CN114025501A - 一种pcb板蚀刻加工去铜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PCB板蚀刻加工去铜的方法，包括以下步骤：步骤S1、良率检测：确定大批量生产的首件良率，并且检测有无残铜或凸铜；步骤S2、滴液配置：根据S1的检测结果，确定去铜滴液的浓度并配置去铜滴液；步骤S3、步骤设置：将去铜滴液步骤设置在显影步骤之后以及蚀刻步骤之前；步骤S4、蚀刻处理：将经过曝光后的PCB板依次经过显影、去铜、蚀刻和退膜处理，再次检测首件良率。本发明通过在显影后固定水洗槽体进行去铜滴液，能够有效地去除显影段的药水及泡沫残留，进而能够在蚀刻的工序时有效地减少残铜的产生。
Description
技术领域
本发明涉及PCB板加工领域，具体涉及一种PCB板蚀刻加工去铜的方法。
背景技术
PCB板，即印制线路板，其在内层制作时(负片工艺)，通过曝光将图形转移到PCB板上后，再将整个PNL(工作板)水平通过显影、蚀刻、退膜工序，以将线路图形在PCB板面制作出来。
5G时代下，为满足短距离的高速高频运输的目标，对PCB技术难度提出了一定要求，5G基站及终端使用的PCB板价值量更高；另外，随着5G基站扩建，换机浪潮的来袭，其产量需求也不断增长。PCB是5G时代占据绝对优势的子行业之一。根据数据显示，2018年全球PCB已经达到635.5亿美元，行业的整体增速为6％。2018年中国PCB产值326亿美元，市场份额占比 51.30％，并且近年市场占比仍在稳定提升，未来5年的复合增速将达3.2％，稳固领跑位置。PCB 下游应用领域广泛，随着下游消费电子、汽车、通信等领域的持续成长，市场将不断扩大。
而时下有些PCB板，在显影工序后显影药水残留和泡沫造成显影不尽，该显影不尽导致蚀刻药水无法渗透进去造成蚀刻后点状残铜、甚至短路，一旦遇到大量密集、线隙规格小且对阻抗公差要求高的线路时，不仅短路风险高，生产良率低，而且线路残铜去除时间与成本较高。
发明内容
针对现有技术中存在的PCB板显影不尽导致蚀刻药水无法渗透进去造成蚀刻后点状残铜、甚至短路，不仅短路风险高，生产良率低，而且线路残铜去除时间与成本较高的问题，本发明的目的是提供一种PCB板蚀刻加工去铜的方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种PCB板蚀刻加工去铜的方法，包括以下步骤：
步骤S1、良率检测：确定大批量生产的首件良率，并且检测有无残铜或凸铜；
步骤S2、滴液配置：配置需要使用的去铜滴液；
步骤S3、步骤设置：将去铜滴液步骤设置在显影步骤之后以及蚀刻步骤之前；
步骤S4、蚀刻处理：将经过曝光后的PCB板依次经过显影、去铜、蚀刻和退膜处理，再次检测首件良率。
优选地，所述去铜滴液的成分按照重量份数计算，包括以下成分：
100份氨基磺酸、20～40份硝酸铈铵、15～35份硫酸铁和50～100份去离子水。
优选地，所述显影步骤是在显影槽内进行，所述蚀刻步骤是在蚀刻槽内进行，所述去铜滴液盛放在滴液装置内，且滴液装置放置于显影槽及蚀刻槽之间的水洗槽内。
优选地，所述去铜滴液的流速设置为5～12mL/min。
优选地，所述水洗槽内，溢流水洗工作温度在30±5℃。
优选地，所述油膜涂布的厚度为11～14μm。
优选地，所述步骤S4中的曝光具体为：选择合适的PCB板，清洗干净并干燥后，通过曝光将图形转移到PCB板上。
优选地，所述步骤S4中，显影、去铜、蚀刻和退膜处理是在DES线上依次进行。
优选地，PCB板大批量生产的步骤为：
(1)开料：按720mm×620mm的尺寸开出芯板，芯板的板厚为0.1～0.8mm，芯板的外层铜厚为1oz。
(2)制作底片：按工单相应要求制作菲林底片；
(3)显影：按25～40uinch控制微蚀量，按4.0m/min的速度通过前处理线。在芯板上用垂直涂布机涂布感光膜，感光膜厚控制12um，采用全自动曝光机，以5～6格曝光尺(21格曝光尺)完成内层线路曝光；内层蚀刻，按工单要求相应参数通过显影、蚀刻、退膜线。
优选地，具体的过程包括如下步骤：
首先，按照以下方法生产PCB板：
