表面处理方法及印刷电路板 - Google Patents

Abstract

本申请适用于印刷电路板技术领域，提出一种印刷电路板的表面处理方法，包括：提供印刷电路板，所述印刷电路板包括外层线路图形，且所述外层线路图形包括沉镍金焊盘和第一OSP焊盘；在所述印刷电路板上形成阻焊层，其中所述阻焊层覆盖所述第一OSP焊盘且露出所述沉镍金焊盘；对所述印刷电路板进行沉镍金表面处理；通过激光烧蚀覆盖于所述第一OSP焊盘上的阻焊层，以露出所述第一OSP焊盘；对所述印刷电路板进行抗氧化表面处理。上述印刷电路板的表面处理方法能够对集成度较高的印刷电路板进行沉镍金处理和抗氧化混合表面处理，生产效率较高。本申请还提出一种印刷电路板。

Description

印刷电路板的表面处理方法及印刷电路板

技术领域

本发明涉及印刷电路板技术领域，特别涉及一种印刷电路板的表面处理方法及印刷电路板。

背景技术

表面处理是印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)制造过程中的一道重要工序，用于在印刷电路板的铜面上制作一层保护物，有利于提升印刷电路板的电气性能和可靠性能。

常见的表面处理方式有沉镍金(Immersion Gold)、抗氧化(OrganicSolderability Preservatives，OSP)等。针对不需要贴装元器件的焊盘，可以选择使用沉镍金表面处理以增强防氧化性能，但其缺点是价格成本比较高，而OSP处理具有很好的焊接性能，是高密度线路的主要表面处理方式，并且生产工艺简单、价格成本比较低，更重要的是，OSP处理可加工的最小焊盘(pad)能力比其他类型的表面处理的能力更优，因此，沉镍金与OSP的混合表面处理方式将会成为高密度印刷电路板主流的表面处理方式。

目前，针对沉镍金焊盘与OSP焊盘间距大于0.75mm的印刷电路板，通常采用以下表面处理流程。在前工序之后丝印阻焊，然后使用网版丝印的方式丝印抗化金油墨以将OSP焊盘盖住，避免OSP焊盘在后续沉镍金时被沉上镍层和金；接着，进行沉镍金处理，再褪除抗化金油墨。然而，由于受限于网版丝印机的公差控制能力以及网版丝印的对位精度管控，此方法制作的印刷电路板的集成度不够高，仅能制作一般集成度需求的产品，无法适用于集成度较高且沉镍金焊盘与OSP焊盘距离较近的印刷电路板。

发明内容

本申请提供了一种印刷电路板的表面处理方法及印刷电路板，能够对集成度较高的印刷电路板进行沉镍金和抗氧化的混合表面处理。

本申请实施例提出一种印刷电路板的表面处理方法，包括：

提供印刷电路板，所述印刷电路板包括外层线路图形，且所述外层线路图形包括沉镍金焊盘和第一OSP焊盘；

在所述印刷电路板上形成阻焊层，其中所述阻焊层覆盖所述第一OSP焊盘且露出所述沉镍金焊盘；

对所述印刷电路板进行沉镍金表面处理；

通过激光烧蚀覆盖于所述第一OSP焊盘上的阻焊层，以露出所述第一OSP焊盘；

对所述印刷电路板进行抗氧化表面处理。

在一些实施例中，所述外层线路图形还包括第二OSP焊盘，所述第二OSP焊盘与所述沉镍金焊盘之间的距离大于预设值，所述第一OSP焊盘与所述沉镍金焊盘之间的距离小于或等于所述预设值；在形成阻焊层之后，所述阻焊层露出所述第二OSP焊盘，所述表面处理方法还包括：在所述第二OSP焊盘上制作抗化金层；在对所述印刷电路板进行沉镍金表面处理之后，所述表面处理方法还包括：去除覆盖于所述第二OSP焊盘上的抗化金层，以露出所述第二OSP焊盘。

在一些实施例中，在所述第二OSP焊盘上制作抗化金层，包括：采用网版丝印的方式在所述印刷电路板的表面涂敷抗化金油墨，通过曝光、显影形成覆盖所述第二OSP焊盘的抗化金层；或，在所述印刷电路板的表面贴抗化金干膜，通过曝光、显影形成覆盖所述第二OSP焊盘的抗化金层。

