CN114457326A - 一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺 - Google Patents

一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺，包括以下步骤：第一次微蚀‑溶胀‑除胶‑中和‑除油整孔‑第二次微蚀‑预浸‑活化‑加速‑沉铜，其中，第一次微蚀在温度为30‑40℃条件下微蚀30‑90s，第二次微蚀在温度为25‑30℃条件下微蚀45‑90s。本发明采用双微蚀处理工艺可以微蚀掉PCB板在钻孔过程中挤压形成的钉头、粉尘、氧化物等，避免基材因钉头、粉尘、氧化物遮挡而造成基材未经电荷调整，导致后续活化工艺出现吸钯不良，从根本上解决钉头造成定位孔无铜的工艺问题。本发明通过前后两次微蚀可以很好的解决传统工艺无法解决因钻孔形成钉头所导致的定位孔的工艺问题。

Description

一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺
技术领域
本发明涉及线路板孔技术领域，尤其是一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺。
背景技术
随着电子产品多元化发展，电路板板也逐渐向小孔径、高密度、多层数、细线路的方向发展。线路板的孔径也越来越细，传统的沉铜工艺越来越容易出现定位孔无铜而造成产品不良。传统的沉铜工艺步骤如下：
溶胀-除胶-中和-除油整孔-微蚀-预浸-活化-加速-沉铜。
在PCB板在钻孔过程中，内层铜箔因受高温钻嘴挤压形成钉头，当内层铜厚度大于1OZ时，形成的钉头较多，铜箔钉头延伸覆盖在孔壁基材上被钉头覆盖的孔壁经过前处理微蚀处理后，使得未经电荷调整的基材裸露，因裸露基材未经电荷调整，会导致后续活化吸钯不良，进而造成沉铜层偏薄或无法沉积，最终造成定位孔无铜。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺，以解决线路板定位孔无铜的问题。
本发明的技术方案为：一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺，具体包括以下步骤：
S1)、第一次微蚀，利用微蚀液对线路板进行第一次微蚀，第一次微蚀的时间为30-90S，温度为30-40℃；
S2)、溶胀处理，利用溶胀剂100-200ml/L对第一次微蚀后的线路板进行溶胀处理，使孔壁软化并渗入树脂聚合后的交联处，从而降低结合能量，其中，溶胀温度为65-75℃，溶胀时间为3-7min；
S3)、除胶处理，将步骤S2)溶胀处理后的线路板在碱性高锰酸钾溶液中浸泡进行除胶，除胶温度为70-80℃，除胶时间为10-15min，使得溶胀后的树脂裂解；
S4)、中和处理，利用20-40ml/L的中和剂对步骤S3)中处理后的线路板进行中和处理，其中，中和处理的温度为22-32℃，中和时间为4-6min，防止锰离子进入后续工序导致钯失去活性；
S5)、除油整孔，使用50-100ml/L的除油整孔剂对步骤S4)的线路板进行除油整孔处理，以调整孔壁表面电性；除油整孔处理的温度为50-60℃，除油整孔的时间为5-10min；
S6)、第二次微蚀，利用微蚀液对步骤S5)中除油整孔处理的线路板进行第二次微蚀处理，所述的第二次微蚀的温度为为25-35℃，时间为45-90s；
S7)、预浸处理，利用50-100ml/L的预浸液对步骤S6)中第二次微蚀线路板进行浸泡处理，以防止杂质离子污染胶体钯，其中，浸泡温度为25-30℃，预浸时间为1-2min；
S8)、活化处理，使用5-10ml/L的胶体钯对预浸处理的线路板进行活化处理，其中，活化温度为35-45℃，活化时间为5-8min。
S9)、加速浸泡处理，使用50-100ml/L的酸性加速液对活化后的线路板进行浸泡，去除保护钯的外壳层暴露金属钯加速后续化学铜沉积，加速液浸泡温度为35-45℃，浸泡时间为3-5min；
S10)、沉铜处理，利用沉铜药水对加速浸泡处理处理后的线路板在孔内沉铜处理，沉铜温度为40-45℃，沉铜时间根据镀铜厚度而定。
