CN104105361B - 一种电路板选择性电镀导电孔的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电路板选择性电镀导电孔的方法，包括以下步骤：1)在覆铜箔板的两个板面覆盖耐蚀保护层；2)钻导电孔基孔；3)在基孔内表面形成导电层；4)通过所述的导电层在基孔内表面镀铜，5)除去耐蚀保护层。本发明的方法不仅可极大地节约铜及化学药品，环境污染小，而且电路板的导电孔不会形成凸出的环形铜边，不需要研磨导通孔孔边，电路板成品率高。
Description
[技术领域]
本发明涉及电路板制作工艺，尤其涉及一种电路板选择性电镀导电孔的方法。
[背景技术]
传统印刷电路板导通孔金属化及电路图型成型工艺、双面多层及软性电路板的工艺为：覆铜板开料→CNC钻孔→表面磨板(表面铜箔减蚀)→电路板化学镀孔金属化→电路板面电镀铜或表面电镀厚铜→表面磨板→印刷感光油墨或贴感光膜→电路图型菲林曝光→图形显影→板面除油→图形电镀铜→图形电镀锡→电路图型去膜→电路板蚀刻→电路板板面与孔内退锡或退去板面线路与孔面的保护感光干膜→磨板清洗转入印刷阻焊油墨。
传统电路板生产工艺技术所存在以下缺点：
(1)传统电路板生产工序中：为了导通孔内的铜加厚，在经过化学沉铜的电路板上为了使电路板上的导通孔的孔内的铜金属镀层达到一定厚度18μm～25μm铜厚，固对覆铜板工作块或电路板图型表面的原铜箔12μm～36μm铜厚铜箔上电镀时和导通孔同时一起再电镀孔铜的部分和超出孔铜的部分的铜层，电路板导通孔的表面积约是电路板表面积的10％-20％，因传统工艺中无法解决只电镀导通孔而不电镀电路板面的技术难题，所以使孔铜达到一定的孔铜厚度而对覆铜板铜箔上再次镀铜，造成电路板在电路图形蚀刻时侧蚀蚀刻不净、导通孔孔铜被蚀断、孔无铜等问题，影响电路板的品质，造成铜资源的浪费。
(2)传统电路板生产工艺中，在制作精密细线路时，为了导通孔的孔铜厚度达到一定的铜厚，要通过减蚀线，先将覆铜板表面的铜箔减蚀薄，减蚀后电路板为达到孔铜的要求厚度，经化学沉铜后的导通孔与电路板表面一起电镀，再将减蚀过的铜箔电路板上再电镀一层铜所以铜资源浪费较高，制作精密细线路时难度高，工序繁琐。
(3)传统电路板生产工艺生产环节多。在用感光线路油制电路图形时还需加镀纯锡保护层，而在蚀刻出电路图形后还要将电镀的纯锡保护层用硝酸型退锡液将锡层退掉，即浪费了贵重金属又因使用强蚀性硝酸型退锡液，增加了废水排放量，及造成了环境污染。
(4)传统电路板生产工艺特别是在对电路板上需要镀金、镍锡等贵金属层时，传统工艺是全电路板电路图型及导通孔表面上镀贵金属层，特别是镀锡保护层蚀刻后还要再腐蚀掉或是电路板电路图型表面及导通孔表面镀金、镍来做蚀刻保护层，造成贵金属及化学药品的极大浪费，污染环境。为了克服传统电路板生产工艺的缺点，发明专利200710073024.X公开了一种印刷电路板掩膜露孔电镀成型工艺，包括以下步骤：(1)选择导通孔已金属化的覆铜板块或电路板；(2)印刷感光油墨或贴感光干膜，并使感光油墨干燥；(3)用已光绘好的导通孔孔位或焊接位或线路部份局部要加厚的菲林，对位曝光；(4)显影露出经曝光光固后的导通孔孔位或焊接位或线路部份局部要加厚的所需的空位或焊接位；(5)进行掩膜镀孔，至所需的厚度；(6)除表面掩盖的油墨或感光干膜，得导通孔孔位或焊接位或线路部份局部要加厚的覆铜板块或电路板。该发明专利采用选择性电镀导电孔，可极大的节约铜、其他金属及化学药品，环境污染少。
