CN104131278B - 黑化药水及电路板的制作方法 - Google Patents

Abstract

一种黑化药水，包含含量为4g/L至16g/L的氢氧化钠、含量为20g/L至60g/L的亚溴酸钠或溴酸钠及含量为3g/L至9g/L的磷酸钠，其用于在铜表面形成成分包含氧化铜、氧化亚铜及溴化铜的黑化层。本发明还提供一种采用上述黑化药水进行铜面的压合前处理制得的电路板的方法，以及采用上述黑化药水进行铜面的激光蚀孔前处理制得的电路板的方法。

Description

黑化药水及电路板的制作方法

技术领域

本发明涉及电路板制作技术，尤其涉及一种黑化药水及电路板的制作方法。

背景技术

印刷电路板因具有装配密度高等优点而得到了广泛的应用。关于电路板的应用请参见文献Takahashi, A. Ooki, N. Nagai, A. Akahoshi, H. Mukoh, A. Wajima, M. Res. Lab, High density multilayer printed circuit board for HITAC M-880，IEEE Trans. on Components, Packaging, and Manufacturing Technology, 1992, 15(4): 1418-1425。

电路板在制作过程中常需要激光蚀孔及压合制程，这两个制程前都需要对电路板的铜面进行黑化处理，以提高激光蚀孔时铜面吸收激光能量的效率或提高压合时铜面与胶粘层的结合力。其中，传统黑化处理所用的药水一般都是以亚氯酸钠或次氯酸钠在碱性条件下运作，铜会先氧化成亚铜，然后再氧化成氧化铜，但是使用上述的药水会在溶液里面产生氯离子，氯离子的存在会导致铜面被咬蚀而形成蓝色的氯化铜，若氯化铜沉积在表面会形成亮点进而形成长针状绒毛（请参阅图1），此长针状的绒毛容易脱落，从而影响激光蚀孔及压合的品质。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种黑化药水及电路板的制作方法，以形成非针状结构的黑化层，避免发生黑化层的绒毛脱落，进而提高电路板激光蚀孔及压合的品质。

一种黑化药水，其包含含量为4g/L至16g/L的氢氧化钠、含量为20g/L至60g/L的亚溴酸钠或溴酸钠及含量为3g/L至9g/L的磷酸钠，其用于对铜表面进行处理以形成成分包含氧化铜、氧化亚铜及溴化铜的黑化层。

一种电路板的制作方法，包括步骤：提供电路基板，所述电路基板具有第一表面，所述第一表面一侧具有第一导电线路层；提供增层板，所述增层板包括胶粘层；将所述电路基板置于所述的黑化药水进行黑化处理，从而在所述导电线路层的表面形成黑化层，所述黑化层的成分包含氧化铜、氧化亚铜及溴化铜；将所述增层板叠合于所述电路基板的黑化层，压合形成电路板。

一种电路板的制作方法，包括步骤：提供电路基板，所述电路基板包括依次叠合的导电层、绝缘层、第二导电线路层；将所述电路基板置于所述黑化药水对进行黑化处理，从而在所述导电层的表面形成黑化层，所述黑化层的成分包含氧化铜、氧化亚铜及溴化铜；激光蚀孔从而在所述电路基板形成贯通所述黑化层、导电层及绝缘层的盲孔；及电镀从而将所述盲孔制作形成导电孔，之后将所述黑化层及导电层制作形成第一导电线路层，其中，使所述导电孔电连接所述第一导电线路层及所述第二导电线路层，从而形成电路板。