(1)开料：按720mm×620mm的尺寸开出芯板，芯板的板厚为0.1～0.8mm，芯板的外层铜厚为1oz。
(2)制作底片：按工单相应要求制作菲林底片；
(3)显影：按25～40uinch控制微蚀量，按4.0m/min的速度通过前处理线。在芯板上用垂直涂布机涂布感光膜，感光膜厚控制12um，采用全自动曝光机，以5-6格曝光尺(21格曝光尺)完成内层线路曝光；内层蚀刻，按工单要求相应参数通过显影、蚀刻、退膜线。
其次，按照以下的方法生产去铜的PCB板：
P1，首件检验：
按照上述PCB板的生产过程生产出首件测试用板，使用检测机扫描，电脑分析完毕后转到AOI进行具体缺陷判定，AOI检测员将残铜点标识出来，转至显微镜测量残铜规格。
P2，滴液配置：
配置去铜滴液，滴液装置位置选定水洗槽，开启装置，设置流速为5～10mL/min，再次放入首件测试用板，再次扫描，AOI分析此次无残铜。判定滴液流速适合，去铜有效。
其中，所述去铜滴液的成分按照重量份数计算，包括以下成分：
100份氨基磺酸、20～40份硝酸铈铵、15～35份硫酸铁和50～100份去离子水。
P3，生产和检测：
开始PCB板的生产，且在生产过程中，并抽取检测生产得到的PCB板的残铜缺陷数和不良率。
本发明的有益效果为：
1.本发明通过在显影后固定水洗槽体进行去铜滴液，能够有效地去除显影段的药水及泡沫残留，进而能够在蚀刻的工序时有效地减少残铜的产生，在未经退膜工序前一次性将线路残铜高效去除，在不影响PCB的线宽线隙要求的前提下，提高一次性通过率，减少工序重工及返修率，降低药水损耗、生产时间和生产周期。并且可降低水洗槽循环水量，节约水资源，减少废水产生量和处理量，节能环保。
2.本发明的去铜滴液的原理为：显影后PCB板有药水残留，而药水主要成分为碳酸钠，在水洗槽加入去铜滴液可将残留药水中和，去铜滴液中的氨基磺酸能够与碳酸钠反应，从而除去碳酸钠；去铜滴液中的硫酸铁能够与碳酸钠反应，生成的氢氧化铁能够再次溶于硫酸，从而也能够除去碳酸钠，且硫酸铁还能与铜反应，从而生成硫酸亚铁和硫酸铜；去铜滴液中的硝酸铈铵具有强氧化性，能够配合氨基磺酸与铜发生反应，且能够将生成的硫酸亚铁再次氧化成硫酸铁，从而促进铜的蚀刻。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明，下面结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
首先，按照以下方法生产PCB板：
(1)开料：按720mm×620mm的尺寸开出芯板，芯板的板厚为0.5mm，芯板的外层铜厚为1oz。
(2)制作底片：按工单相应要求制作菲林底片；
(3)显影：按30uinch控制微蚀量，按4.0m/min的速度通过前处理线。在芯板上用垂直涂布机涂布感光膜，感光膜厚控制12um，采用全自动曝光机，以5～6格曝光尺(21格曝光尺)完成内层线路曝光；内层蚀刻，按工单要求相应参数通过显影、蚀刻、退膜线。
其次，PCB板蚀刻加工去铜的方法，包括以下步骤：
P1，首件检验：
按照上述PCB板的生产过程生产出首件测试用板，使用检测机扫描，电脑分析完毕后转到AOI进行具体缺陷判定，AOI检测员将残铜点标识出来，转至显微镜测量残铜规格。
P2，滴液配置：
根据步骤1中检测出的残铜点标识和显微镜测量的残铜规格，确定使用并配置去铜滴液，滴液装置位置选定水洗槽，开启装置，设置流速为9mL/min，再次放入首件测试用板，再次扫描，AOI分析此次无残铜。判定滴液流速适合，去铜有效。
所述去铜滴液的成分按照重量份数计算，包括以下成分：
100份氨基磺酸、30份硝酸铈铵、22份硫酸铁和80份去离子水。
P3，生产和检测：
按照PCB板大批量生产的步骤开始生产PCB板，且将去铜滴液步骤设置在显影步骤之后以及蚀刻步骤之前，之后抽取检测生产得到的PCB板的残铜缺陷数和不良率。
上述中，显影步骤是在显影槽内进行，蚀刻步骤是在蚀刻槽内进行，去铜滴液盛放在滴液装置内，且滴液装置放置于显影槽及蚀刻槽之间的水洗槽内；水洗槽内，溢流水洗工作温度在30±5℃。
实施例2
同实施例1的方法操作，但是：开料中芯板的板厚为0.1mm，显影过程中按25uinch控制微蚀量，去铜滴液的流速设置为5mL/min；
