CN116193763A - 一种电镀填孔减铜工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电镀技术领域，具体为一种电镀填孔减铜工艺及装置，包括以下步骤：步骤A1、板电：在非填孔电镀线上进行一次电镀；步骤A2、覆膜：在板电后的板两面覆盖一层遇紫外线能够发生聚合反应的干膜；步骤A3、曝光：通过曝光机设备发出光线照射在板面上；步骤A4、显影：曝光后的板，在显影水平线上，通过碳酸钾液体溶解盲孔区域的干膜；步骤A5、转移：将显影后的板接起插架放好，转入填孔电镀工序。通过对板电后的板进行覆膜、曝光和显影，能够保证在之后的填孔电镀工序中板两面不会暴露在电镀药水中，从而能够充分地对盲孔进行电镀，通过填孔电镀工序的改进，解决了电镀均匀性的问题，避免因缺少脉冲设备而造成填孔面铜偏厚。
Description
技术领域
本发明涉及电镀技术领域，具体为一种电镀填孔减铜工艺及装置。
背景技术
随着市场产品越来越倾向于体小、容量大。则要求线路板在相同体积内的线路和传输孔更加密集；于是市场越来越倾向于具有精细线路的和盲埋孔共存的HDI板，具有盲孔就要涉及到填孔电镀。在填孔电镀这个过程中会造成面铜增厚，精细线路制作的关键是蚀刻前铜层的薄型化，所以在电镀填孔之后，再用减薄铜工艺将面铜减少到合适的厚度显得尤为重要。目前主流的HDI板盲孔分为两类生产方式，一类为盲孔内部填树脂，然后在树脂表面覆盖一层铜的方式制作，此工艺叫POFV工艺；另一类则为填孔电镀生产。
传统的填孔电镀技术对设备、药水、工艺管控的要求都很高，特别是需要脉冲设备，否则会产生面铜偏厚的问题。然而脉冲设备价格高昂，尤其是很多厂家原本就具备普通电镀设备，若为进行填孔电镀而更换设备，会带来一定的经济压力，同时也会让原有设备得不到充分的利用，造成浪费。鉴于此，我们提出一种电镀填孔减铜工艺及装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电镀填孔减铜工艺及装置，该电镀填孔减铜工艺及装置，解决了因缺少脉冲设备而造成的面铜偏厚的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电镀填孔减铜工艺，包括以下步骤：
步骤A1、板电：在非填孔电镀线上进行一次电镀；
步骤A2、覆膜：在板电后的板两面覆盖一层遇紫外线能够发生聚合反应的干膜；
步骤A3、曝光：通过曝光机设备发出光线照射在板面上，使得覆盖在板面上的干膜发生聚合反应，盲孔区域的干膜不发生反应；
步骤A4、显影：曝光后的板，在显影水平线上，通过碳酸钾液体溶解盲孔区域的干膜，使盲孔露出在外面；
步骤A5、转移：将显影后的板接起插架放好，转入填孔电镀工序。
进一步地，所述步骤A5中的填孔电镀工序包括以下步骤：
步骤B1、根据板面的结构，在设备中预设对应的镀铜厚度；
步骤B2、将板面竖直悬挂，放入铜缸中进行水平移动；
步骤B3、通过喷头将铜缸内的药水从下往上喷，使得铜缸中上端和下端的药水不断交换，改变喷头的喷射角度，使得药水与盲孔各个角度接触；
步骤B4、在镀铜达到预设厚度后，将板面取出。
进一步地，所述步骤A2中的干膜厚度为2.5mil。
进一步地，所述步骤A3中曝光的方法为：
步骤C1、在板的两面上各使用附带图形的菲林，菲林的非盲孔区域能够穿透紫外光，盲孔区域则不能穿透紫外光；；
步骤C2、将板放入曝光机内部使用光线进行照射，使非盲孔区域干膜得到充分照射；
步骤C3、将曝光后的板静置15分钟至4小时。
进一步地，还包括对板电后的板进行酸洗的步骤。
进一步地，所述酸洗所用液体为硫酸，硫酸的浓度为3％-5％，温度为29℃-32℃。
进一步地，所述铜缸内的电镀药水成分为：200g/L-240g/L硫酸铜、60g/L-80g/L硫酸、30g/L-60g/L氯离子、20g/L-50g/L抑制剂以及0.3ml/L-1.5ml/L光泽剂。