本案的黑化药水及电路板的制作方法可以形成非针状绒毛结构的黑化层，从而可以避免发生黑化层的绒毛脱落，进而提高电路板激光蚀孔及压合的品质。

附图说明

图1是传统黑化药水处理铜箔层形成的黑化层的扫描电镜图片。

图2是本发明第一实施例提供的黑化药水处理铜层的表面形成的黑化层的扫描电镜图片。

图3是本发明第一实施例提供的电路基板的剖面示意图。

图4是本发明第一实施例提供的增层板的剖面示意图。

图5是本发明第一实施例提供的在图3的电路基板的表面形成黑化层后的剖面示意图。

图6是本发明第一实施例提供的在图5的黑化层上压合图4的增层板后形成的增层结构的剖面示意图。

图7是本发明第一实施例提供的在图6的增层结构的形成导电孔及第二导电线路层后形成的电路板的剖面示意图。

图8是本发明第二实施例提供的电路基板的剖面示意图。

图9是本发明第二实施例提供的在图8的电路基板的表面形成黑化层后的剖面示意图。

图10是本发明第二实施例提供的在图9的电路基板上形成第一及第二盲孔后的剖面示意图。

图11是本发明第二实施例提供的将图10的盲孔制作形成导电孔以及在图10的电路基板上形成导电线路层后形成的电路板的剖面示意图。

主要元件符号说明

电路基板	10，50
		第一导电线路层	11，67
绝缘层	12
		第二导电线路层	13，53
第一表面	111
		增层板	20
胶粘层	21
		铜箔层	22
第二表面	211
		黑化层	112
增层结构	30
		导电孔	31
第三导电线路层	32，55
		电路板	40，70
第一导电层	51
		第一绝缘层	52
第二绝缘层	54
		第三绝缘层	56
第四导电层	57
		第一黑化层	61
第二黑化层	62
		第一盲孔	63
第二盲孔	64
		第一导电孔	65
第二导电孔	66
		第四导电线路层	68

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合附图及多个实施例对本技术方案提供的电路板及其制作方法作进一步的详细说明。

本技术方案第一实施例提供一种黑化药水，所述黑化药水包含：含量为4g/L至16g/L的氢氧化钠、含量为20g/L至60g/L的亚溴酸钠或溴酸钠、含量为3g/L至9g/L的磷酸钠。请参阅图2，所述黑化药水处理铜面后形成的黑化层为非针状结构且没有亮点的形成。传统黑化药水会在溶液里面产生氯离子，氯离子的存在会导致铜面被咬蚀而形成蓝色的氯化铜，若氯化铜沉积在表面会形成亮点进而形成针状绒毛，本案的黑化药水处理铜面时会生成包含氧化铜及氧化亚铜的黑化层，并且同时生成少量的溴化铜，相较于传统黑化药水，即使溴化铜少量沉积于黑化层的表面，因溴化铜为黑色且可以抑制针状绒毛的产生，从而也不会在黑化层表面形成亮点及针状结构

本技术方案第二实施例提供的电路板的制作方法包括以下步骤：

步骤1：请参阅图3，提供电路基板10，所述电路基板10为双面电路基板，其包括相叠合的第一导电线路层11、绝缘层12及第二导电线路层13。

其中，所述电路基板10具有背向所述第二导电线路层13的第一表面111，所述第一导电线路层11形成于电路基板10的第一表面111。

所述电路基板10还可以为单面电路基板或多层电路基板。所述绝缘层12可以为柔性树脂材料或硬性树脂材料。

步骤2：请参阅图4，提供增层板20，所述增层板20包括相叠合的胶粘层21及铜箔层22。

所述胶粘层21为半固化材料，所述胶粘层21具有背向所述铜箔层22的第二表面211。

当然，所述增层板20还可以为其他结构，例如仅包括胶粘层、包括相叠合的胶粘层及导电层的背胶铜箔、包括相叠合的胶片及膜层的覆盖膜或包括相叠合的胶粘层及线路基板层的增层结构等，此处的线路基板层为一面形成导电线路的线路板。

步骤3：请参阅图5，将所述电路基板10置于第一实施例中的黑化药水进行黑化处理，从而在所述第一导电线路层11的表面形成黑化层112。

首先，对所述第一导电线路层11的表面进行微蚀处理，使所述第一导电线路层11的表面粗糙化。所述微蚀液可以为包括浓度为80至100g/L的过硫酸钠（SPS）及重量百比分浓度为2%硫酸（H₂SO₄）的混合溶液。反应温度可以为30±5℃，反应时间可以为30至60s。

然后，将电路基板10置于第一实施例的黑化药水中，以在所述第一导电线路层11的表面形成黑化层112。其中，所述反应可以在室温或加热的状况下进行，反应时间跟反应的温度有关，温度低则须反应时间较长，温度高则反应时间可缩短，优选反应温度范围为80℃至90℃，在所述优选反应温度范围内，反应时间可以为5至10分钟（min）。在此黑化步骤中，第一导电线路层11的铜与黑化药水发生反应，在所述第一导电线路层11表面形成主要成分为氧化铜及氧化亚铜的黑化层112，并且铜与黑化药水发生反应同时生成少量的溴化铜，相较于传统黑化药水，其中少量溴化铜沉积于黑化层112的表面，因溴化铜为黑色且可以抑制针状绒毛的产生，从而不会在黑化层112表面形成亮点及针状结构。