作为优选的，步骤S1)和步骤S6)中，所述的第一次微蚀和第二次微蚀的微蚀液的组分为：
过硫酸钠60-80g/L；
硫酸40-60g/L。
作为优选的，所述的溶胀剂包含如下：ε-己内酯100～300g/L；N-甲基-2-吡咯烷酮；100～200g/L；二乙二醇单丁醚：100-200g/L，余量为水。
作为优选的，所述的中和剂的组分为：硫酸20-100g/L、双氧水5-30g/L、第一稳定剂0.1-1g/L、缓蚀剂0.01-0.1g/L、第一表面活性剂0.1-2g/L。
作为优选的，所述的第一稳定剂为含有两个或者两个以上羧基[-COOH]，羟基[-OH]，磺酸基[-SO3H]的官能团化合物，包括1,4-丁二醇、乙二醇、硝基苯磺酸、对羟基苯甲酸、对羟基苯磺酸、乙二胺四亚甲基膦酸、次氮基三亚甲基膦酸等一种或两种以上混合物。
作为优选的，所述的缓蚀剂为含氮杂环类铜的有效缓蚀剂；含氮杂环类铜的有效缓蚀剂包括咪唑、苯并咪唑、N-甲基咪唑、2-苯基咪唑、吡唑、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的一种或者两种以上混合物。
作为优选的，所述的第一表面活性剂为聚乙烯亚胺、聚乙烯醇、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯与硫酸甲酯的聚合物，1-乙烯-3-甲基咪唑硫酸甲酯盐及其衍生物中的一种或者两种以上混合物。
作为优选的，所述的除油整孔剂的组分为第二表面活性剂100-200g/L、电荷调整剂10-50g/L。
作为优选的，所述的第二表面活性剂包含op-10、曲拉通、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇中的一种或两种以上混合物。
作为优选的，所述的电荷调整剂为含季铵盐阳离子、二乙烯三胺、多乙烯多胺中的一种或两种以上混合物。
作为优选的，所述的预浸液的组分为：盐酸10-20ml/l、氯化钠100-200g/L、氯化亚锡1-10g/L、尿素10-100g/L。
作为优选的，所述的胶体钯为：盐酸10-20ml/l、氯化钠100-200g/L、氯化亚锡1-10g/L、尿素10-100g/L、氯化钯1-5g/L。
作为优选的，所述的酸性加速液采用浓度为5-50％的硫酸。
作为优选的，所述的沉铜药水包含：1-2g/L硫酸铜，8-15g/L氢氧化钠，4-8g/L甲醛，100-200g/L络合剂，0.001-0.1g/L第二稳定剂，0.01-0.5g/L加速剂。
作为优选的，所述的络合剂为EDTA或者酒石酸钾钠，所述的第二稳定剂为2，2联吡啶0.001-0.1g/L、聚乙二醇1000：0.01-1g/L中的一种或两种的混合；
所述的加速剂为硫酸镍。
本发明的有益效果为：
1、本发明采用双微蚀处理工艺可以微蚀掉PCB板在钻孔过程中挤压形成的钉头、粉尘、氧化物等，避免基材因钉头、粉尘、氧化物遮挡而造成基材未经电荷调整，导致后续活化工艺出现吸钯不良，从根本上解决钉头造成定位孔无铜的工艺问题。
附图说明
图1为本发明实施例线路板钻孔钉头异常的示意图；
图2为发明实施例中线路板定位孔无铜的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
实施例1
本实施例提供一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺，具体包括以下步骤：
第一次微蚀-溶胀-除胶-中和-除油整孔-第二次微蚀-预浸-活化-加速-沉铜，具体为：
将待沉铜处理的板材放入到微蚀液中，在35℃微蚀70s除去孔内钉头并水洗干净，其中，微蚀液为：过硫酸钠70g/L、硫酸50g/L、硫酸铜5g/L；
接着依次进行溶胀(溶胀剂200ml/L,溶胀温度为70℃，溶胀时间为6min)、水洗、除胶(高锰酸钾55g/L，氢氧化钠40g/L,除胶温度为80℃,除胶时间为12min)、水洗、中和(中和剂30ml/L，中和温度为25℃，中和时间5min)、除油整孔(除油整孔剂80ml/L，除油整孔温度55℃，除油整孔为7min)、水洗工序；
