WO2009132528A1 - 印刷电路板的孔加厚电镀方法 - Google Patents

印刷电路板的孔加厚电镀方法 Download PDF

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李东明
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Li Dongming
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    • H05K3/42—Plated through-holes or plated via connections
    • H05K3/423—Plated through-holes or plated via connections characterised by electroplating method
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K2203/025—Abrading, e.g. grinding or sand blasting

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a printed circuit board, in particular to a through hole of a printed circuit board, a component hole, a hole copper hole layer of a blind hole, a thickening of an electric copper layer and a copper electric hole, and a point resistance in the through hole Eclipse composite layer.
  • the copper holes of the micro holes (0.15 - 0.35), the hole holes, the component holes, and the blind holes.
  • the device performance is required, and the plating ability of the electroplating agent is The plating capacity is high.
  • the electroplating process is now used to achieve the thickness of the copper hole of the through hole and the micro hole and the thickness of the copper plating of the hole of the component hole of 20 ⁇ m-25 ⁇ m.
  • the copper clad plate is drilled and then chemically plated or carbonized. After the hole treatment, the copper layer on the copper clad plate is plated to 18-30 ⁇ m, and the copper thickness in the hole can be plated to a thickness of 12 ⁇ m-25 ⁇ m.
  • the hole copper is close to the hole copper thickness of 18-25 ⁇ m; to plate the hole copper thickness to 20 ⁇ m-25 ⁇ m, it is necessary to The entire board pattern is copper plated to a thickness far exceeding the above thickness. In this way, the difficulty of electroplating of precision circuit boards is increased, the requirements for electric boring equipment and electro-powder water-lighting agents are high; and a large amount of copper resources, water resources and electric energy resources are wasted, which is inconsistent with the energy saving and consumption reduction proposed by the state. national policy.
  • the object of the present invention is to provide an electroplating production process for refining a printed circuit board, which is to improve the production efficiency of the electroplating production line and reduce the printing.
  • the copper resources, water resources, power resources consumption and chemical consumption in the production of the printed circuit board can meet the requirements of the thickness of the copper on the printed circuit board, and the manufacturing of printed circuit boards that are easy to use.
  • a printed circuit board mask hole copper thickening electric enamel process comprising the following steps:
  • the through hole, the component hole, the blind hole, and the chemical copper or hole carbonization have been drilled to dry the surface of the printed circuit board that has been turned on in the hole;
  • the insulating layer coated on the surface of the printed circuit board is a resin or ink.
  • the printing insulating resin or ink has a viscosity of 110-140.
  • the printed circuit board mask hole copper thickening electric enamel process the insulating layer coated on the surface of the printed circuit board can be printed insulating resin or ink; the printing stencil mesh is between 100T-180T, printing squeegee The hardness is 40-80, and the printing squeegee and the stencil angle are 25-30 degrees.
  • step (4) of the printed circuit board mask hole copper thickening electric enamel process when the inner wall of the hole has corrosion resistance and low resistance value, the hole is further plated with any composite plating of tin, nickel and gold; Then follow step (5).
  • the printed circuit board mask hole copper thickening electric enamel process after the completion of the step (4), for the printed circuit board having the patch requirement, the hole which has been thickened and plated, in order to prevent tin during the patch
  • the liquid plug is inserted into the hole of the wire, and the hole of the wire through hole is filled with resin or ink, and the resin ink in the hole is exposed, washed, removed, and dried; then the step (5) is followed.
  • the belt ring grinding machine can be used to grind the hole edge protruding from the side of the surface.
  • step (5) removing the portion higher than the surface of the printed circuit board, the edge of the hole protruding from the side of the face can be used by the belt grinder and The resin ink after the plug hole is ground.
  • the technical advancement of the present invention is to provide a copper-thickened electric enamel process for a printed circuit board mask hole, which can improve the production efficiency of the electroplating production line, and reduce copper resources, water resources, and power resource consumption in the production of printed circuit boards. Reduce the amount of chemicals used. It is possible to achieve the thickness of the copper of the printed circuit board, and it is easy to manufacture the printed circuit board of the precision circuit. Specific embodiment
  • the technology of the present invention is joined, and the entire process technology can include the following steps:
  • the copper clad plate is opened, and the copper clad plate of the required size is opened.