在一些实施例中，所述预设值为0.75mm。

在一些实施例中，对所述印刷电路板进行沉镍金表面处理，包括：通过化学反应的方式，在所述印刷电路板的表面上未被所述阻焊层和所述抗化金层覆盖的部分形成镍层和金层。

在一些实施例中，在通过激光烧蚀覆盖于所述第一OSP焊盘上的阻焊层之后，所述表面处理方法还包括：通过喷砂去除激光烧蚀后残留在所述印刷电路板上的碳化物。

在一些实施例中，通过激光烧蚀覆盖于所述第一OSP焊盘上的阻焊层，包括：采用第一激光烧蚀参数，蚀刻所述第一OSP焊盘上方的所述阻焊层；采用第二激光烧蚀参数，蚀刻所述第一OSP焊盘周围的所述阻焊层并形成第一开窗，所述第一开窗的尺寸大于所述第一OSP焊盘的尺寸。

在一些实施例中，所述第一激光烧蚀参数包括：激光能量为4mj～6mj，激光脉宽为3～5；所述第二激光烧蚀参数包括：激光能量为2mj～4mj，激光脉宽为2～4。

在一些实施例中，通过激光烧蚀覆盖于所述第一OSP焊盘上的阻焊层，包括：通过激光烧蚀所述第一OSP焊盘上方的阻焊层并形成第二开窗，所述第二开窗的尺寸小于或等于所述第一OSP焊盘的尺寸。

本申请实施例还提出一种印刷电路板，采用如上中任一项实施例所述的印刷电路板的表面处理方法进行处理。

上述印刷电路板的表面处理方法能够对印刷电路板进行OSP处理和沉镍金处理，其中，采用阻焊层覆盖第一OSP焊盘，进而阻焊层可在沉镍金处理时对第一OSP焊盘起到保护作用；并且，在沉镍金之后，采用激光烧蚀覆盖于第一OSP焊盘上的阻焊层，由于激光烧蚀的精度较高，上述方法有效地解决了沉镍金焊盘与OSP焊盘由于间距过小而导致的对位偏差的问题，进而解决了高集成度的印刷电路板无法进行沉镍金和OSP混合表面处理的问题，并且，上述印刷电路板的表面处理方法的生产效率较高且成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的印刷电路板的表面处理方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的印刷电路板的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的沉镍金焊盘和第一OSP焊盘的结构示意图；

图4至图9是本发明实施例提供的印刷电路板的表面处理过程的示意图；

图10是图7中A部的局部放大示意图。

图中标记的含义为：

100、印刷电路板；11、沉镍金焊盘；12、第一OSP焊盘；13、第二OSP焊盘；20、阻焊层；21、第一开窗；22、第二开窗；30、抗化金层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图即实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以是直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”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，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，因此不能理解为对专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

还需说明的是，本申请实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件，对于本申请实施例中相同的零部件，图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记，应理解的是，对于其他相同的零件或部件，附图标记同样适用。

为了说明本发明所述的技术方案，下面结合具体附图及实施例来进行说明。

请参照图1，本申请实施例提出一种印刷电路板的表面处理方法，包括以下步骤。

步骤S101：提供印刷电路板，印刷电路板包括外层线路图形，且外层线路图形包括沉镍金焊盘和第一OSP焊盘。

请参照图2和图3，本申请的一实施例提供一种印刷电路板100，印刷电路板100包括内层线路图形和外层线路图形，且外层线路图形包括沉镍金焊盘11和第一OSP焊盘12。“沉镍金焊盘”是指需要作沉镍金处理的焊盘，“OSP焊盘”是指需要作OSP处理的焊盘。

图2所示的印刷电路板100为多层板且包括8层线路层，两面均设有外层线路图形，可以理解，印刷电路板100中线路层的数量不限于此，例如，印刷电路板100也可为双面板。

可以理解，印刷电路板100的前工序可包括以下流程：开料，内层线路，内层AOI，棕化，压合，钻靶，钻孔，沉铜板电，外层图形，图形电镀，外层蚀刻等。在完成前工序后，开始对印刷电路板100进行表面处理。

在一实施例中，第一OSP焊盘12与沉镍金焊盘11之间的距离小于或等于0.75mm。特别地，第一OSP焊盘12与沉镍金焊盘11之间的距离可小于或等于0.35mm。请参照图3，距离d是指两个焊盘的边缘之间的最小距离。

步骤S102：在印刷电路板100上形成阻焊层20，其中阻焊层20覆盖第一OSP焊盘12且露出沉镍金焊盘11。

如图2所示，印刷电路板100的两面涂敷阻焊油墨，覆盖外层线路图形。阻焊油墨能够保护印刷电路板100上的外层线路，避免在后续的使用过程中受到外界条件的影响。阻焊可以采用丝印、喷涂等常规方式涂在印刷电路板100，不做具体限制。如图4所示，阻焊油墨在经过曝光和显影后，形成了阻焊层20。阻焊层20在对应沉镍金焊盘11的位置设有开窗，以露出沉镍金焊盘11；并且，阻焊层20覆盖第一OSP焊盘12。