该发明专利所公开方法的缺点是：在导通孔掩膜露孔电镀孔时，导通孔的孔边高于电路板的线路铜面，需要用研磨机研磨导通孔边凸出的环形铜边，由于覆铜板的厚度并不均匀，厚度偏差在10％左右，在研磨导电孔边的时候很容易将电路板较厚部分的线路磨掉，降低了电路板成品率。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种电路板的导电孔不会形成凸出的环形铜边，不需要研磨导通孔孔边，电路板成品率高的电路板选择性电镀导电孔的镀孔方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种电路板选择性电镀导电孔的方法，包括以下步骤：
101)在覆铜箔板的两个板面覆盖耐蚀保护层；
102)钻导电孔基孔；
103)在基孔内表面形成导电层；
104)通过所述的导电层在基孔内表面镀铜，在孔铜的表面镀锡；
105)除去耐蚀保护层。
以上所述的电路板选择性电镀导电孔的方法，所述的耐蚀保护层包括抗电镀油墨层和在抗电镀油墨层上粘贴的聚酯薄膜，所述的导电层是有机导电膜；聚酯薄膜在步骤103)以后去除，抗电镀油墨层在步骤104)以后去除，抗电镀油墨层去除后进行蚀刻，蚀刻完成后去除镀锡层。
以上所述的电路板选择性电镀导电孔的方法，所述的耐蚀保护层是抗有机导电膜药水、抗电镀药水的油墨层，所述的导电层是有机导电膜；抗有机导电膜药水、抗电镀药水的油墨层在步骤104)以后用氢氧化钠水溶液去除；耐蚀保护层去除后进行蚀刻，去除板上多余的铜，蚀刻完成后去除镀锡层。
以上所述的电路板选择性电镀导电孔的方法，包括除胶渣步骤，除胶渣步骤去除多层覆铜箔板基孔中的胶渣；除胶渣步骤在步骤102)与步骤103)之间完成。
以上所述的电路板选择性电镀导电孔的方法，在步骤101)之前包括在板面上印刷感光材料，曝光、显影后形成所需要导电图形的步骤；蚀刻完成后包括退除感光材料的步骤。
以上所述的电路板选择性电镀导电孔的方法，在步骤101)之前包括钻定位孔及方向孔的步骤。
以上所述的电路板选择性电镀导电孔的方法，在步骤102)中钻导电孔基孔与钻定位孔、方向孔同时进行。
以上所述的电路板选择性电镀导电孔的方法，所述的耐蚀保护层是抗有机导电膜药水、抗电镀药水的可剥胶，所述的导电层是有机导电膜；抗有机导电膜药水、抗电镀药水的可剥胶在步骤104)以后去除；耐蚀保护层去除后再对板面浸涂感光材料，感光材料曝光、显影后形成所需要导电图形；然后，蚀刻板上多余的铜，蚀刻完成后再去除镀锡层和感光材料。
以上所述的电路板选择性电镀导电孔的方法，所述的耐蚀保护层是在板面上粘贴的聚酯薄膜，聚酯薄膜的粘合剂是硅橡胶粘合剂，所述的导电层是有机导电膜；聚酯薄膜在步骤103)以后去除，抗电镀油墨层在步骤104)以后去除。
本发明电路板选择性电镀导电孔的方法，不仅可极大地节约铜及化学药品，环境污染少，而且电路板的导电孔不会形成凸出的环形铜边，不需要研磨导通孔孔边，电路板成品率高。
[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是本发明电路板选择性电镀导电孔的方法实施例1钻方向孔和定位孔的示意图。
图2是本发明电路板选择性电镀导电孔的方法实施例1形成导电图形的示意图。