然后将板材放入到微蚀液中，在35℃微蚀50s使之粗化，接着依次进行水洗、预浸(预浸液为100ml/L，时间为2min)、活化(胶体钯为8ml/L，活化时间为7min)、水洗、加速(酸性加速液为80ml/L,浸泡时间为2min)、水洗、沉铜(沉铜温度为42℃，时间为30min)等工序。最后磨切片，用金相显微镜观察背光情况。
实施例2
首先，将待沉铜处理的板材放入到微蚀液中，在30℃微蚀60s除去孔内钉头并水洗干净，接着依次按照实施例1参数进行溶胀、水洗、除胶、水洗、中和、除油整孔、水洗工序。然后将板材放入到微蚀液中，在30℃微蚀60s使之粗化，接着依次按照实施例1进行水洗、预浸、活化、水洗、加速、水洗、沉铜等工序。最后磨切片，用金相显微镜观察背光情况。
对比实施例1
首先，将待沉铜处理的板材接着按照实施例1参数依次进行溶胀、水洗、除胶、水洗、中和、除油整孔、水洗工序。然后将板材放入到微蚀液中，在35℃微蚀120s使之粗化，接着依次按照实施例1参数进行水洗、预浸、活化、水洗、加速、水洗、沉铜等工序。最后磨切片，用金相显微镜观察背光情况。
对比实施例2
首先，将待沉铜处理的板材接着按照实施例1参数依次进行溶胀、水洗、除胶、水洗、中和、除油整孔、水洗工序。然后将板材放入到微蚀液中，在30℃微蚀120s使之粗化，接着按照实施例1参数依次进行水洗、预浸、活化、水洗、加速、水洗、沉铜等工序。最后磨切片，用金相显微镜观察背光情况。
观察实施例1-2、对比实施例1-2切片背光情况，结果如表1所示。
表1实施例1-2、对比实施例1-2的沉铜结构：
序号 背光等级 是否定位孔无铜
实施例1 10 否
实施例1 9 否
对比实施例1 7 是
对比实施例2 6.5 是
从表1可以看出，实施例1-2的背光等级9-10级，未出现定位孔无铜现象。比对比实施例1-2背光等级为6.5-7级，有出现定位孔无铜现象。通过上述对比可知通过本发明提供的技术方案双微蚀前处理工艺，可以解决解决定位孔无铜的问题。具体可参见图1和2所示。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1)、第一次微蚀，利用微蚀液对线路板进行第一次微蚀，第一次微蚀的时间为30-90S，温度为30-40℃；
S2)、溶胀处理，利用溶胀剂100-200ml/L对第一次微蚀后的线路板进行溶胀处理，使孔壁软化并渗入树脂聚合后的交联处，从而降低结合能量，其中，溶胀温度为65-75℃，溶胀时间为3-7min；
S3)、除胶处理，将步骤S2)溶胀处理后的线路板在碱性高锰酸钾溶液中浸泡进行除胶，除胶温度为70-80℃，除胶时间为10-15min，使得溶胀后的树脂裂解；
S4)、中和处理，利用20-40ml/L的中和剂对步骤S3)中处理后的线路板进行中和处理，其中，中和处理的温度为22-32℃，中和时间为4-6min，防止锰离子进入后续工序导致钯失去活性；
S5)、除油整孔，使用50-100ml/L的除油整孔剂对步骤S4)的线路板进行除油整孔处理，以调整孔壁表面电性；除油整孔处理的温度为50-60℃，除油整孔的时间为5-10min；
S6)、第二次微蚀，利用微蚀液对步骤S5)中除油整孔处理的线路板进行第二次微蚀处理，所述的第二次微蚀的温度为为25-35℃，时间为45-90s；
S7)、预浸处理，利用50-100ml/L的预浸液对步骤S6)中第二次微蚀线路板进行浸泡处理，以防止杂质离子污染胶体钯，其中，浸泡温度为25-30℃，预浸时间为1-2min；
S8)、活化处理，使用5-10ml/L的胶体钯对预浸处理的线路板进行活化处理，其中，活化温度为35-45℃，活化时间为5-8min。
S9)、加速浸泡处理，使用50-100ml/L的酸性加速液对活化后的线路板进行浸泡，去除保护钯的外壳层暴露金属钯加速后续化学铜沉积，加速液浸泡温度为35-45℃，浸泡时间为3-5min；
S10)、沉铜处理，利用沉铜药水对加速浸泡处理处理后的线路板在孔内沉铜处理，沉铜温度为40-45℃，沉铜时间根据镀铜厚度而定。