在制作阻焊油墨的曝光菲林时，需要将第一OSP焊盘12按照阻焊覆盖处理，即删除曝光菲林上对应第一OSP焊盘12的挡光点，使第一OSP焊盘12上的阻焊油墨曝光固化，在显影后仍留在第一OSP焊盘12上。其他的按照正常的阻焊流程制作。

可选地，在形成阻焊层20后，可在印刷电路板100的表面制作字符。具体地，可使用与阻焊油墨颜色不同的油墨，在印刷电路板100的表面印刷元器件的名称或其他文字、符号，方便后续贴件时，进行返工和返修。

步骤S103：对印刷电路板100进行沉镍金表面处理。

如图6所示，通过化学反应的方式，在沉镍金焊盘11的表面形成镍层和金层，从而保护沉镍金焊盘11不被氧化，保证后续贴件时的焊接效果。

步骤S104：通过激光烧蚀覆盖于第一OSP焊盘12上的阻焊层20，以露出第一OSP焊盘12。

可选地，使用CO₂激光钻机，将第一OSP焊盘12上的阻焊层20烧蚀掉，根据焊盘的不同设计和焊盘的大小，选择相应的激光能量和激光钻孔的脉宽。

如图7和图10所示，第一OSP焊盘12可为阻焊开窗定义的焊盘，即阻焊层20开窗的尺寸大于阻焊层20下方的焊盘的尺寸。在激光烧蚀时，不仅需要将第一OSP焊盘12上方的阻焊层20烧蚀掉，而且也需要将基材上的阻焊层20烧蚀掉；由于印刷电路板100的基材主要是环氧树脂有机物，激光能量过大也会将基材烧蚀掉，因此，需要设定两个参数制作，即：先使用能量较大的参数将第一OSP焊盘12上的阻焊层20烧蚀刻干净，然后再将激光能量调小将基材上的阻焊层20烧蚀干净，从而保证可以将阻焊层20烧蚀掉而不会伤到基材。

具体地，采用第一激光烧蚀参数，蚀刻第一OSP焊盘12上方的阻焊层20；采用第二激光烧蚀参数，蚀刻第一OSP焊盘12周围的阻焊层20并形成第一开窗21，第一开窗21的尺寸大于第一OSP焊盘12的尺寸。

可选地，第一激光烧蚀参数包括：激光能量为4mj～6mj，激光脉宽为3～5，枪数为3～5；第二激光烧蚀参数包括：激光能量为2mj～4mj，激光脉宽为2～4，枪数为2～4。可以理解，激光烧蚀参数也可依据实际需求调整。

第一OSP焊盘12也可为阻焊定义的焊盘，即阻焊层20开窗的尺寸小于或等于阻焊层20下方的焊盘的尺寸。如图7所示，通过激光烧蚀第一OSP焊盘12上方的阻焊层20并形成第二开窗22，第二开窗22的尺寸小于或等于第一OSP焊盘12的尺寸。

可选地，在通过激光烧蚀覆盖于第一OSP焊盘12上的阻焊层20之后，表面处理方法还包括：通过喷砂去除激光烧蚀后残留在印刷电路板100上的碳化物。

由于阻焊油墨是有机物，而激光烧蚀刻是通过高温高热的能量将阻焊层20的有机物进行加热分解，因此，激光烧蚀刻后会有少许的碳化物残留，此类碳化物使用化学清洗的方式无法清洗干净，使用喷砂的方式可以有效的去除激光烧蚀后残留的碳化物。

步骤S105：对印刷电路板100进行抗氧化表面处理。

如图9所示，按照常规操作流程对第一OSP焊盘12进行抗氧化表面处理(OSP处理)即可。

上述印刷电路板的表面处理方法能够对印刷电路板100进行OSP处理和沉镍金处理，其中，采用阻焊层20覆盖第一OSP焊盘12，进而阻焊层20可在沉镍金处理时对第一OSP焊盘12起到保护作用；并且，在沉镍金之后，采用激光烧蚀覆盖于第一OSP焊盘12上的阻焊层20，由于激光烧蚀的精度较高，上述方法有效地解决了沉镍金焊盘11与第一OSP焊盘12由于间距过小而导致的对位偏差的问题，进而解决了高集成度的印刷电路板100无法进行沉镍金和OSP混合表面处理的问题，并且，上述印刷电路板的表面处理方法的生产效率较高且成本较低。

