CN114845481B - 一种良率最高的直填vcp工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种良率最高的直填VCP工艺,包括PTH和VCP填孔电镀步骤,本发明只需要进行PTH步骤和VCP填孔电镀步骤,不需要闪镀铜,这样PCB板无闪镀层,利于细线路蚀刻,并且本发明添加了带抑制氧化反应效果的低蚀铜除油剂,较好地保护了原有的PTH层,避免PCB板在前处理段出现的孔破问题,同时在除油槽和酸洗预浸槽中统一采用沉浸式喷淋方式,搭配能够大面积覆盖和低冲击压力的锥形喷嘴,使板面在进填孔镀铜槽前永保湿润,降低了漏填率和报废率。此外,本发明采用VCP设备内部的直线推进式Pusher送料机构进行全线推进送料,无需升降离水,杜绝滞空氧化,搭配的VCP设备省水省电,单一线速生产,占地空间更小。
Description
技术领域
本发明涉及线路板生产加工技术领域,更具体地说,是涉及一种良率最高的直填VCP工艺。
背景技术
现有的VCP填孔和PTH后直填工艺存在以下不足:(1)VCP填孔需要闪镀5um厚度的铜,导致PCB有闪镀层,不利细线路蚀刻,使后续蚀刻困难;(2)PTH后直填又常发生反回蚀,PTH层容易遭受攻击,产生孔破报废;(3)前处理采用高压直喷喷嘴,打入大量的空气,使PTH层氧化,同时存在因湿润性不足而漏镀、以及对盲孔冲刷严重造成PTH破的问题;(4)传统的VCP填孔设备采用前处理升降方式和镀铜段推进方式,前处理段需要升起离水,接触车间的热酸气,容易造成PTH层氧化,VCP设备的结构复杂,废时,废水电且占地空间大,并且采用风刀,造成板面干涸,后续容易出现漏镀导致报废。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷,提供一种良率最高的直填VCP工艺。
为实现上述目的,本发明提供了一种良率最高的直填VCP工艺,包括以下步骤:
(1)PTH:通过化学沉铜的方式在PCB板的孔壁上沉积一层均匀的导电铜膜,后续以电镀方式赋予紧密且具有标准厚度的金属铜使PCB板的层与层之间实现导通;
(2)VCP填孔电镀:将经过步骤(1)的PCB板通过上料机送入到VCP设备的内部,接着通过VCP设备内部的直线推进式Pusher送料机构将PCB板依次送入到除油槽、三段水洗槽、酸洗预浸槽和填孔镀铜槽中;
其中,在除油槽和酸洗预浸槽内均在PCB板的两边采用大面积覆盖和低冲击压力的锥形喷嘴进行液中沉浸式喷淋,在水洗槽内采用大面积覆盖和低冲击压力的锥形喷嘴在PCB板的两边进行空中喷淋;
在除油槽内,采用于30分钟内总蚀铜厚度低于3.5微英寸的低蚀铜除油剂,所述低蚀铜除油剂包括以下按质量百分比计的原料组成:DI纯水50%~70%、50%硫酸10%~20%、醇类5%~12%、氨基磺酸5%~10%、乙叉二磷酸2%~8%、甲醛的聚合物钠盐≤0.5%。
作为优选的,在除油槽、水洗槽和酸洗预浸槽内的锥形喷嘴均上下左右交错,间隔<50mm,喷距≤110cm,流量范围为1~3LPM。
作为优选的,在除油槽内,所述低蚀铜除油剂的液面盖过PCB板的板面上缘5~10mm。
作为优选的,所述直线推进式Pusher送料机构主要由绞盘、链条和挂板夹具组成,所述直线推进式Pusher送料机构的速度由镀铜时间透过PLC计算控制,杜绝滞空氧化。
作为优选的,在除油槽与第一段水洗槽之间取消液切风刀,保持PCB板的板面湿润不干涸。
作为优选的,在除油槽中,其压力设置为10~15PSI,温度控制在32~35℃,铜离子设管制点≤300ppm,酸度控制在0.08~0.15N。
作为优选的,在酸洗预浸槽中,其压力设置为10~15PSI,增设冰水盘管,使温度控制在20~24℃,铜离子设管制点≤300ppm,硫酸含量为30~50g/L。
作为优选的,在酸洗预浸槽和填孔镀铜槽中,其槽底均设置电动阀进行自动排液。
作为优选的,在填孔镀铜槽中,增加滤桶接软管水枪,通过镀液冲淋直线推进式Pusher送料机构的挂板夹具,镀液冲完后以少量纯水冲洗干净,填孔镀铜槽的整体液位要实时管控,镀液要盖住PCB板的板面上缘。