图3是本发明电路板选择性电镀导电孔的方法实施例1印刷快干性抗电镀油墨的示意图。
图4是本发明电路板选择性电镀导电孔的方法实施例1粘贴聚酯薄膜的示意图。
图5是本发明电路板选择性电镀导电孔的方法实施例1钻导电孔基孔的示意图。
图6是本发明电路板选择性电镀导电孔的方法实施例1基孔内表面形成有机导电膜的示意图。
图7是本发明电路板选择性电镀导电孔的方法实施例1，基孔镀铜、镀锡的示意图。
图8是本发明电路板选择性电镀导电孔的方法实施例1去除聚酯薄膜的示意图。
图9是本发明电路板选择性电镀导电孔的方法实施例1退除抗电镀油墨层的示意图。
图10是本发明电路板选择性电镀导电孔的方法实施例1蚀刻后退除感光材料的示意图。
[具体实施方式]
实施例1：
双面覆铜箔板生产工艺，采用板面形成导电电路图形后，涂覆抗电镀层、有机导电膜防护层，步骤如下：
1)选取1.6MM铜厚H/H的双面覆铜箔板，剪成210×120mm；
2)选取钻孔资料，钻3.175mm的定位孔及方向孔(一次钻孔)；定位孔用于将覆铜箔板固定在钻孔机台面上，以保证钻孔时覆铜箔板不会移动、跑位；方向孔是产品在后续制程识别方向用，见图1；
3)板面清洁后印刷感光材料，在烘箱中75℃烘烤40min；
4)曝光、显影后形成电路设计所需要的导电图形并120℃烤0.5H，见图2；
5)在形成导电图形的双面覆铜箔板上，印刷一层约15μm厚的快干性抗电镀油墨，见图3；
6)在快干性抗电镀油墨层上粘贴一层聚酯薄膜(PET膜+丙烯酸系胶，以防护抗电镀油墨不被有机导电膜药水侵蚀)，防护有机导电膜药水腐蚀抗电镀油墨层，见图4；
7)按电路设计中的在需要使元件面及背面所设导电层电导通的位置钻孔(二次钻孔，钻出导电孔的基孔)，见图5；
8)在基孔中形成有机导电层。过有机导电膜水平生产线，在基孔内表面形成导电层，见图6；
有机导电膜处理流程是：整孔→氧化→催化；操作条件和参数按表1进行控制，得到有机导电膜，有机导电膜层厚度约140nm。
表1有机导电膜操作条件
有机导电膜药水使用的是珠海斯美特电子材料有限公司的有机导电膜成膜剂。
9)揭去聚酯薄膜，在酸性电镀铜缸中镀铜，并将孔铜电镀到20-25μm并在孔铜的表面镀锡(抗蚀层)，见图7和图8；
10)镀铜操作条件见表2
表2电镀铜配方与操作条件
| 硫酸铜 | 硫酸 | 电流密度 | 时间 |
| 70G/L | 190G/L | 1.8-2ASD | 60min |
11)在常温状态下的1-3％氢氧化钠溶液中，浸泡10-15秒退除抗电镀油墨层，自来水冲洗干净，见图9；
12)在碱性氯化铜蚀刻液中蚀刻多余的铜，再过酸性退锡药水中退锡，见图9；
13)在3-5％的氢氧化钠溶液中，退除感光材料，得到所需的双面电路板，见图10；
14)做导电通断测试，无过孔不导电现象，100％符合电路设计要求；
15)做热冲击试验及高低温测试。
实施例2
双面覆铜箔板生产工艺，采用板面形成导电电路图形后，涂覆抗有机导电膜、抗电镀可剥胶，步骤如下：
1)选取1.6mm铜厚H/H的双面覆铜箔板，剪成210×120mm；
2)选取钻孔资料，钻3.175mm的定位孔及方向孔(一次钻孔)；
3)板面清洁后印刷感光材料，在烘箱中75℃烘烤40min；
4)曝光、显影后形成电路设计所需要的导电图形并在120℃条件下烤0.5H；
