CN114197027A - 一种线路板的磨板方法和磨板设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线路板的磨板方法和磨板设备。磨板设备包括电解槽、电解电源、线路板吊挂机具、阴极板吊挂机具、隔离介质和隔离介质夹持器具，阴极板接电解电源的阴极。将电镀后敷有感光膜的线路板作为阳极板接电解电源的阳极；隔离介质夹在线路板与阴极板之间，通过电解去除线路板上高位的镀层。本发明磨板效率高，能够有效地改善线路板镀铜层的均匀性。

Description

一种线路板的磨板方法和磨板设备

[技术领域]

本发明涉及线路板制作工艺，尤其涉及一种线路板的磨板方法和磨板设备。

[背景技术]

在PCB领域，线路镀铜过程中由于镀液中的电场分布的不均匀性，导致电镀区的铜厚不均匀，特别是细密线路的电镀尤其如此。

对于改善精密线路板镀铜的均匀性，现有的技术措施如下：

1)设施优化：并通过调整阳极钛篮排布、浮架打孔及加装阳极档板等方式使镀铜的均匀性得以改善；

2)将图形电镀改成板镀，即采用全板电镀，优点是电镀的均匀性有所改善，但是蚀刻区域的铜厚变厚，蚀刻的侧蚀效应变大，铜耗多，能耗大；

3)正负脉冲镀：在施加正向脉冲后加一个短促的负向脉冲，靠负脉冲的效应削去正向脉冲电镀时的高电位区的铜厚，最大限度的使电镀均匀性变好；但不同的板面图形需要不同的电镀波形，控制困难，而且，正负脉冲效应下的电镀表面晶粒结构粗糙，耗能大。

以上的技术措施虽然对改善精密线路板镀铜的均匀性有一定的效果，但是由于板面图形分布不均匀性的客观存在，无感光膜保护的裸露铜箔图形表面的电流高低不一致，在此情况下电镀，镀铜的厚度也就存在不均匀的现象；更有甚者，低电位图像位置的镀铜厚度尚未达到要求，高电位图像位置的镀铜厚度已经超过标准厚度，以至于图形上的镀铜厚度超过了感光膜的厚度造成夹膜现象，而对于夹膜的线路板，业界尚无有效的解决方法，对企业会造成直接的经济损失。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种能够改善线路板镀铜层均匀性的线路板的磨板方法。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种能够改善线路板镀铜的均匀性的线路板的磨板设备。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种线路板的磨板方法，将电镀后敷有感光膜的线路板作为阳极板，在线路板与阴极板之间夹有隔离介质，在电解槽中通过电解去除线路板上高位的镀层。

以上所述的线路板的磨板方法，线路板与阴极板的间距为隔离介质的厚度，隔离介质的两面分别与线路板和阴极板保持接触；电解电流为脉冲电流。

以上所述的线路板的磨板方法，隔离介质为电离子可以穿透的、多孔或多缝隙的介质，电解过程中，隔离介质以设定的速率沿与线路板板面平行的方向相对于线路板作直线运动。

以上所述的线路板的磨板方法，阴极板是不锈钢板、铜板或石墨板；隔离介质以设定的速率沿与线路板板面平行的方向作往复运动。

以上所述的线路板的磨板方法，电解液包括硫酸、磷酸、乳酸、调阻剂和表面活性剂；每100毫升电解液含有磷酸40-43毫升、硫酸3-6毫升、乳酸4-5毫升、水8-9毫升、甘油24-26毫升、乙二醇16-17毫升。

以上所述的线路板的磨板方法，每100毫升电解液含有磷酸40-43毫升、乳酸8-9毫升、水8-9毫升、甘油24-26毫升、乙二醇16-17毫升，或每100毫升电解液含有磷酸58-68毫升、硫酸8-11毫升、水25-32毫升。

一种线路板的磨板设备，包括电解槽、电解电源、线路板吊挂机具、阴极板吊挂机具、隔离介质和隔离介质夹持器具，阴极板接电解电源的阴极，线路板接电解电源的阳极；隔离介质夹在线路板与阴极板之间。