进一步地，所述铜缸温度为23℃-27℃。
一种电镀填孔减铜装置，包括缸体，所述缸体上开设有回流孔，所述缸体的外表面固定连接有回流筒，所述缸体与所述回流筒之间固定安装有过滤网，所述缸体内设置有喷淋机构，所述喷淋机构上连接有摆动机构；
所述喷淋机构包括有泵体，所述泵体的输入端连通有聚流管，所述聚流管的表面连通有多个进液管，多个所述进液管远离聚流管的一端均贯穿缸体并与回流筒内部连通，所述泵体的输出端连通有分流板，所述分流板的顶部连通有伸缩软管，所述伸缩软管的顶端固定安装有喷淋头。
进一步地，所述摆动机构包括有连接板，所述连接板固定安装在喷淋头上，所述连接板的表面固定安装有转杆，所述转杆的表面套接有固定套，所述固定套固定安装在缸体的内壁上，所述转杆通过扭簧与固定套弹性连接，所述连接板上固定安装有推板，所述推板的底部接触有滑架，所述滑架滑动安装在分流板的内壁上，所述滑架的底部通过弹簧与支架弹性连接，所述滑架的底部接触有凸轮，所述凸轮的一端固定安装有电机。
借由上述技术方案，本发明提供了一种电镀填孔减铜工艺及装置。至少具备以下有益效果：
(1)、该电镀填孔减铜工艺及装置，通过对板电后的板进行覆膜、曝光和显影，能够保证在之后的填孔电镀工序中板两面不会暴露在电镀药水中，从而能够充分地对盲孔进行电镀，通过填孔电镀工序的改进，使得铜缸内的药水能够充分均匀地与填孔接触，解决了电镀均匀性的问题，避免因缺少脉冲设备而造成填孔面铜偏厚，减轻了电镀填孔工艺带来的经济压力。
(2)、该电镀填孔减铜工艺及装置，通过在缸体内设置喷淋机构能够使得药水从底部向上喷射，促进底部的药水和顶部的药水不断得到交换，避免因药水的流动性差而产生盲孔铜厚不一致的现象，通过设置摆动机构，能够不断变换喷淋头的喷射角度，使得盲孔的各个角度均能充分与药水进行接触，不存在孔内和板上下极之间药水不均匀现象。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分:
图1为本发明的电镀填孔减铜装置示意图；
图2为本发明的电镀填孔减铜装置剖视图；
图3为本发明中喷淋机构示意图；
图4为本发明中摆动机构示意图。
图中：1、缸体；2、回流筒；3、过滤网；4、喷淋机构；41、支架；42、泵体；43、聚流管；44、进液管；45、分流板；46、伸缩软管；47、喷淋头；5、摆动机构；51、连接板；52、滑架；53、凸轮；54、电机；55、固定板；56、固定套；57、转杆；58、推板。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
请参阅图1-图4，本发明提供的一种技术方案：
一种电镀填孔减铜工艺，包括以下步骤：
步骤A1、板电：在非填孔电镀线上进行一次电镀；板电是一种电镀方式，指在整个板面及孔壁镀上一层铜，目的是增加板面及孔壁铜层厚度，使之符合客户要求，在此时，可以满足面铜和通孔孔铜的要求，但盲孔则未填满或填平，如果使用填孔药水继续填孔，则面铜或超出后制程能力或变得很厚而浪费铜，为此需要进行以下步骤。
步骤A2、覆膜：在板电后的板两面覆盖一层遇紫外线能够发生聚合反应的干膜，干膜厚度为2.5mil，此干膜可以通过碳酸钾弱碱液溶解掉。
步骤A3、曝光：通过曝光机设备发出光线照射在板面上，使得覆盖在板面上的干膜发生聚合反应，盲孔区域的干膜不发生反应；
步骤A4、显影：曝光后的板，在显影水平线上，通过碳酸钾液体溶解盲孔区域的干膜，使盲孔露出在外面；
步骤A5、转移：将显影后的板接起插架放好，转入填孔电镀工序。
在本申请实施例中，在进行上述步骤前，需要对板进行机械钻孔和镭射盲孔，把孔内的粉尘冲洗干净，盲孔凹陷不大于10微米。
在本申请实施例中，步骤A5中的填孔电镀工序包括以下步骤：
步骤B1、根据板面的结构，在设备中预设对应的镀铜厚度；