上述表面处理方法可以适用于沉镍金焊盘11与第一OSP焊盘12的间距小于或等于0.75mm的高集成印刷电路板，进一步地，根据采用的激光蚀刻机的精度公差能力，可以适用于沉镍金焊盘11与第一OSP焊盘12的最小间距为0.075mm的印刷电路板100。

可以理解，当印刷电路板100上的第一OSP焊盘12与沉镍金焊盘11的最小间距均小于或等于0.35mm时，同样可采用上述表面处理方法进行处理；现有技术中，通常无法对沉镍金焊盘和OSP焊盘的间距小于或等于0.35mm的印刷电路板进行沉镍金和OSP混合表面处理，本申请提出的表面处理方法解决了这一技术问题，能够满足高集成度、高精密产品的表面处理要求。

可以理解，若印刷电路板100上的第一OSP焊盘12与沉镍金焊盘11的最小间距既有小于或等于0.35mm，又有在0.35mm～0.75mm区间的，同样可采用上述表面处理方法进行处理。上述表面处理方法不需要使用抗化金干膜来保护OSP焊盘，节省了抗化金干膜的成本；另外，上述表面处理方法不需要退膜，节省了工序且提升了效率。

本发明的另一实施例提供一种印刷电路板的表面处理方法。请再次参照图2，外层线路图形还包括第二OSP焊盘13，第二OSP焊盘13与沉镍金焊盘11之间的距离大于预设值，第一OSP焊盘12与沉镍金焊盘11之间的距离小于或等于所述预设值；可选地，所述预设值为0.75mm。可以理解，所述预设值可依据制程精度进行调整。例如，所述预设值的范围可为0.6mm～0.8mm。

在本实施例中，如图4所示，在步骤S102形成阻焊层20后，阻焊层20露出第二OSP焊盘13。

请参照图5，在步骤S102之后、步骤S103之前，印刷电路板的表面处理方法还包括：在第二OSP焊盘上制作抗化金层30，抗化金层30为抗化金油墨或抗化金干膜。

如此，在步骤S103中对印刷电路板进行沉镍金表面处理时，阻焊层20和抗化金层30可分别覆盖第一OSP焊盘12和第二OSP焊盘13，以避免第一OSP焊盘12和第二OSP焊盘13上沉金。

可选地，抗化金层30为抗化金油墨，在第二OSP焊盘13上制作抗化金层30，包括：采用网版丝印的方式在所述印刷电路板100的表面涂敷抗化金油墨，通过曝光、显影形成覆盖所述第二OSP焊盘13的抗化金层30。

此道工序可以使用77T的丝网制作一张网版，网版上涂布一层感光胶，使用网版曝光机，将不需要下油墨的地方进行曝光，需要下油墨的位置不进行曝光，然后再通过网版显影机将未曝光的感光胶冲洗掉，而未曝光的位置就是需要丝印抗化金油墨的位置，即第二OSP焊盘13的位置。需要注意的是，需要根据OSP焊盘与沉镍金焊盘的间距，制作网版的曝光图形；由于第一OSP焊盘12已经有阻焊层20保护，制作网版时，第一OSP焊盘12位置的网版也需要进行曝光，丝印抗化金油墨时做不下油处理。基于网版丝印机的公差控制能力以及网版丝印的对位精度管控，抗化金油墨适用于第二OSP焊盘与沉镍金焊盘之间的间距较大的情况，成本较低。

可选地，抗化金层30为抗化金干膜，在第二OSP焊盘13上制作抗化金层30，包括：在印刷电路板100的表面贴抗化金干膜，通过曝光、显影形成覆盖第二OSP焊盘13的抗化金层30。其中，曝光机的对位公差和化学显影方法的精度管控能力比直接丝印抗化金油墨的能力更优。

进一步地，请参照图7和图8，在步骤103对印刷电路板进行沉镍金表面处理之后，表面处理方法还包括：去除覆盖于第二OSP焊盘13上的抗化金层30，以露出第二OSP焊盘13。

沉镍金制作完成后，需要去除抗化金层30，以暴露第二OSP焊盘13，以利于后续的OSP处理。

具体地，使用碱性褪膜溶液将抗化金层清洗去除，碱性褪膜溶液例如为氢氧化钠溶液，但不限于此。

可以理解，去除抗化金层30的步骤可位于步骤S103和S104之间，也可位于步骤S104和S105之间。

相应地，在步骤S105中，同时对第一OSP焊盘12和第二OSP焊盘13进行抗氧化表面处理。

在一实施例中，在步骤S105之前，印刷电路板的制作方法还包括成型和电测试的步骤。

在一实施例中，在成型和电测试之后，还包括检查步骤，用于检查激光烧蚀后的第一OSP焊盘12是否存在不良，比如，第一OSP焊盘12是否完全露出；是否伤到基材；是否有碳化物清洗不干净等。

