CN114143982A - 一种多层印刷电路板的生产制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多层印刷电路板的生产制作方法,包括制作内层线路板、将内层线路板与外层基板进行层压得到多层印刷电路板,层压后钻孔使内层线路板与外层基板的层间产生电性通孔;在外层基板上制作出外层线路板;阻焊丝印;对焊盘和电性通孔进行表面处理。本发明公开了一种多层印刷电路板的制作方法,通过本发明的方法能够获得稳定性高、沉积效果好的多层印刷电路板,同时通过优化表面处理工艺,使得产品的表面粗糙度降低。
Description
技术领域
本发明涉及PCB线路板制作技术领域,具体涉及到一种多层印刷电路板的生产制作方法。
背景技术
PCB( Printed Circuit Board),中文名称为印制电路板,又称印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气相互连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为印刷电路板。
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。
PCB在电子设备中具有如下功能。
(1)提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支承,实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘,提供所要求的电气特性。
(2)为自动焊接提供阻焊图形,为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。
(3)电子设备采用印制板后,由于同类印制板的一致性,避免了人工接线的差错,并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测,保证了电子产品的质量,提高了劳动生产率、降低了成本,并便于维修。
(4)在高速或高频电路中为电路提供所需的电气特性、特性阻抗和电磁兼容特性。
(5)内部嵌入无源元器件的印制板,提供了一定的电气功能,简化了电子安装程序,提高了产品的可靠性。
(6)在大规模和超大规模的电子封装元器件中,为电子元器件小型化的芯片封装提供了有效的芯片载体。
现有技术中公开了多种方法制备印刷电路板,例如CN202110122267.8公开了一种含有两种表面处理的PCB板制作方法,包括以下步骤:
S1、PCB板前处理后丝印选化油墨,丝印选化油墨所用的网版为51T,丝印后选化油墨固化的温度为90-120℃,固化时间为20-25min,丝印后烘干固化选化油墨;
S2、对除BGA区域以外的焊盘、焊环及孔内部位进行化学镍金表面处理,处理工序包括磨板、喷砂、酸洗、除油、微蚀、预浸、活化、后浸、化学镀镍、化学镀金,其中化学镀镍温度为78-85℃,化学镀镍时间为17-32min,化学镀金温度为85-92℃,化学镀金时间为2-10min;
S2中,化学镀镍采用镀镍装置进行;
S3、退去选化油墨,退去选化油墨的药水为浓度2.0-3.0%的碳酸钠溶液,退去选化油墨的温度为25-35℃;
S4、对BGA区域的焊盘进行OSP表面处理,处理工序包括除油、微蚀、酸洗、抗氧化,抗氧化过程采用的抗氧化剂中含有吡唑单体,吡唑单体浓度为0.8-1.2g/L。
上述专利中公开了在PCB的最后工艺步骤进行表面处理的方法,其采用的表面处理方式为OSP处理,即有机表面处理方式。
常见的PCB表面处理工艺有:热风整平,有机涂覆(OSP),化学镀镍/浸金,浸银,浸锡等。现有技术中采用化学镀镍镀金的方式进行表面处理时,其获得的产品表面粗糙度不理想;因此,本发明的目的之一是通过优化表面处理工艺,降低产品的表面粗糙度。