步骤B2、将板面竖直悬挂，放入铜缸中进行水平移动；铜缸内的电镀药水成分为：200g/L-240g/L硫酸铜、60g/L-80g/L硫酸、30g/L-60g/L氯离子、20g/L-50g/L抑制剂以及0.3ml/L-1.5ml/L光泽剂。铜缸温度为23℃-27℃。
步骤B3、通过喷头将铜缸内的药水从下往上喷，使得铜缸中上端和下端的药水不断交换，改变喷头的喷射角度，使得药水与盲孔各个角度接触；
步骤B4、在镀铜达到预设厚度后，将板面取出。
在这个过程中，阳极的铜原子在特定条件下不断形成二价铜离子，二价铜离子不断流入到板(阴极)；然后在阴极不断还原成铜原子，随着铜原子在板上板、盲孔内上不断积累，铜层不断增厚，在设定电流密度条件下，板在水平线上水平移动，达到所需要的厚度，然后流出填孔电镀水平线。
在本申请实施例中，步骤A3中曝光的方法为：
步骤C1、在板的两面上各使用附带图形的菲林，菲林的非盲孔区域能够穿透紫外光，盲孔区域则不能穿透紫外光；；
步骤C2、将板放入曝光机内部使用光线进行照射，使非盲孔区域干膜得到充分照射，而盲孔区域则得不到照射；
步骤C3、将曝光后的板静置15分钟至4小时，以使聚合反应得到充分进行。
在本申请实施例中，还包括对板电后的板进行酸洗的步骤，目的是去除掉板面氧化、杂质，经过中粗化和磨刷段增加表面的结合力，酸洗所用液体为硫酸，硫酸的浓度为3％-5％，温度为29℃-32℃。
一种电镀填孔减铜装置，包括缸体1，缸体1上开设有多个回流孔，多个回流孔之间以缸体1的轴线为中心呈圆形阵列分布，缸体1的外表面固定连接有回流筒2，缸体1与回流筒2之间固定安装有过滤网3，过滤网3位于回流孔下方，使得回流的药水得到过滤，去除药水中的沉淀物，缸体1内设置有喷淋机构4，喷淋机构4上连接有摆动机构5。
其中，喷淋机构4包括有支架41，支架41固定安装在缸体1的内壁上，支架41上固定安装有泵体42，泵体42的输入端连通有聚流管43，聚流管43的表面连通有多个进液管44，多个进液管44之间以缸体1的轴线为中心呈圆形阵列分布，多个进液管44远离聚流管43的一端均贯穿缸体1并与回流筒2内部连通，泵体42的输出端连通有分流板45，分流板45的顶部连通有伸缩软管46，伸缩软管46的顶端固定安装有喷淋头47。通过泵体42可将回流筒2内过滤后的药液抽入到进液管44中，再流经进液管44、聚流管43、泵体42进入到分流板45中，并通过伸缩软管46和喷淋头47向上喷出，底部的药水和顶部的药水不断得到交换，避免因药水的流动性差而产生盲孔铜厚不一致的现象。
进一步地，摆动机构5包括有连接板51，连接板51固定安装在喷淋头47上，连接板51的表面固定安装有转杆57，转杆57的表面套接有固定套56，固定套56固定安装在缸体1的内壁上，转杆57通过扭簧与固定套56弹性连接，连接板51上固定安装有推板58，推板58的底部接触有滑架52，滑架52滑动安装在分流板45的内壁上，滑架52的底部通过弹簧与支架41弹性连接，滑架52的底部接触有凸轮53，凸轮53的一端固定安装有电机54，电机54固定安装在固定板55上，固定板55固定安装在支架41上，且凸轮53转动安装在固定板55上。使用时，通过电机54带动凸轮53转动，凸轮53在转动的过程中将滑架52向上推动，滑架52将推板58向上推动，由于推板58固定在连接板51上，而连接板51通过转杆57转动安装在固定套56上，因此在滑架52向上移动的过程中，能够带动连接板51发生摆动，当凸轮53上的凹面转动至朝上时，滑架52会在弹簧的弹力下自动复位，而连接板51也会在扭簧的弹力下自动复位，从而实现连接板51的左右摆动，使得喷淋头47的喷淋角度不断发生变化，使得盲孔的各个角度均能充分与药水进行接触，不存在孔内和板上下极之间药水不均匀现象。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种电镀填孔减铜工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A1、板电：在非填孔电镀线上进行一次电镀；