  • the through hole is drilled by the CNC (numerical drilling rig) according to the design requirements of the circuit board on the opened copper clad plate.
  • the photosensitive copper or printed circuit board pattern ink is printed by chemically immersed double-sided copper clad plate to dry the photosensitive ink or printed circuit board pattern ink.
  • the thickness of the via hole is 25 - 35 ⁇ m, that is, the thickness is required.
  • the negative pattern is acid etched after masking with a dry film.
  • the printed circuit board through-hole metallization mask of the process has an open-hole electroplating forming process, and the surface of the circuit board having the circuit pattern after drilling and the via hole are chemically copper-plated and metallized, and the via hole is directly plated with copper. However, the via hole of the electroplated copper metallization is no longer subjected to an etching process.
  • the process has greater manufacturing flexibility, the process maintains the copper thickness uniformity of the original copper foil, the production of precision thin circuit boards are not electroplated.
  • the influence of the uneven thickness of the copper layer makes full use of the copper foil with uniform thickness on the original copper clad plate. It is easier to make fine and fine wires, and has remarkable effects.
  • the accuracy of the circuit is high, and the influence factors of etching are small when making circuit patterns. Reduce scrappage due to etching factors, reduce costs, and save raw materials.
  • the total surface area of the via hole of the circuit board is smaller than the total surface area of the circuit board (the surface area of the via hole is about the surface area of the circuit board)
  • the process is to print the insulating film on the printed circuit board after the carbonization of the chemical copper-plated via hole, and then expose the insulating film to expose the via hole to be plated.
  • the via hole is plated, the current density is concentrated in the via hole, and the current density distribution is relatively uniform, and the copper plating layer in the via hole can easily reach 25-35 ⁇ m or more.
  • Electroplating copper is about 50-70 grams.
  • the plate surface is plated once for about 10 minutes, the electroplated copper thickness is 5-10 ⁇ m, and the electroplated copper is about 100-130 g (the amount of copper on both sides).
  • the thickness of the plating on the board surface is about 0.5-1%.
  • the printed circuit board working block produced by electroplating of the process has uniform uniformity of the copper layer on the board surface compared with the conventional process, and can save 30%-50% m 2 etching liquid during the pattern etching process, saving or using less chemicals.
  • the electroplating cleaning water of the process can be recycled and used, and the cleaning water consumption is 50-70% m 2 less than the conventional one.
  • This process is easy to manufacture when manufacturing precision circuit-line circuit boards. It does not need to use the copper foil anti-corrosion process in the conventional process, which can save the corrosion-resistant process water electrochemical drugs, and there is no conventional process etching. Quality problems, such as etching, filming, side etching, etc.
  • the copper plating layer and the nickel layer are directly plated on the via holes after the copper plating of the via holes, and the inner resist layer is used as the via hole.
  • the circuit ink is used to print the negative film line of the film to make the circuit pattern.
  • the feature is that the ink is used instead of the dry film etching, and the anti-alkali has been formed in the solid through-hole of the solid printing.
  • the etched nickel and tin resist layer does not etch away the copper protective layer in the hole, saving the cost of using the graphic dry film.