发明内容
本发明的目的是提供一种多层印刷电路板的生产制作方法。
为达上述目的,本发明的一个实施例中提供了一种多层印刷电路板的生产制作方法,包括以下步骤:
步骤(1)制作内层线路板:
步骤(2)将内层线路板与外层基板进行层压得到多层印刷电路板,层压后钻孔使内层线路板与外层基板的层间产生电性通孔;
步骤(3)将多层印刷电路板置于沉铜缸中,在多层印刷电路板的电性通孔内沉积铜层,使得多层印刷电路板的层间电性相通;然后进行铜板镀,使得电性通孔内的铜层增厚;
步骤(4)在外层基板上制作出外层线路板,外层线路板的制作方法包括以下过程:
预处理:在外层基板上贴附铜箔层,对铜箔层进行预处理,增加铜箔层的粗糙度;
曝光显影:在铜箔层上贴附干菲林膜,将底片与铜箔层对齐位置,使用紫外线进行曝光处理,将底片上印制的电路图形转移至干菲林膜上;使用显影液将未曝光的干菲林膜溶解冲洗干净,保留曝光的部分;
蚀刻除膜:利用蚀刻液将铜箔层上未受保护的铜箔层溶解,得到与底片上相同的电路图形;然后使用除膜剂去除曝光固化的干菲林膜;
步骤(5)对外层线路板和电性通孔进行铜板镀,使得外层线路板和电性通孔内的铜层最终达到20μm~30μm;
步骤(6)阻焊丝印;
步骤(7)对焊盘和电性通孔进行表面处理,表面处理的方法包括以下过程:
A、使用表面活性剂对多层印刷电路板进行清洗,清洗后使用水清洗干净,清洗后进行微蚀,微蚀后再次清洗;
B、使用稀硝酸进行酸洗,酸洗后使用去离子水进行冲洗,冲洗后干燥;
C、干燥后对焊盘和电性通孔进行沉镍金处理,其中沉镍液包括:镍离子3.8g/L~5.2g/L、次磷酸钠10g/L~20g/L,pH值为3.8~4.5,沉镍温度为75℃~90℃;
沉金液为亚硫酸金钠2g/L~5g/L、硼砂5g/L~10g/L、硫代硫酸钠5g/L~10g/L、光亮剂聚乙烯亚胺0.1g/L~0.2g/L和2,5-二甲基吡嗪0.2g/L~0.5g/L;pH值为7.0、沉金温度为75℃~85℃。
本发明优选的方案中,步骤(1)中内层线路板的制作方法为:
预处理:在内层基板上贴附铜箔层,对铜箔层进行预处理,增加铜箔层的粗糙度;
曝光显影:在铜箔层上贴附干菲林膜,将底片与铜箔层对齐位置,使用紫外线进行曝光处理,将底片上印制的电路图形转移至干菲林膜上;使用显影液将未曝光的干菲林膜溶解冲洗干净,保留曝光的部分;
蚀刻除膜:利用蚀刻液将铜箔层上未受保护的铜箔层溶解,得到与底片上相同的电路图形;然后使用除膜剂去除曝光固化的干菲林膜。
本发明优选的方案中,步骤(3)中的电性通孔经过铜板镀后的铜层增厚至6μm~10μm。
本发明优选的方案中,步骤(4)中预处理后的铜箔层的铜箔层的粗糙度Ra为0.4~0.8。
本发明优选的方案中,步骤(4)中干菲林膜通过热压方式贴附在铜箔层上,显影液为TMAH型显影液。
本发明优选的方案中,步骤(4)中的蚀刻液包括氯化铜80g/L~120g/L、氯化铵60g/L~80g/L、磷酸铵10g/L~15g/L,pH值为10-11;蚀刻液的温度为20℃~40℃。
本发明优选的方案中,步骤(6)阻焊丝印中,阻焊使用的阻焊油墨为液态感光阻焊油墨、热固阻焊白油或者UV阻焊油墨中的一种。
本发明优选的方案中,步骤(7)中对多层印刷电路板进行微蚀的微蚀剂为过硫酸钠,过硫酸钠浓度为40g/L~50g/L,微蚀剂的处理时间为15s~25s。
综上所述,本发明具有以下优点:
本发明公开了一种多层印刷电路板的制作方法,通过本发明的方法能够获得稳定性高、沉积效果好的多层印刷电路板,同时通过优化表面处理工艺,使得产品的表面粗糙度降低。
具体实施方式
实施例1:
一种多层印刷电路板的生产制作方法,包括以下步骤:
步骤(1)制作内层线路板:
步骤(2)将内层线路板与外层基板进行层压得到多层印刷电路板,层压后钻孔使内层线路板与外层基板的层间产生电性通孔;
步骤(3)将多层印刷电路板置于沉铜缸中,在多层印刷电路板的电性通孔内沉积铜层,使得多层印刷电路板的层间电性相通;然后进行铜板镀,使得电性通孔内的铜层增厚;
步骤(4)在外层基板上制作出外层线路板,外层线路板的制作方法包括以下过程:
预处理:在外层基板上贴附铜箔层,对铜箔层进行预处理,增加铜箔层的粗糙度;
曝光显影:在铜箔层上贴附干菲林膜,将底片与铜箔层对齐位置,使用紫外线进行曝光处理,将底片上印制的电路图形转移至干菲林膜上;使用显影液将未曝光的干菲林膜溶解冲洗干净,保留曝光的部分;
蚀刻除膜:利用蚀刻液将铜箔层上未受保护的铜箔层溶解,得到与底片上相同的电路图形;然后使用除膜剂去除曝光固化的干菲林膜;
步骤(5)对外层线路板和电性通孔进行铜板镀,使得外层线路板和电性通孔内的铜层最终达到20μm~30μm;
步骤(6)阻焊丝印;
步骤(7)对焊盘和电性通孔进行表面处理,表面处理的方法包括以下过程:
A、使用表面活性剂对多层印刷电路板进行清洗,清洗后使用水清洗干净,清洗后进行微蚀,微蚀后再次清洗;
B、使用稀硝酸进行酸洗,酸洗后使用去离子水进行冲洗,冲洗后干燥;
C、干燥后对焊盘和电性通孔进行沉镍金处理,其中沉镍液包括:镍离子3.8g/L~5.2g/L、次磷酸钠10g/L~20g/L,pH值为3.8~4.5,沉镍温度为75℃~90℃;
沉金液为亚硫酸金钠2g/L~5g/L、硼砂5g/L~10g/L、硫代硫酸钠5g/L~10g/L、光亮剂聚乙烯亚胺0.1g/L~0.2g/L和2,5-二甲基吡嗪0.2g/L~0.5g/L;pH值为7.0、沉金温度为75℃~85℃。
实施例2:本发明步骤(1)中内层线路板的制作方法可以与本发明外层线路板的制作方法相同,均可以包括以下步骤:
预处理:在内层基板上贴附铜箔层,对铜箔层进行预处理,增加铜箔层的粗糙度;
曝光显影:在铜箔层上贴附干菲林膜,将底片与铜箔层对齐位置,使用紫外线进行曝光处理,将底片上印制的电路图形转移至干菲林膜上;使用显影液将未曝光的干菲林膜溶解冲洗干净,保留曝光的部分;
蚀刻除膜:利用蚀刻液将铜箔层上未受保护的铜箔层溶解,得到与底片上相同的电路图形;然后使用除膜剂去除曝光固化的干菲林膜。
实施例3:
一种多层印刷电路板的生产制作方法,包括以下步骤:
步骤(1)制作内层线路板:
步骤(2)将内层线路板与外层基板进行层压得到多层印刷电路板,层压后钻孔使内层线路板与外层基板的层间产生电性通孔;
步骤(3)将多层印刷电路板置于沉铜缸中,在多层印刷电路板的电性通孔内沉积铜层,使得多层印刷电路板的层间电性相通;然后进行铜板镀,使得电性通孔内的铜层增厚;电性通孔经过铜板镀后的铜层增厚至6μm~10μm。
步骤(4)在外层基板上制作出外层线路板,外层线路板的制作方法包括以下过程:
预处理:在外层基板上贴附铜箔层,对铜箔层进行预处理,增加铜箔层的粗糙度;预处理后的铜箔层的铜箔层的粗糙度Ra为0.4~0.8。
曝光显影:在铜箔层上贴附干菲林膜,干菲林膜通过热压方式贴附在铜箔层上,将底片与铜箔层对齐位置,使用紫外线进行曝光处理,将底片上印制的电路图形转移至干菲林膜上;使用显影液将未曝光的干菲林膜溶解冲洗干净,保留曝光的部分;优选显影液为TMAH型显影液。
蚀刻除膜:利用蚀刻液将铜箔层上未受保护的铜箔层溶解,得到与底片上相同的电路图形;然后使用除膜剂去除曝光固化的干菲林膜。
蚀刻液为氯化铜90g/L、氯化铵65g/L、磷酸铵12g/L,pH值为11;蚀刻液的温度为30℃。
步骤(5)对外层线路板和电性通孔进行铜板镀,使得外层线路板和电性通孔内的铜层最终达到20μm~30μm;
步骤(6)阻焊丝印。