5)在形成导电图形的双面覆铜箔板上，印刷一层约15μm厚的抗有机导电膜药水、抗电镀药水的可剥胶，以120℃烤0.5H；抗有机导电膜抗电镀药水、抗电镀可剥胶的性能需要能耐有机导电膜药水(85℃)的腐蚀，能抵挡酸性电镀药水侵蚀，如深圳柯士达公司提供，牌号为COS-KB010的可剥胶。深圳柯士达公司地址是，深圳市光明新区公明田寮社区第十工业区2栋9楼A区。
6)按电路设计中的在需要使元件面及背面所设导电层电导通的位置钻孔(二次钻孔)；
7)在基孔中形成有机导电层。过有机导电膜水平生产线，在基孔内表面形成导电层，过程如实施例1的步骤8)；
8)在酸性电镀铜缸中将孔铜加厚到20-25μm，并在孔铜的表面镀锡(抗蚀层)；
9)揭除抗有机导电膜药水、抗电镀药水的可剥胶；
10)在碱性氯化铜蚀刻液中蚀刻多余的铜，再过酸性退锡药水中退锡；
11)在3-5％的氢氧化钠溶液中，退除感光材料，得到所需的双面电路板；
12)做导电通断测试，无过孔不导电现象，100％符合电路设计要求；
13)做热冲击试验及高低温测试。
实施例3
多层覆铜箔板生产工艺，采用板面形成导电电路图形后，涂覆抗有机导电膜抗电镀可剥胶，步骤如下：
1)选取1.6MM铜厚H/H的双面覆铜箔板，剪成210×120mm；
2)选取钻孔资料，钻3.175mm的定位孔及方向孔(一次钻孔)1；
3)板面清洁后印刷感光材料，在烘箱中75℃烘烤40min；
4)曝光、显影后形成电路设计所需要的内层导电图形并在120℃条件下烤0.5H；
5)蚀刻、退膜后得到所需的内层导电图形；
6)根据设计方案压合成多层覆铜箔板；
7)涂覆感光材料、曝光、显影后形成电路设计所需要的导电图形并在120℃条件下烤0.5H；
8)在形成导电图形的双面覆铜箔板上，印刷一层约15μm厚的抗有机导电膜药水、抗电镀药水的可剥胶，以120℃烤0.5H；按电路设计中的在需要使元件面及背面所设导电层电导通的位置钻孔(二次钻孔)；
9)走除胶渣流程，去除钻孔时形成的孔内钻污(钻孔时钻咀高速旋转时产生的热量将树脂或玻璃纤维熔化产生的污渍)；
除胶渣参数见表3：
(溶胀剂、除胶剂、中和剂由珠海斯美特电子材料有限公司提供)
10)过有机导电膜水平生产线，使需电导通的通孔形成导电层，过程如实施例1的步骤8)；
11)在酸性电镀铜缸中将孔铜加厚到20-25μm，并在孔铜的表面镀锡(抗蚀层)；
12)揭除抗有机导电膜药水、抗电镀药水的可剥胶；
13)在碱性氯化铜蚀刻液中蚀刻多余的铜，再过酸性退锡药水中退锡；
14)在3-5％的氢氧化钠溶液中，退除感光材料，得到所需的双面电路板；
15)做导电通断测试，无过孔不导电现象，100％符合电路设计要求；
16)做热冲击试验及高低温测试。
实施例4
双面覆铜箔板生产工艺，直接涂布抗电镀材料，再采用减除法完成后续制程，步骤如下：
1)选取5张1.6MM铜厚H/H的双面覆铜箔板，剪成210×120mm；
a)板面清洁后涂布抗有机导电膜药水、抗电镀药水可剥胶(深圳柯士达公司提供，牌号为COS-KB010的可剥胶，抗有机导电膜药水、抗电镀药水可剥胶厚度控制在20μm以内，在烘箱中120℃烘烤40min；
2)选取钻孔资料，一次性钻好定位孔、方向孔和需要导电的通孔；
3)过有机导电膜水平生产线，使需电导通的通孔形成导电层；
4)在酸性电镀铜缸中将孔铜电镀到20-25μm；
5)揭除抗有机导电膜药水、抗电镀药水的可剥胶，露出基材铜面；