阳极板吊挂机具包括承载平台、阳极板吊挂机具包括板件夹持装置、阴极板吊挂机具包括承载平台，隔离介质夹持器具包括隔离介质驱动装置；板件夹持装置布置在电解槽的上部，线路板夹持在板件夹持装置的下部，待磨表面朝下；承载平台布置在电解槽的下部，阴极板固定在承载平台上；隔离介质由隔离介质驱动装置带动，沿与线路板板面平行的方向，相对于线路板作直线运动。

以上所述的线路板的磨板设备，线路板吊挂机具包括线路板输送带，阴极板吊挂机具包括阴极板托架，隔离介质夹持器具包括由电机驱动的主动轮和从动张紧轮，所述的隔离介质为环形布带，环形布带、主动轮和从动张紧轮组成布带传动机构；布带传动机构沿电解槽的长轴方向水平布置，阴极板布置在布带传动机构上弦布带的下方，阴极板与上弦布带的底面接触；阴极板由阴极板托架支承，阴极板托架固定在电解槽上；线路板输送带包括两组同步运行的滚轮输送装置，两组滚轮输送装置沿电解槽的长轴方向水平地布置布带传动机构的两侧；滚轮输送装置的工作高度高于布带传动机构上弦布带滚轮输送装置的输送方向与布带传动机构上弦布带的运动方向相反，或滚轮输送装置的输送方向与布带传动机构上弦布带的运动方向相同，但两者存在速度差。

以上所述的线路板的磨板设备，每组滚轮输送装置包括上下分开布置的两列滚轮，两列滚轮中包括一列主动滚轮；下面一列滚轮为线路板的支承滚轮，上面一列滚轮为线路板的压紧滚轮；压紧滚轮的下端高于布带传动机构上弦布带的顶面；电解槽在滚轮输送装置输送方向的后端包括线路板入口平台，电解槽在滚轮输送装置输送方向的前端包括线路板出口平台。

本发明磨板效率高，能够有效地改善线路板镀铜层的均匀性。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例1线路板磨板方法的原理图。

图2是本发明实施例1线路板磨板方法的示意图。

图3是本发明实施例2线路板磨板设备的示意图。

图4是本发明实施例3线路板磨板设备俯视方向的示意图。

图5是本发明实施例3线路板磨板设备的剖视示意图。

图6是本发明实施例3布带传动机构和滚轮输送装置的示意图。

[具体实施方式]

本发明实施例1线路板的磨板方法如图1和图2所示，将电镀后敷有感光膜12的线路板10作为阳极板，在线路板10与阴极板20之间夹有隔离介质30，在电解槽51中通过电解去除线路板10上高位的镀铜层11。

如图1所示，在电解磨板的过程中，线路板10高于感光膜12面的镀铜层中的铜原子，在失去电子发生氧化反应，铜单质电解为+2价铜离子。+2价铜离子在电场力的作用下，穿过隔离介质，在阴极板20的表面得到电子发生还原反应，+2价铜离子转变为铜原子附着在阴极板20的表面上。

在电解槽51中，线路板10与阴极板20的间距为隔离介质30的厚度，隔离介质30的两面分别与线路板10和阴极板20保持接触。

隔离介质30为电离子可以穿透的多孔或多缝隙的介质，如耐酸网、耐酸布等。电解过程中，隔离介质30以设定的速率沿线路板10板面的方向作单向作直线运动或往复运动。隔离介质30与线路板10的表面按适定的速率发生相对位移，可以避免因隔离介质的布纹长时间投影到线路板10的表面造成的铜面凹坑现象，相对位移还可以确保线路板10铜面分解的均匀性。