本发明步骤(6)为阻焊丝印工序,在该工序中,阻焊使用的阻焊油墨为液态感光阻焊油墨、热固阻焊白油或者UV阻焊油墨中的一种。对于多层印刷电路板而言,并非需要让全部铜面都要吃锡上零件,因此非吃锡的区域,会印一层隔绝铜面吃锡的物质,通常为环氧树脂,为了避免非吃锡的线路间短路,因此需要进行阻焊,阻焊根据不同的工艺,可以采用绿油、红油、蓝油等,该技术属于常规现有技术,本发明不再赘述。
步骤(7)对焊盘和电性通孔进行表面处理,表面处理的方法包括以下过程:
A、使用表面活性剂对多层印刷电路板进行清洗,清洗后使用水清洗干净,清洗后进行微蚀,微蚀后再次清洗;
B、使用稀硝酸进行酸洗,酸洗后使用去离子水进行冲洗,冲洗后干燥;
C、干燥后对焊盘和电性通孔进行沉镍金处理,其中沉镍液包括:镍离子3.8g/L~5.2g/L、次磷酸钠10g/L~20g/L,pH值为3.8~4.5,沉镍温度为75℃~90℃;
沉金液为亚硫酸金钠2g/L~5g/L、硼砂5g/L~10g/L、硫代硫酸钠5g/L~10g/L、光亮剂聚乙烯亚胺0.1g/L~0.2g/L和2,5-二甲基吡嗪0.2g/L~0.5g/L;pH值为7.0、沉金温度为75℃~85℃。
实施例4:
实施例4的步骤(1)至步骤(6)与实施例3相同。
步骤(7)对焊盘和电性通孔进行表面处理,表面处理的方法包括以下过程:
A、使用表面活性剂对多层印刷电路板进行清洗,清洗后使用水清洗干净,清洗后进行微蚀,微蚀后再次清洗;微蚀剂为过硫酸钠,过硫酸钠浓度为43g/L,微蚀剂的处理时间为20s。
B、使用稀硝酸进行酸洗,酸洗后使用去离子水进行冲洗,冲洗后干燥;
C、干燥后对焊盘和电性通孔进行沉镍金处理,其中沉镍液包括:镍离子4.5g/L、次磷酸钠16g/L,pH值为4.2,沉镍温度为82℃;
沉金液为亚硫酸金钠4g/L、硼砂7g/L、硫代硫酸钠7g/L、光亮剂聚乙烯亚胺0.2g/L和2,5-二甲基吡嗪0.4g/L;pH值为7.0、沉金温度为80℃。
实施例5:
实施例5的步骤(1)至步骤(6)与实施例3相同。
步骤(7)对焊盘和电性通孔进行表面处理,表面处理的方法包括以下过程:
A、使用表面活性剂对多层印刷电路板进行清洗,清洗后使用水清洗干净,清洗后进行微蚀,微蚀后再次清洗;微蚀剂为过硫酸钠,过硫酸钠浓度为43g/L,微蚀剂的处理时间为20s。
B、使用稀硝酸进行酸洗,酸洗后使用去离子水进行冲洗,冲洗后干燥;
C、干燥后对焊盘和电性通孔进行沉镍金处理,其中沉镍液包括:镍离子4.5g/L、次磷酸钠16g/L,pH值为4.2,沉镍温度为82℃;
沉金液为亚硫酸金钠4g/L、硼砂7g/L、硫代硫酸钠7g/L、光亮剂聚乙烯亚胺0.2g/L;pH值为7.0、沉金温度为80℃。
实施例6:
实施例6的步骤(1)至步骤(6)与实施例3相同。
步骤(7)对焊盘和电性通孔进行表面处理,表面处理的方法包括以下过程:
A、使用表面活性剂对多层印刷电路板进行清洗,清洗后使用水清洗干净,清洗后进行微蚀,微蚀后再次清洗;微蚀剂为过硫酸钠,过硫酸钠浓度为43g/L,微蚀剂的处理时间为20s。
B、使用稀硝酸进行酸洗,酸洗后使用去离子水进行冲洗,冲洗后干燥;
C、干燥后对焊盘和电性通孔进行沉镍金处理,其中沉镍液包括:镍离子4.5g/L、次磷酸钠16g/L,pH值为4.2,沉镍温度为82℃;
沉金液为亚硫酸金钠4g/L、硼砂7g/L、硫代硫酸钠7g/L;pH值为7.0、沉金温度为80℃。
实验例:
对实施例4-实施例6的产品焊盘位置进行粗糙度的检测,检测结果如下:
从上述检测结果可以看出,本发明实施例4的粗糙度最低,其具有良好的镀层光面,实施例5和实施例6相比实施例4分别减少了对应的光亮剂组成,因此其粗糙度提高了。
Claims (8)