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Description

印刷电路板的孔加厚电镀方法 技术领域
本发明涉及印刷电路板的生产方法， 特别涉及印刷电路板的导 通孔、 元件孔、 盲孔的孔铜铍层， 电铍铜层加厚及孔铜电铍， 导 通孔内点铍抗蚀复合铍层。
背景技术
原常规印刷电路板生产电镀工艺中， 对微小孔 （0.15— 0.35 ) 的 过线孔、 元件孔、 盲孔的孔铜厚度电镀难度大， 要求设备性能高， 对 电镀光剂的深镀能力及均镀能力要求高。现生产电镀工艺为了达到过 线孔、微小孔的孔铜厚度和元件孔的孔镀铜厚度 20 μ m-25 μ m孔铜 厚度， 覆铜板经钻孔后， 经化学沉铜或炭化导通孔处理后， 覆铜板面 铜层电镀到 18— 30 μ m，孔内铜厚才可电镀到 12 μ m— 25 μ m孔铜厚 度。 或将在电路板图形电镀铜厚达到 20— 25 μ ιη镀层厚度时， 孔铜 才接近 18— 25 μ m的孔铜厚度； 要将孔铜厚度电镀到 20 μ m— 25 μ m， 就必须将整块电路板图形铜厚电镀到远超过以上厚度。 如此， 造 成精密线路板电镀难度增大， 对电铍孔设备及电铍药水光剂要求 高； 并且浪费大量铜资源、水资源及电能资源， 不符合国家提出的节 能降耗， 减排的产业国策。
技术内容
本发明的目的在于， 针对以上现有技术的不足， 提供一种精化 印刷电路板的电镀生产工艺， 即提高电镀生产线的生产效率， 降低印 刷电路板生产中的铜资源、水资源， 电能资源的消耗及减少化学药品 使用量； 又可达到印刷电路板对孔铜厚度的要求， 易于精密线路的印 刷电路板的制造。
本发明目的可通过以下技术方案实现； 一种印刷电路板掩膜孔 铜加厚电铍工艺， 包括以下步骤：
( 1 )、 将已钻好导通孔、 元件孔、 盲孔， 并已化学沉铜或孔炭化 处理， 使孔内已导通的印刷电路板的表面水分烘干；
(2)、对印刷电路板表面涂覆绝缘层， 在对印刷电路板表面印刷 涂覆绝缘层时采用孔内冲气和丝网 100— 180T的网板，防止孔内绝缘 树脂或油墨入到孔内， 并使其干燥；
(3 )、将涂覆绝缘层的印刷电路板电路板， 计算出需电镀的孔的 孔表面积， 乘以要镀达到孔铜厚度的电镀密度及时间， 计算出电镀孔 铜需要的电流密度值；
( 4 )、 对印刷电路板的孔进行孔内孔铜加厚电镀；
(5 )、将已进行孔加厚电镀的印刷电路板表面绝缘层褪除， 去除 高出印刷电路板表面孔边的部分；
(6)、对孔铜厚度已达到要求的印刷电路板进行清洁， 转入图形 工艺制作。
所述的印刷电路板掩膜孔铜加厚电铍工艺的第 （2) 步骤中， 印刷电路板表面所涂覆绝缘层为缘树脂或油墨。
所述的印刷电路板掩膜孔铜加厚电铍工艺中， 所述印刷绝缘 树脂或油墨的粘度为 110— 140。 所述的印刷电路板掩膜孔铜加厚电铍工艺中，印刷电路板表面 所涂覆绝缘层可为印刷绝缘树脂或油墨； 印刷网板网目在 100T— 180T之间， 印刷用刮胶硬度为 40— 80， 印刷刮胶与网板角度 25— 30 度。
所述的印刷电路板掩膜孔铜加厚电铍工艺中第（4)步骤完后， 孔内壁有抗蚀、 低电阻值要求时， 对孔再电镀锡、 镍、 金任一复合镀 层； 之后再接第 （5 ) 步骤。
所述的印刷电路板掩膜孔铜加厚电铍工艺中， 第 （4)步骤完 毕后， 对于有贴片要求的印刷电路板， 对已加厚电镀的孔， 为防止 在贴片时锡液塞过线孔内， 对过线导通孔的孔内注满树脂或油墨， 并 对孔内树脂油墨曝光、 冲洗、 去膜、 烘干； 之后再接第 （5 ) 步骤。
所述的印刷电路板掩膜孔铜加厚电铍工艺中， 第 (5)步骤中， 去 除高出印刷电路板表面的部分，可采用砂带研磨机对面孔边凸出的孔 环边研磨。