步骤A2、覆膜：在板电后的板两面覆盖一层遇紫外线能够发生聚合反应的干膜；
步骤A3、曝光：通过曝光机设备发出光线照射在板面上，使得覆盖在板面上的干膜发生聚合反应，盲孔区域的干膜不发生反应；
步骤A4、显影：曝光后的板，在显影水平线上，通过碳酸钾液体溶解盲孔区域的干膜，使盲孔露出在外面；
步骤A5、转移：将显影后的板接起插架放好，转入填孔电镀工序。
2.根据权利要求1所述的电镀填孔减铜工艺，其特征在于，所述步骤A5中的填孔电镀工序包括以下步骤：
步骤B1、根据板面的结构，在设备中预设对应的镀铜厚度；
步骤B2、将板面竖直悬挂，放入铜缸中进行水平移动；
步骤B3、通过喷头将铜缸内的药水从下往上喷，使得铜缸中上端和下端的药水不断交换，改变喷头的喷射角度，使得药水与盲孔各个角度接触；
步骤B4、在镀铜达到预设厚度后，将板面取出。
3.根据权利要求1所述的电镀填孔减铜工艺，其特征在于，所述步骤A2中的干膜厚度为2.5mil。
4.根据权利要求1所述的电镀填孔减铜工艺，其特征在于，所述步骤A3中曝光的方法为：
步骤C1、在板的两面上各使用附带图形的菲林，菲林的非盲孔区域能够穿透紫外光，盲孔区域则不能穿透紫外光；；
步骤C2、将板放入曝光机内部使用光线进行照射，使非盲孔区域干膜得到充分照射；
步骤C3、将曝光后的板静置15分钟至4小时。
5.根据权利要求1所述的电镀填孔减铜工艺，其特征在于，还包括对板电后的板进行酸洗的步骤。
6.根据权利要求5所述的电镀填孔减铜工艺，其特征在于，所述酸洗所用液体为硫酸，硫酸的浓度为3％-5％，温度为29℃-32℃。
7.根据权利要求2所述的电镀填孔减铜工艺，其特征在于，所述铜缸内的电镀药水成分为：200g/L-240g/L硫酸铜、60g/L-80g/L硫酸、30g/L-60g/L氯离子、20g/L-50g/L抑制剂以及0.3ml/L-1.5ml/L光泽剂。
8.根据权利要求2所述的电镀填孔减铜工艺，其特征在于，所述铜缸温度为23℃-27℃。
9.一种电镀填孔减铜装置，其特征在于，用于权利要求要求1-8中任一项所述的填孔电镀工序，包括缸体(1)，所述缸体(1)上开设有回流孔，所述缸体(1)的外表面固定连接有回流筒(2)，所述缸体(1)与所述回流筒(2)之间固定安装有过滤网(3)，所述缸体(1)内设置有喷淋机构(4)，所述喷淋机构(4)上连接有摆动机构(5)；
所述喷淋机构(4)包括有泵体(42)，所述泵体(42)的输入端连通有聚流管(43)，所述聚流管(43)的表面连通有多个进液管(44)，多个所述进液管(44)远离聚流管(43)的一端均贯穿缸体(1)并与回流筒(2)内部连通，所述泵体(42)的输出端连通有分流板(45)，所述分流板(45)的顶部连通有伸缩软管(46)，所述伸缩软管(46)的顶端固定安装有喷淋头(47)。
10.根据权利要求9所述的电镀填孔减铜装置，其特征在于，所述摆动机构(5)包括有连接板(51)，所述连接板(51)固定安装在喷淋头(47)上，所述连接板(51)的表面固定安装有转杆(57)，所述转杆(57)的表面套接有固定套(56)，所述固定套(56)固定安装在缸体(1)的内壁上，所述转杆(57)通过扭簧与固定套(56)弹性连接，所述连接板(51)上固定安装有推板(58)，所述推板(58)的底部接触有滑架(52)，所述滑架(52)滑动安装在分流板(45)的内壁上，所述滑架(52)的底部通过弹簧与支架(41)弹性连接，所述滑架(52)的底部接触有凸轮(53)，所述凸轮(53)的一端固定安装有电机(54)。
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