6)经3-5％稀硫酸清洗和机械磨板(稀硫酸是去除基材铜面的氧化物；机械磨板第一个作用是去除基材铜面的深层氧化、手印等，第二个作用是粗化基材铜面，增加基材铜的的表面积，提高感光材料的附着力，机械磨板磨刷轮材料是含碳化硅等磨料的尼龙软刷)；浸涂感光材料(如深圳市深乐健化工有限公司的UV-6602)，厚度控制在15μm左右；在烘箱中120℃烘烤40min；
7)曝光、显影后形成电路设计所需要的导电图形并在120℃条件下烤0.5H；
8)在酸性氯化铜蚀刻液中蚀刻多余的铜；
9)在50℃状态下的1-3％氢氧化钠溶液中，浸泡30秒退除感光材料层，自来水冲洗干净；得到所需的双面电路板；
10)做导电通断测试，无过孔不导电现象，100％符合电路设计要求；
11)做热冲击试验及高低温测试。
实施例5
柔性覆铜箔板生产工艺，直接涂布抗电镀材料，再采用减除法完成后续制程，步骤如下：
1)选取5张0.05mm铜厚H/H的柔性覆铜箔板，剪成250×120mm；
2)板面清洁后涂布抗有机导电膜药水、抗电镀药水可剥胶(深圳柯士达公司提供，品牌号COS-KB010)，抗有机导电膜药水、抗电镀药水可剥胶厚度控制有15μm以内，在烘箱中120℃烘烤40min；
3)选取钻孔资料，一次性钻好定位孔、方向孔和需要导电的通孔；
4)过有机导电膜水平生产线，使需电导通的通孔形成导电层；
5)在酸性电镀铜缸中将孔铜电镀到20-25μm；
6)揭除抗有机导电膜药水、抗电镀药水的可剥胶，露出基材铜面；
7)经3-5％稀硫酸清洗和机械磨板(稀硫酸是去除基材铜面的氧化物；机械磨板第一个作用是去除基材铜面的深层氧化、手印等，第二个作用是粗化基材铜面，增加基材铜的的表面积，提高感光材料的附着力，机械磨板磨刷轮材料是含碳化硅等磨料的尼龙软刷)；浸涂感光材料(如深圳市深乐健化工有限公司的UV-6602)，厚度控制在15μm左右；在烘箱中120℃烘烤40min；
8)曝光、显影后形成电路设计所需要的导电图形并在120℃条件下烤0.5H；
9)在酸性氯化铜蚀刻液中蚀刻多余的铜；
10)在50℃状态下的1-3％氢氧化钠溶液中，浸泡30秒退除感光材料层，自来水冲洗干净；得到所需的双面电路板；
11)做导电通断测试，无过孔不导电现象，100％符合电路设计要求；
12)做热冲击试验及高低温测试。
实施例6
双面覆铜箔板生产工艺，采用板面形成导电电路图形后，，贴覆聚酯薄膜，步骤如下：
1)选取1.6mm铜厚H/H的双面覆铜箔板，剪成210×120mm；
2)选取钻孔资料，钻3.175mm的定位孔及方向孔(一次钻孔)；
3)板面清洁后印刷感光油墨，在烘箱中75℃烘烤40min；
4)曝光、显影后形成电路设计所需要的导电图形并在120℃条件下烤0.5H；
5)在形成导电图形的双面覆铜箔板上，贴覆聚酯薄膜(PET膜+硅橡胶粘合剂，以保护导电图形油墨不被有机导电膜药水侵蚀)；
6)按电路设计中的在需要使元件面及背面所设导电层电导通的位置钻孔(二次钻孔)；
7)在基孔中形成有机导电层。过有机导电膜水平生产线，在基孔内表面形成导电层，过程如实施例1的步骤8)；
8)在酸性电镀铜缸中将孔铜加厚到20-25μm，并在孔铜的表面镀锡(抗蚀层)；
9)揭除聚酯薄膜；
10)在碱性氯化铜蚀刻液中蚀刻多余的铜，再过酸性退锡药水中退锡；
11)在3-5％的氢氧化钠溶液中，退除感光油墨，得到所需的双面电路板；
12)做导电通断测试，无过孔不导电现象，100％符合电路设计要求；
13)做热冲击试验及高低温测试。