所述的印刷电路板掩膜孔铜加厚电铍工艺中， 第 (5)步骤中， 去 除高出印刷电路板表面的部分，可采用砂带研磨机对面孔边凸出的孔 环边及塞孔后的树脂油墨研磨。
本发明的技术进步在于， 提供了一种印刷电路板掩膜孔铜加厚 电铍工艺， 可提高电镀生产线的生产效率， 降低印刷电路板生产中 的铜资源、 水资源， 电能资源的消耗及减少化学药品使用量。 即可达 到印刷电路板对孔铜厚度的要求， 易于精密线路的印刷电路板的制 造。 具体实施例
对于印刷电路板的生产工艺， 接合本发明的技术， 其整套工艺技 术可包括以下步骤：
(1) 覆铜板开料， 开出所需尺寸的覆铜板块， 在开出的覆铜板块上据 电路板的设计要求用 CNC (数控钻机） 钻出导通孔。
(2) 表面磨刷 ， 去除表面钻孔时导通孔边的毛刺。
(3) 在钻孔后， 经化学沉铜的双面覆铜板， 印刷感光油墨或印刷电路 板图型油墨， 使感光油墨或印刷的电路板图型油墨干燥。
(4) 对已印刷过绝缘树脂或油墨的覆铜板电镀，使导通孔孔镀层厚度 达到 25— 35 μ ιη， 即需要厚度。
(5) 去除覆铜板表面掩膜油墨或树脂等绝缘膜。
(6) 研磨表面孔边凸出孔环及塞孔树脂。
(7) 对覆铜板表面电镀铜后转入制作图形。
(8) 用干膜掩孔后负片图形酸性蚀刻。
(9) 用油墨掩孔时采用可吸真空的丝印机，将已镀铜的孔内的油墨掩 孔。
(10) 对已研膜后的印刷电路板转入图形制作，对印刷电路板表面印刷 感光线路油。 因导通孔内已镀有耐碱性抗蚀层， 所以以感光油墨代替 感光干膜负片图形蚀刻。 节省感光干膜制作图形线路的成本。
(11) 印刷阻焊油墨。
(12) 成型后成品检测， 经过热冲击实验 228°C浸 3次， 每次 10秒无 孔口断裂， 成品出货。 本工艺的印刷电路板导通孔金属化掩膜露孔电镀成型工艺， 对已 钻孔后有电路图形的电路板的表面和导通孔化学沉铜金属化，对导通 孔直接电镀铜， 而已电镀铜金属化的导通孔不再经过蚀刻工艺， 本工 艺在对导通孔孔铜电镀时， 因对电路板上的原铜箔不再电镀铜， 对需 要一定铜厚的电路图型或局部需要达到一定铜厚的电路图型电镀导 通孔时同时实现， 本工艺有较大的制作灵活性， 本工艺保持了原铜箔 的铜厚均匀性，制作精密细线路电路板时不受电镀铜层厚薄不均的因 素影响， 充分利用原覆铜板上厚度较一致的铜箔， 制作精密细线路更 容易， 并具有显著的效果， 线路精准度高， 制作电路图形时受蚀刻影 响因素小， 减小了因蚀刻因素造成的报废， 降低成本、 节约原材料。
本工艺在对电路板导通孔直接电镀时， 由于电路板导通孔的总表 面积要小于电路板总表面积（导通孔的孔表面积约是电路板表面积的
10%— 20% ) , 更易使导通孔电镀时的孔铜厚度达到需要的孔铜厚度， 而且导通孔的孔边电镀后略大于导通孔的孔径，并略高于电路板的铜 面， 使导通孔的连通性能更加可靠， 满足达到电路板线路设计要求。 本工艺的具体优势：
(1) 本工艺是在印刷电路板经化学沉铜式导通孔炭化后以导 通的工作块先印刷绝缘膜露出需电镀的导通孔， 针对孔铜先电镀加 厚， 本工艺在对导通孔电镀时， 电流密度集中在导通孔内， 电流密度 分布较均匀， 导通孔内的铜镀层很易达到 25— 35 μ ιη以上。
(2) 本工艺孔铜电镀达到 25— 35 μ ιη铜层厚以上时， 以孔内 表面约占板面面积 10— 15%计算， 电镀时间 20分钟。 每平方米消耗 电镀铜约 50— 70克。
(3) 在研磨后对板面电镀一次约 10分钟，电镀铜厚 5— 10 μ m 消耗电镀铜约 100— 130克 （两面用铜量）。
(4) 本工艺 ( +( 共消耗电镀铜约 170— 200克，比常规工艺节 省约电镀铜 60%— 70% m2， 节约电镀用电量 60%m2， 电镀时间比常规 工艺缩短 40分钟， 电镀生产线利用率提高 50%。