作为优选的,在水洗槽中,其水洗液为纯水,压力设置为10~15PSI,进水点流量控制在2LPM。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本发明只需要进行PTH步骤和VCP填孔电镀步骤,不需要闪镀铜,这样PCB板无闪镀层,利于细线路蚀刻,并且本发明添加了带抑制氧化反应效果的专用低蚀铜除油剂,较好地保护了原有的PTH层,避免PCB板在前处理段出现的孔破问题,同时在除油槽和酸洗预浸槽中统一采用沉浸式喷淋方式,搭配能够大面积覆盖和低冲击压力的锥形喷嘴,使板面在进填孔镀铜槽前永保湿润,降低了漏填率和报废率。
2、本发明采用VCP设备内部的直线推进式Pusher送料机构进行全线推进送料,无需升降离水,杜绝滞空氧化,搭配的VCP设备省水省电,单一线速生产,占地空间更小。
3、本发明无需设置液切风刀,能够使PCB板的板面湿润不干涸,不会在后续出现漏镀而导致报废,并且节约能耗,降低了VCP设备的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,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,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是PCB板采用传统的VCP工艺出现漏填和孔破时的示意图;
图2是本发明实施例提供的VCP设备的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的PCB板采用锥形喷嘴在进行液中沉浸式喷淋时的示意图;
图4是本发明实施例提供的PCB板采用本发明的新VCP工艺加工后的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的实施例提供了一种良率最高的直填VCP工艺,包括以下步骤:
(1)PTH:通过化学沉铜的方式在PCB板的孔壁上沉积一层均匀的导电铜膜,后续以电镀方式赋予紧密且具有标准厚度的金属铜使PCB板的层与层之间实现导通;
PTH是(Plate Through Hole)的缩写,其意为化学沉铜(又称孔壁金属化),其目的是在非导体的孔壁上,吸附一层紧密牢固的金属铜,以完成孔壁导电化,接受电镀后达到内外层导通的效果。在印制电路板制造技术过程中,化学沉铜是比较关键的一道工艺,它的主要作用就是使双面和多层印制电路板的非金属孔,通过氧化还原反应在孔壁上沉积一层均匀的导电层,再经过电镀加厚镀层达到回路的目的。
(2)VCP填孔电镀:将经过步骤(1)的PCB板通过上料机送入到VCP设备的内部,接着通过VCP设备内部的直线推进式Pusher送料机构将PCB板依次送入到除油槽、三段水洗槽、酸洗预浸槽和填孔镀铜槽中(如图2所示);
如图3所示,在除油槽和酸洗预浸槽内均可以在PCB板的两边采用大面积覆盖和低冲击压力的锥形喷嘴进行液中沉浸式喷淋,在水洗槽内采用大面积覆盖和低冲击压力的锥形喷嘴在PCB板的两边进行空中喷淋。
在除油槽和酸洗预浸槽中统一采用沉浸式喷淋方式,搭配锥形喷嘴,能够使板面在进填孔镀铜槽前永保湿润,降低了漏填率和报废率。与传统的高压直喷喷嘴相比,不会打入大量空气,降低了PTH层氧化。其中,传统的高压直喷喷嘴不能保证每个盲孔都能达到孔内湿润性,导致填孔漏镀。
在本实施例中,优选的,锥形喷嘴可以采用日制的Full cone nozzles,流量范围可以设置为1~3LPM。在除油槽、水洗槽和酸洗预浸槽内的锥形喷嘴均可上下左右交错,间隔<50mm,液中喷淋,因此喷距≤110cm皆适用。
在除油槽内,可以采用于30分钟内总蚀铜厚度低于3.5微英寸的低蚀铜除油剂,所述低蚀铜除油剂可以包括以下按质量百分比计的原料组成:DI纯水50%~70%、50%硫酸10%~20%、醇类5%~12%、氨基磺酸5%~10%、乙叉二磷酸2%~8%、甲醛的聚合物钠盐≤0.5%。
以下为该低蚀铜除油剂的具体实施例:
原料 | 实施1 | 实施2 | 实施3 | 实施4 |
DI纯水 | 50% | 70% | 60% | 65% |
50%硫酸 | 20% | 17.9% | 15% | 10% |
醇类 | 12% | 5% | 12% | 12% |
氨基磺酸 | 10% | 5% | 8% | 10% |
乙叉二磷酸 | 7.5% | 2% | 4.8% | 2.5% |
甲醛的聚合物钠盐 | 0.5% | 0.1% | 0.2% | 0.5% |
在除油槽内,低蚀铜除油剂的液面可以盖过PCB板的板面上缘5~10mm。
直线推进式Pusher送料机构可以主要由绞盘、链条(钢带)和挂板夹具组成,直线推进式Pusher送料机构的速度由镀铜时间透过PLC计算控制,杜绝滞空氧化。该机构省电,程序简单,故障率低。