此外，去铜滴液的成分按照重量份数计算，包括以下成分：
100份氨基磺酸、20份硝酸铈铵、15份硫酸铁和100份去离子水。
实施例3
同实施例1的方法操作，开料中芯板的板厚为0.8mm，显影过程中按40uinch控制微蚀量，去铜滴液的流速设置为12mL/min；
此外，去铜滴液的成分按照重量份数计算，包括以下成分：
100份氨基磺酸、40份硝酸铈铵、35份硫酸铁和50份去离子水。
对比例1
同实施例1的方法操作，但是不设置去铜滴液处理步骤。
对比例2
同实施例1的方法操作，但是去铜滴液的成分变成：
去铜滴液的成分按照重量份数计算，包括以下成分：
100份氨基磺酸、15～35份硫酸铁和50～100份去离子水。
对比例3
同实施例1的方法操作，但是去铜滴液的成分变成：
去铜滴液的成分按照重量份数计算，包括以下成分：
100份氨基磺酸、20～40份硝酸铈铵和50～100份去离子水。
按照实施例1～3、对比例1～3的方法批量生产PCB板，批量过检测机后检测残铜缺陷。记录如下：
| 数量(PNL) | 残铜缺陷数 | 不良率(％) | |
| 实施例1 | 50 | 0 | 0 |
| 实施例2 | 50 | 0 | 0 |
| 实施例3 | 50 | 1 | 2 |
| 对比例1 | 50 | 5 | 10 |
| 对比例2 | 50 | 2 | 4 |
| 对比例3 | 50 | 4 | 8 |
经上表数据统计，可知本发明实施例1～3残铜缺陷不良率明显下降，无新增其余异常。
通过本发明的方法，可实现一次蚀刻去除残铜，不需要修刮处理，优化了工艺流程，提升了良率；极大地提高了生产效率，在保障品质的前提下，加快了产品的流速。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种PCB板蚀刻加工去铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、良率检测：确定大批量生产的首件良率，并且检测有无残铜或凸铜；
步骤S2、滴液配置：配置需要使用的去铜滴液；
步骤S3、步骤设置：将去铜滴液步骤设置在显影步骤之后以及蚀刻步骤之前；
步骤S4、蚀刻处理：将经过曝光后的PCB板依次经过显影、去铜、蚀刻和退膜处理，再次检测首件良率。
2.根据权利要求1所述的一种PCB板蚀刻加工去铜的方法，其特征在于，所述去铜滴液按照重量份数计算，包括以下成分：
100份氨基磺酸、20～40份硝酸铈铵、15～35份硫酸铁和50～100份去离子水。
3.根据权利要求1所述的一种PCB板蚀刻加工去铜的方法，其特征在于，所述显影步骤是在显影槽内进行，所述蚀刻步骤是在蚀刻槽内进行，所述去铜滴液盛放在滴液装置内，且滴液装置放置于显影槽及蚀刻槽之间的水洗槽内。
4.根据权利要求3所述的一种PCB板蚀刻加工去铜的方法，其特征在于，所述水洗槽内，溢流水洗工作温度在30±5℃。
5.根据权利要求1所述的一种PCB板蚀刻加工去铜的方法，其特征在于，所述油膜涂布的厚度为11～14μm。
6.根据权利要求1所述的一种PCB板蚀刻加工去铜的方法，其特征在于，所述步骤S4中的曝光具体为：选择合适的PCB板，清洗干净并干燥后，通过曝光将图形转移到PCB板上。
7.根据权利要求1所述的一种PCB板蚀刻加工去铜的方法，其特征在于，所述步骤S4中，显影、去铜、蚀刻和退膜处理是在DES线上依次进行。
8.根据权利要求1所述的一种PCB板蚀刻加工去铜的方法，其特征在于，所述大批量生产的步骤为：
(1)开料：按720mm×620mm的尺寸开出芯板，芯板的板厚为0.1～0.8mm，芯板的外层铜厚为1oz。
(2)制作底片：按工单相应要求制作菲林底片；
(3)显影：按25～40uinch控制微蚀量，按4.0m/min的速度通过前处理线。在芯板上用垂直涂布机涂布感光膜，感光膜厚控制12um，采用全自动曝光机，以5～6格曝光尺完成内层线路曝光；内层蚀刻，按工单要求相应参数通过显影、蚀刻、退膜线。
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