阴极板20可以是不锈钢板、铜板或石墨板。

电解电流为直流电流或脉冲电流，电解电流为每平方分米1A至22A。脉冲电流可以使电解过程中让高位铜的电解效率高于低位铜的电解效率，提高磨板的效率。

电解液可以包括硫酸、磷酸、乳酸、调阻剂和表面活性剂。调阻剂和表面活性剂作为添加剂，在低位的区域形成较大的电阻隔，可以加快在电解过程中让高位与低位平齐，提高磨板的效率。

例如，每100毫升电解液含有磷酸42毫升、硫酸5毫升、乳酸4毫升、水8毫升、甘油25毫升、乙二醇16毫升。

或者，每100毫升电解液含有磷酸42毫升、乳酸9毫升、水8毫升、甘油25毫升、乙二醇16毫升。

或者，每100毫升电解液含有磷酸63毫升、硫酸10毫升、水27毫升。

本发明实施例1线路板的磨板设备的结构如图1所示，包括电解槽51、电解电源52、线路板吊挂机具、阴极板吊挂机具、隔离介质30和隔离介质夹持器具。线路板吊挂机具、阴极板20接电解电源52的阴极，线路板10接电解电源52的阳极。隔离介质30夹在线路板10与阴极板20之间。电解槽51装有电解液53，线路板10、隔离介质30和阴极板20浸泡在电解液53中。

为了使隔离介质30以设定的速率沿线路板10板面的方向作单向作直线运动或往复运动，本发明实施例线路板的磨板设备可以配备隔离介质30的驱动装置。

本发明实施例2线路板的磨板设备的结构如图3所示，磨板设备的阳极板吊挂机具包括板件夹持装置55、阴极板吊挂机具包括承载平台54，隔离介质夹持器具包括隔离介质驱动装置(图中未示出)。板件夹持装置55布置在电解槽51的上部，线路板10夹持在板件夹持装置55的下部，待磨表面朝下。承载平台54固定在电解槽51的下部，阴极板20固定在承载平台54的顶面上。本实施例的隔离介质采用隔离布，隔离布30由隔离介质驱动装置带动，沿与线路板10板面平行的方向，相对于线路板10作前后方向的直线往复运动。

本发明实施例3线路板的磨板设备的结构如图4至图6所示，线路板吊挂机具包括线路板输送带，阴极板20吊挂机具包括阴极板托架21，隔离介质夹持器具包括由电机驱动的主动轮55和从动张紧轮56，隔离介质30为环形布带，环形布带、主动轮55和从动张紧轮56组成布带传动机构。布带传动机构沿电解槽51的长轴方向水平布置，阴极板20布置在布带传动机构上弦布带30A的下方，阴极板20与上弦布带30A的底面接触。阴极板20由阴极板托架21支承，阴极板托架21固定在电解槽51上。

线路板输送带包括两组同步运行的滚轮输送装置60，两组滚轮输送装置60沿电解槽51的长轴方向水平地布置布带传动机构的两侧。滚轮输送装置的工作高度高于布带传动机构上弦布带30A。滚轮输送装置60的输送方向与布带传动机构上弦布带30A的运动方向相反，或运动方向相同，两者存在速度差。

每组滚轮输送装置包括上下分开布置的两列滚轮61，两列滚轮61中至少有一列为主动滚轮，用以驱动线路板10。下面一列滚轮61A为线路板的支承滚轮，用以支承线路板10，上面一列滚轮61B为线路板的压紧滚轮，用以下压线路板10，使线路板10底部的金属镀层与上弦布带30A密切接触。压紧滚轮61B的下端高于布带传动机构上弦布带30A的顶面。电解槽51在滚轮输送装置60输送方向的后端有线路板入口平台511，电解槽51在滚轮输送装置60输送方向的前端有线路板出口平台512。线路板入口平台511的高度和线路板出口平台512的高度相当于布带传动机构上弦布带30A顶面的高度。

本发明以上实施例，以线路板上的感光膜作为基准面，让高于感光膜的镀层可以快速电解掉；由于阴阳极之间仅隔着一片隔离介质，两者距离很近，电解效率很高，远比脉冲电镀的效率高。可以达到节能高效的效果。