较佳的,在除油槽与第一段水洗槽之间可以取消液切风刀,保持PCB板的板面湿润不干涸,这样不会在后续出现漏镀而导致报废,并且节约能耗,降低了VCP设备的成本。
较佳的,在除油槽中,其压力可以设置为10~15PSI,温度可以控制在32~35℃,铜离子设管制点≤300ppm,酸度可以控制在0.08~0.15N,其能够减少对PTH层和板面的冲击性。
较佳的,在水洗槽中,其水洗液为纯水,压力可以设置为10~15PSI,进水点流量控制在2LPM。
较佳的,在酸洗预浸槽中,其压力可以设置为10~15PSI,增设冰水盘管,使温度可以控制在20~24℃,铜离子设管制点≤300ppm(优选300ppm),硫酸含量可以为30~50g/L(优选50g/L),其能够减少对PTH层和板面的冲击性。
较佳的,在酸洗预浸槽和填孔镀铜槽中,其槽底均可设置电动阀进行自动排液,其方便排液,
较佳的,在填孔镀铜槽中,可以增加滤桶接软管水枪,通过镀液冲淋直线推进式Pusher送料机构的挂板夹具,镀液冲完后以少量纯水冲洗干净,填孔镀铜槽的整体液位要实时管控,镀液要盖住PCB板的板面上缘,其能够避免液位波动大,硫酸铜结晶过多污染板面。
如图4所示,采用本发明的直填VCP工艺制备的PCB板全部都是良品,不会出现填孔漏镀和孔破等不良问题。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种良率最高的直填VCP工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)PTH:通过化学沉铜的方式在PCB板的孔壁上沉积一层均匀的导电铜膜,后续以电镀方式赋予紧密且具有标准厚度的金属铜使PCB板的层与层之间实现导通;
(2)VCP填孔电镀:将经过步骤(1)的PCB板通过上料机送入到VCP设备的内部,接着通过VCP设备内部的直线推进式Pusher送料机构将PCB板依次送入到除油槽、三段水洗槽、酸洗预浸槽和填孔镀铜槽中;
其中,在除油槽和酸洗预浸槽内均在PCB板的两边采用大面积覆盖和低冲击压力的锥形喷嘴进行液中沉浸式喷淋,在水洗槽内采用大面积覆盖和低冲击压力的锥形喷嘴在PCB板的两边进行空中喷淋;
在除油槽中,其压力设置为10~15PSI,温度控制在32~35℃,铜离子设管制点≤300ppm,酸度控制在0.08~0.15N;
在酸洗预浸槽中,其压力设置为10~15PSI,增设冰水盘管,使温度控制在20~24℃,铜离子设管制点≤300ppm,硫酸含量为30~50g/L;
在除油槽内,采用于30分钟内总蚀铜厚度低于3.5微英寸的低蚀铜除油剂,所述低蚀铜除油剂包括以下按质量百分比计的原料组成:DI纯水50%~70%、50%硫酸10%~20%、醇类5%~12%、氨基磺酸5%~10%、乙叉二磷酸2%~8%、甲醛的聚合物钠盐≤0.5%。
2.根据权利要求1所述的一种良率最高的直填VCP工艺,其特征在于,在除油槽、水洗槽和酸洗预浸槽内的锥形喷嘴均上下左右交错,间隔<50mm,喷距≤110cm,流量范围为1~3LPM。
3.根据权利要求1所述的一种良率最高的直填VCP工艺,其特征在于,在除油槽内,所述低蚀铜除油剂的液面盖过PCB板的板面上缘5~10mm。
4.根据权利要求1所述的一种良率最高的直填VCP工艺,其特征在于,所述直线推进式Pusher送料机构主要由绞盘、链条和挂板夹具组成,所述直线推进式Pusher送料机构的速度由镀铜时间透过PLC计算控制,杜绝滞空氧化。
5.根据权利要求1所述的一种良率最高的直填VCP工艺,其特征在于,在除油槽与第一段水洗槽之间取消液切风刀,保持PCB板的板面湿润不干涸。
6.根据权利要求1所述的一种良率最高的直填VCP工艺,其特征在于,在酸洗预浸槽和填孔镀铜槽中,其槽底均设置电动阀进行自动排液。
7.根据权利要求4所述的一种良率最高的直填VCP工艺,其特征在于,在填孔镀铜槽中,增加滤桶接软管水枪,通过镀液冲淋直线推进式Pusher送料机构的挂板夹具,镀液冲完后以少量纯水冲洗干净,填孔镀铜槽的整体液位要实时管控,镀液要盖住PCB板的板面上缘。
8.根据权利要求1所述的一种良率最高的直填VCP工艺,其特征在于,在水洗槽中,其水洗液为纯水,压力设置为10~15PSI,进水点流量控制在2LPM。
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