上述印刷电路板的制作方法使用阻焊层20覆盖与沉镍金焊盘11距离较小的第一OSP焊盘12，使用抗化金层30覆盖与沉镍金焊盘11的距离较大的第二OSP焊盘13，如此，仅需要采用激光烧蚀的方式去除第一OSP焊盘12上的阻焊层20，可在满足精度要求的同时提高生产效率。

本申请同时提出一种印刷电路板100，采用如上任一实施例所述的印刷电路板的表面处理方法进行处理。上述印刷电路板100经过沉镍金处理和OSP处理，具有良好的防氧化性能，后续在电子产品中使用，可以表现出最佳的电气性能和可靠性能。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种印刷电路板的表面处理方法，其特征在于，包括：

提供印刷电路板，所述印刷电路板包括外层线路图形，且所述外层线路图形包括沉镍金焊盘和第一OSP焊盘；

在所述印刷电路板上形成阻焊层，其中所述阻焊层覆盖所述第一OSP焊盘且露出所述沉镍金焊盘；

对所述印刷电路板进行沉镍金表面处理；

通过激光烧蚀覆盖于所述第一OSP焊盘上的阻焊层，以露出所述第一OSP焊盘；

对所述印刷电路板进行抗氧化表面处理。

2.如权利要求1所述的印刷电路板的表面处理方法，其特征在于，所述外层线路图形还包括第二OSP焊盘，所述第二OSP焊盘与所述沉镍金焊盘之间的距离大于预设值，所述第一OSP焊盘与所述沉镍金焊盘之间的距离小于或等于所述预设值；

在形成阻焊层之后，所述阻焊层露出所述第二OSP焊盘，所述表面处理方法还包括：在所述第二OSP焊盘上制作抗化金层；

在对所述印刷电路板进行沉镍金表面处理之后，所述表面处理方法还包括：去除覆盖于所述第二OSP焊盘上的抗化金层，以露出所述第二OSP焊盘。

3.如权利要求2所述的印刷电路板的表面处理方法，其特征在于，在所述第二OSP焊盘上制作抗化金层，包括：

采用网版丝印的方式在所述印刷电路板的表面涂敷抗化金油墨，通过曝光、显影形成覆盖所述第二OSP焊盘的抗化金层；或，

在所述印刷电路板的表面贴抗化金干膜，通过曝光、显影形成覆盖所述第二OSP焊盘的抗化金层。

4.如权利要求2所述的印刷电路板的表面处理方法，其特征在于，所述预设值为0.75mm。

5.如权利要求2所述的印刷电路板的表面处理方法，其特征在于，对所述印刷电路板进行沉镍金表面处理，包括：

通过化学反应的方式，在所述印刷电路板的表面上未被所述阻焊层和所述抗化金层覆盖的部分形成镍层和金层。

6.如权利要求1-5中任一项所述的印刷电路板的表面处理方法，其特征在于，在通过激光烧蚀覆盖于所述第一OSP焊盘上的阻焊层之后，所述表面处理方法还包括：

通过喷砂去除激光烧蚀后残留在所述印刷电路板上的碳化物。

7.如权利要求1-5中任一项所述的印刷电路板的表面处理方法，其特征在于，通过激光烧蚀覆盖于所述第一OSP焊盘上的阻焊层，包括：

采用第一激光烧蚀参数，蚀刻所述第一OSP焊盘上方的所述阻焊层；

采用第二激光烧蚀参数，蚀刻所述第一OSP焊盘周围的所述阻焊层并形成第一开窗，所述第一开窗的尺寸大于所述第一OSP焊盘的尺寸。

8.如权利要求7所述的印刷电路板的表面处理方法，其特征在于，

所述第一激光烧蚀参数包括：激光能量为4mj～6mj，激光脉宽为3～5；

所述第二激光烧蚀参数包括：激光能量为2mj～4mj，激光脉宽为2～4。

9.如权利要求1-5中任一项所述的印刷电路板的表面处理方法，其特征在于，通过激光烧蚀覆盖于所述第一OSP焊盘上的阻焊层，包括：

通过激光烧蚀所述第一OSP焊盘上方的阻焊层并形成第二开窗，所述第二开窗的尺寸小于或等于所述第一OSP焊盘的尺寸。

10.一种印刷电路板，其特征在于，采用如权利要求1-9中任一项所述的印刷电路板的表面处理方法进行处理。

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