2.根据权利要求1所述的一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺，其特征在于：步骤S1)和步骤S6)中，所述的第一次微蚀和第二次微蚀的微蚀液的组分为：
过硫酸钠60-80g/L；
硫酸40-60g/L。
3.根据权利要求1所述的一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺，其特征在于：所述的溶胀剂包含如下：ε-己内酯100～300g/L；N-甲基-2-吡咯烷酮；100～200g/L；二乙二醇单丁醚：100-200g/L，余量为水。
4.根据权利要求1所述的一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺，其特征在于：所述的中和剂的组分为：硫酸20-100g/L、双氧水5-30g/L、第一稳定剂0.1-1g/L、缓蚀剂0.01-0.1g/L、第一表面活性剂0.1-2g/L。
5.根据权利要求4所述的一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺，其特征在于：所述的第一稳定剂为含有两个或者两个以上羧基[-COOH]，羟基[-OH]，磺酸基[-SO3H]的官能团化合物，包括1,4-丁二醇、乙二醇、硝基苯磺酸、对羟基苯甲酸、对羟基苯磺酸、乙二胺四亚甲基膦酸、次氮基三亚甲基膦酸中的一种或两种以上混合物；
所述的缓蚀剂为含氮杂环类铜的有效缓蚀剂；含氮杂环类铜的有效缓蚀剂包括咪唑、苯并咪唑、N-甲基咪唑、2-苯基咪唑、吡唑、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的一种或者两种以上混合物；
所述的第一表面活性剂为聚乙烯亚胺、聚乙烯醇、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯与硫酸甲酯的聚合物，1-乙烯-3-甲基咪唑硫酸甲酯盐及其衍生物中的一种或者两种以上混合物。
6.根据权利要求1所述的一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺，其特征在于：所述的除油整孔剂的组分为第二表面活性剂100-200g/L、电荷调整剂10-50g/L；
其中，所述的第二表面活性剂包含op-10、曲拉通、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇中的一种或两种以上混合物；
所述的电荷调整剂为含季铵盐阳离子、二乙烯三胺、多乙烯多胺中的一种或两种以上混合物。
7.根据权利要求1所述的一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺，其特征在于：所述的预浸液的组分为：盐酸10-20ml/l、氯化钠100-200g/L、氯化亚锡1-10g/L、尿素10-100g/L。
8.根据权利要求1所述的一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺，其特征在于：所述的胶体钯为：盐酸10-20ml/l、氯化钠100-200g/L、氯化亚锡1-10g/L、尿素10-100g/L、氯化钯1-5g/L。
9.根据权利要求1所述的一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺，其特征在于：所述的酸性加速液采用浓度为5-50％的硫酸。
10.根据权利要求1所述的一种应用于线路板沉铜双微蚀工艺，其特征在于：所述的沉铜药水包含：1-2g/L硫酸铜，8-15g/L氢氧化钠，4-8g/L甲醛，100-200g/L络合剂，0.001-0.1g/L第二稳定剂，0.01-0.5g/L加速剂；
其中，所述的络合剂为EDTA或者酒石酸钾钠，所述的第二稳定剂为2，2联吡啶0.001-0.1g/L、聚乙二醇1000：0.01-1g/L中的一种或两种的混合；
所述的加速剂为硫酸镍。
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