(5) 本工艺在印刷电路板电镀生产中使用时，板面镀层厚度均 匀性约是 0.5— 1%。
(6) 本工艺电镀生产的印刷电路板工作块，板面铜层均匀性较 常规工艺均匀， 在图形蚀刻工序制造时可节约 30%— 50%m2蚀刻液， 节省或少使用化学药品。
(7) 本工艺电镀生产时因只对导通孔电镀， 对水质要求不高， 所以本工艺电镀清洗水可再生循环使用， 且清洗用水量较常规节省 50— 70%m2。
(8) 本工艺在制造精密线细线路的电路板时， 易于制造， 不需 采用常规工艺中的对板面铜箔减蚀工艺，可节省减蚀工艺水电化学药 品， 并且不存在常规工艺蚀刻的品质问题， 如蚀刻不净、 夹膜、 侧蚀 等。
0) 本工艺在电镀生产中， 针对常规碱性蚀刻液， 本工艺在对 导通孔镀铜后再直接对导通孔电镀镀锡层和镍层，作为导通孔的孔内 抗蚀层，再制作图形线路时用线路油墨印刷板面负片线路菲林制作线 路图形， 用其特点是用油墨替代干膜蚀刻， 固印刷导通孔内已有抗碱 性蚀刻的镍、锡抗蚀层所以孔内铜保护层不会被蚀刻掉， 节省图形干 膜使用成本。
可见本工艺在生产制造源头上节约原材料、 能耗、 减少污染

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种印刷电路板掩膜孔铜加厚电铍工艺， 其特征在于， 所述 工艺包括以下步骤：
( 1 )、 将已钻好导通孔、 元件孔、 盲孔， 并已化学沉铜或孔炭化 处理， 使孔已电导通的印刷电路板的表面水分烘干；
(2)、除已沉铜或孔炭化处理好导通孔、元件孔、盲孔的表面外， 对印刷电路板表面涂覆绝缘层， 并使其干燥；
(3 )、将涂覆绝缘层的印刷电路板电路板， 计算出需电镀的孔的 孔表面积， 乘以要镀达到孔铜厚度的电镀密度及时间， 计算出电镀孔 铜需要的电流密度值；
(4)、 对印刷电路板的孔进行孔加厚电镀；
(5 )、将已进行孔加厚电镀的印刷电路板表面平整， 去除高出印 刷电路板表面的部分；
(6)、对孔铜厚度已达到要求的印刷电路板进行清洁， 转入图形 工艺制作。
2、根据权利要求 1所述的印刷电路板掩膜孔铜加厚电铍工艺， 其特征在于， 所述第 （2) 步骤中印刷电路板表面所涂覆绝缘层为 缘树脂或油墨。
3、根据权利要求 2所述的印刷电路板掩膜孔铜加厚电铍工艺， 其特征在于， 所述印刷油墨的粘度为 110— 140。
4、根据权利要求 2所述的印刷电路板掩膜孔铜加厚电铍工艺， 其特征在于， 所述印刷电路板表面所涂覆绝缘层可为印刷绝缘树脂 或油墨； 印刷网板网目在 100T— 180T 之间， 印刷用刮胶硬度为 40—80, 印刷刮胶与网板角度 25— 30度。
5、根据权利要求 1所述的印刷电路板掩膜孔铜加厚电铍工艺， 其特征在于， 所述第 （4 ) 步骤完后， 孔内壁有抗蚀、 低电阻值要 求时， 对孔再电镀锡、 镍、 金任一复合镀层； 之后再接第 （5 )步骤。
6、根据权利要求 1所述的印刷电路板掩膜孔铜加厚电铍工艺， 其特征在于， 所述第 （4 ) 步骤完毕后， 对于有贴片要求的印刷电 路板， 对已加厚电镀的孔， 为防止在贴片时锡液塞孔， 在对导通的 所过线孔的孔内注满树脂或油墨， 并对孔内树脂油墨曝光、 冲洗、 去 膜、 烘干； 之后再接第 （5 ) 步骤。
7、 根据权利要求 1所述的印刷电路板掩膜孔铜加厚电铍工艺， 其特征在于， 所述第 (5)步骤中， 去除高出印刷电路板表面的部分， 可采用砂带研磨机对面孔边凸出的孔环边研磨。
8、根据权利要求 6所述的印刷电路板掩膜孔铜加厚电铍工艺， 其特征在于， 所述第 (5)步骤中， 去除高出印刷电路板表面的部分， 可采用砂带研磨机对面孔边凸出的孔环边及塞孔后的树脂油墨研磨。
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