Claims (10)

1.一种线路板的磨板方法，其特征在于，将电镀后敷有感光膜的线路板作为阳极板，在线路板与阴极板之间夹有隔离介质，在电解槽中通过电解去除线路板上高位的镀层。

2.根据权利要求1所述的线路板的磨板方法，其特征在于，线路板与阴极板的间距为隔离介质的厚度，隔离介质的两面分别与线路板和阴极板保持接触；电解电流为脉冲电流。

3.根据权利要求1所述的线路板的磨板方法，其特征在于，隔离介质为电离子可以穿透的、多孔或多缝隙的介质，电解过程中，隔离介质以设定的速率沿与线路板板面平行的方向相对于线路板作直线运动。

4.根据权利要求3所述的线路板的磨板方法，其特征在于，阴极板是不锈钢板、铜板或石墨板；隔离介质以设定的速率沿与线路板板面平行的方向作往复运动。

5.根据权利要求1所述的线路板的磨板方法，其特征在于，电解液包括硫酸、磷酸、乳酸、调阻剂和表面活性剂；每100毫升电解液含有磷酸40-43毫升、硫酸3-6毫升、乳酸4-5毫升、水8-9毫升、甘油24-26毫升、乙二醇16-17毫升。

6.根据权利要求1所述的线路板的磨板方法，其特征在于，每100毫升电解液含有磷酸40-43毫升、乳酸8-9毫升、水8-9毫升、甘油24-26毫升、乙二醇16-17毫升，或每100毫升电解液含有磷酸58-68毫升、硫酸8-11毫升、水25-32毫升。

7.一种线路板的磨板设备，包括电解槽和电解电源、其特征在于，包括线路板吊挂机具、阴极板吊挂机具、隔离介质和隔离介质夹持器具，阴极板接电解电源的阴极，线路板接电解电源的阳极；隔离介质夹在线路板与阴极板之间。

8.根据权利要求7所述的线路板的磨板设备，其特征在于，阳极板吊挂机具包括板件夹持装置、阴极板吊挂机具包括承载平台，隔离介质夹持器具包括隔离介质驱动装置；板件夹持装置布置在电解槽的上部，线路板夹持在板件夹持装置的下部，待磨表面朝下；承载平台布置在电解槽的下部，阴极板固定在承载平台上；隔离介质由隔离介质驱动装置带动，沿与线路板板面平行的方向，相对于线路板作直线运动。

9.根据权利要求7所述的线路板的磨板设备，其特征在于，线路板吊挂机具包括线路板输送带，阴极板吊挂机具包括阴极板托架，隔离介质夹持器具包括由电机驱动的主动轮和从动张紧轮，所述的隔离介质为环形布带，环形布带、主动轮和从动张紧轮组成布带传动机构；布带传动机构沿电解槽的长轴方向水平布置，阴极板布置在布带传动机构上弦布带的下方，阴极板与上弦布带的底面接触；阴极板由阴极板托架支承，阴极板托架固定在电解槽上；线路板输送带包括两组同步运行的滚轮输送装置，两组滚轮输送装置沿电解槽的长轴方向水平地布置布带传动机构的两侧；滚轮输送装置的工作高度高于布带传动机构上弦布带，滚轮输送装置的输送方向与布带传动机构上弦布带的运动方向相反，或滚轮输送装置的输送方向与布带传动机构上弦布带的运动方向相同，但两者存在速度差。

10.根据权利要求7所述的线路板的磨板设备，其特征在于，每组滚轮输送装置包括上下分开布置的两列滚轮，两列滚轮中包括一列主动滚轮；下面一列滚轮为线路板的支承滚轮，上面一列滚轮为线路板的压紧滚轮；压紧滚轮的下端高于布带传动机构上弦布带的顶面；电解槽在滚轮输送装置输送方向的后端包括线路板入口平台，电解槽在滚轮输送装置输送方向的前端包括线路板出口平台。

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