1.一种多层印刷电路板的生产制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤(1)制作内层线路板:
步骤(2)将内层线路板与外层基板进行层压得到多层印刷电路板,层压后钻孔使内层线路板与外层基板的层间产生电性通孔;
步骤(3)将多层印刷电路板置于沉铜缸中,在多层印刷电路板的电性通孔内沉积铜层,使得多层印刷电路板的层间电性相通;然后进行铜板镀,使得电性通孔内的铜层增厚;
步骤(4)在外层基板上制作出外层线路板,所述外层线路板的制作方法包括以下过程:
预处理:在外层基板上贴附铜箔层,对铜箔层进行预处理,增加铜箔层的粗糙度;
曝光显影:在铜箔层上贴附干菲林膜,将底片与铜箔层对齐位置,使用紫外线进行曝光处理,将底片上印制的电路图形转移至干菲林膜上;使用显影液将未曝光的干菲林膜溶解冲洗干净,保留曝光的部分;
蚀刻除膜:利用蚀刻液将铜箔层上未受保护的铜箔层溶解,得到与底片上相同的电路图形;然后使用除膜剂去除曝光固化的干菲林膜;
步骤(5)对外层线路板和电性通孔进行铜板镀,使得外层线路板和电性通孔内的铜层最终达到20μm~30μm;
步骤(6)阻焊丝印;
步骤(7)对焊盘和电性通孔进行表面处理,表面处理的方法包括以下过程:
A、使用表面活性剂对多层印刷电路板进行清洗,清洗后使用水清洗干净,清洗后进行微蚀,微蚀后再次清洗;
B、使用稀硝酸进行酸洗,酸洗后使用去离子水进行冲洗,冲洗后干燥;
C、干燥后对焊盘和电性通孔进行沉镍金处理,其中沉镍液包括:镍离子3.8g/L~5.2g/L、次磷酸钠10g/L~20g/L,pH值为3.8~4.5,沉镍温度为75℃~90℃;
沉金液为亚硫酸金钠2g/L~5g/L、硼砂5g/L~10g/L、硫代硫酸钠5g/L~10g/L、光亮剂聚乙烯亚胺0.1g/L~0.2g/L和2,5-二甲基吡嗪0.2g/L~0.5g/L;pH值为7.0、沉金温度为75℃~85℃。
2.如权利要求1所述的多层印刷电路板的生产制作方法,其特征在于:所述:所述步骤(1)中内层线路板的制作方法为:
预处理:在内层基板上贴附铜箔层,对铜箔层进行预处理,增加铜箔层的粗糙度;
曝光显影:在铜箔层上贴附干菲林膜,将底片与铜箔层对齐位置,使用紫外线进行曝光处理,将底片上印制的电路图形转移至干菲林膜上;使用显影液将未曝光的干菲林膜溶解冲洗干净,保留曝光的部分;
蚀刻除膜:利用蚀刻液将铜箔层上未受保护的铜箔层溶解,得到与底片上相同的电路图形;然后使用除膜剂去除曝光固化的干菲林膜。
3.如权利要求1所述的多层印刷电路板的生产制作方法,其特征在于:所述步骤(3)中的电性通孔经过铜板镀后的铜层增厚至6μm~10μm。
4.如权利要求1所述的多层印刷电路板的生产制作方法,其特征在于:所述步骤(4)中预处理后的铜箔层的铜箔层的粗糙度Ra为0.4~0.8。
5.如权利要求1所述的多层印刷电路板的生产制作方法,其特征在于:所述步骤(4)中干菲林膜通过热压方式贴附在铜箔层上,所述显影液为TMAH型显影液。
6.如权利要求1所述的多层印刷电路板的生产制作方法,其特征在于:所述:所述步骤(4)中的蚀刻液包括氯化铜80g/L~120g/L、氯化铵60g/L~80g/L、磷酸铵10g/L~15g/L,pH值为10-11;蚀刻液的温度为20℃~40℃。
7.如权利要求1所述的多层印刷电路板的生产制作方法,其特征在于:所述步骤(6)阻焊丝印中,阻焊使用的阻焊油墨为液态感光阻焊油墨、热固阻焊白油或者UV阻焊油墨中的一种。
8.如权利要求1所述的多层印刷电路板的生产制作方法,其特征在于:所述步骤(7)中对多层印刷电路板进行微蚀的微蚀剂为过硫酸钠,过硫酸钠浓度为40g/L~50g/L,微蚀剂的处理时间为15s~25s。
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