本发明以上实施例的印刷电路板选择性电镀导电孔的方法，是在未钻导通孔的覆铜箔板上先通过图形转移，制作出电路板电路图形，再钻导通孔和零件孔，然后过有机导电膜使非导通孔形成通电孔再电镀成形，或对未钻孔的覆铜箔板表面覆盖一层抗有机导电膜、抗电镀药水可剥胶，后钻导通孔，再过有机导电膜使非导通孔形成通电孔并电镀铜，然后做图形转移，本发明以上实施例在对导通孔孔铜电镀时，因对板上的原铜箔不再电镀铜，对需要一定铜厚的导通孔电镀加厚，本发明以上实施例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，制作精密细线路更容易，线路精准度更高，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。本发明以上实施例在对覆铜箔板导通孔电镀时，覆铜箔板导通孔的总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，本发明以上实施例导通孔孔铜电镀时消耗的磷铜也只有现工艺覆铜箔板板面或电镀电路图型和导通孔时的15％--20％，本发明以上实施例可节省大量的电能，可节约近85％左右的电镀用磷铜和用电量、降低生产成本、利于环境保护符合循环经济生产特征。
更为重要的是，本发明以上实施例在对覆铜箔板导通孔直接电镀时孔口铜与板面铜一样平整，不会在导电孔的两端形成凸出的环形铜边，不需要研磨导电孔孔边，电路板的成品率大为提高。
Claims (7)
1.一种电路板选择性电镀导电孔的方法，其特征在于，包括以下步骤：
101)在覆铜箔板的两个板面覆盖耐蚀保护层，所述的耐蚀保护层是涂布的抗有机导电膜药水、抗电镀药水的可剥胶；
102)钻导电孔基孔；
103)在需电导通的基孔内表面形成导电层，所述的导电层是有机导电膜；
104)通过所述的导电层在基孔内表面镀铜；
105)揭除耐蚀保护层，即，揭除抗有机导电膜药水、抗电镀药水的可剥胶；
其还另包括在板面上设置感光材料的步骤，以及曝光、显影后形成导电图形的步骤。
2.根据权利要求1所述的电路板选择性电镀导电孔的方法，其特征在于，包括除胶渣步骤，除胶渣步骤去除多层覆铜箔板基孔中的胶渣；除胶渣步骤在步骤102)与步骤103)之间完成。
3.根据权利要求1所述的电路板选择性电镀导电孔的方法，其特征在于，在步骤101)之前包括在板面上印刷感光材料，曝光、显影后形成所需要导电图形的步骤；在步骤104)以后包括在孔铜表面镀锡的步骤，耐蚀保护层去除后进行蚀刻，去除板上多余的铜，蚀刻完成后去除镀锡层和感光材料。
4.根据权利要求1所述的电路板选择性电镀导电孔的方法，其特征在于，在步骤101)之前包括钻定位孔及方向孔的步骤。
5.根据权利要求1所述的电路板选择性电镀导电孔的方法，其特征在于，在步骤102)中钻导电孔基孔与钻定位孔、方向孔同时进行。
6.根据权利要求1所述的电路板选择性电镀导电孔的方法，其特征在于，耐蚀保护层去除后再对板面浸涂感光材料，感光材料曝光、显影后形成所需要导电图形；然后，蚀刻板上多余的铜，蚀刻完成后再去除感光材料。
7.根据权利要求1所述的电路板选择性电镀导电孔的方法，其特征在于，所述的耐蚀保护层是在板面上粘贴的聚酯薄膜，聚酯薄膜的粘合剂是硅橡胶粘合剂。
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