最后，水洗从而将黑化后的电路基板10表面的残留的工作液体洗净，之后将已清除残留溶液的电路基板10干燥。

本步骤中，可以同时在第二导电线路层13表面也形成黑化层，也可以在第二导电线路层13表面形成保护膜或将所述第二导电线路层13面朝上不浸入所述黑化药水中，从而仅在所述第一导电线路层11上形成黑化层112。本实施例仅在所述第一导电线路层11表面增层，故仅在所述第一导电线路层11表面形成黑化层112。

步骤4，请参阅图6，将所述增层板20叠合于所述电路基板10上，加热压合形成增层结构30。

其中，使所述黑化层112与所述胶粘层21的第二表面211相贴，加热压合使所述胶粘层21固化并将所述电路基板10与所述增层板20粘结在一起。

在所述第一导电线路层11的表面形成黑化层112的原因为：保护第一导电线路层11不被氧化，增加第一导电线路层11的第一表面111的粗糙度以增强压合后第一导电线路层11与胶粘层21的结合力，以及使第一导电线路层11的表面清洁没有异物，防止电路微短或是异物爆板。其中，如果形成的黑化层为针状绒毛结构，则因针状绒毛结构的黑化层容易脱落，从而可能会造成压合后第一导电线路层11与胶粘层21的结合力降低以及造成表面异物进而引起电路微短或是异物爆板。对比图1和图2可以明显看出：传统的黑化药水的黑化层呈针状绒毛结构，而本案的黑化药水形成的黑化层较致密，并且没有绒毛状的黑化层的产生，即本案形成的黑化层可以防止绒毛脱落，从而避免造成压合后第一导电线路层11与胶粘层21的结合力降低以及避免造成表面异物进而引起电路微短或是异物爆板。

步骤5：请参阅图7，在所述增层结构30上形成至少一个导电孔31，以及将所述增层结构30的铜箔层22制作形成第三导电线路层32，从而形成电路板40。

本实施例中，通过钻孔以及电镀工艺在所述增层结构30上形成导电孔31，之后采用影像转移工艺及蚀刻工艺将所述铜箔层22制作形成第三导电线路层32，其中，所述导电孔31电连接所述第一导电线路层11与所述第三导电线路层32。其中，所述电路板40可以为刚性电路板、挠性电路板及刚挠结合板。

采用本实施例的电路板40的制作方法采用第一实施例的黑化药水制作形成黑化层112，从而不会产生亮点及针状绒毛结构的黑化层，可以避免发生黑化层的绒毛脱落，进而避免压合后第一导电线路层11与胶粘层21的结合力降低以及避免造成表面异物进而引起电路微短或是异物爆板，也即提高电路板压合的品质。

本技术方案第三实施例提供的电路板的制作方法包括以下步骤：

步骤1：请参阅图8，提供电路基板50，所述电路基板50为四层电路基板，其包括依次叠合的第一导电层51、第一绝缘层52、第二导电线路层53、第二绝缘层54、第三导电线路层55、第三绝缘层56及第四导电层57。

其中，所述电路基板50还可以为三层或四层以上的电路基板。所述绝缘层可以为柔性树脂材料或硬性树脂材料。

步骤2：请参阅图9，将所述电路基板50置于第一实施例中的黑化药水对进行黑化处理，从而在所述第一导电层51的表面形成第一黑化层61，以及在所述第四导电层57的表面形成第二黑化层62。

首先，对所述第一导电层51及所述第四导电层57的表面进行微蚀处理，使所述第一导电层51及所述第四导电层57的表面粗糙化。所述微蚀液可以为包括浓度为80至100g/L的过硫酸钠（SPS）及重量百比分浓度为2%硫酸（H₂SO₄）的混合溶液。反应温度可以为30±5℃，反应时间可以为30至60s。

然后，将电路基板10置于第一实施例的黑化药水中，以在所述第一导电层51的表面形成第一黑化层61，以及在所述第四导电层57的表面形成第二黑化层62。其中，所述反应可以在室温或加热的状况下进行，反应时间跟反应的温度有关，温度低则须反应时间较长，温度高则反应时间可缩短，优选反应温度范围为80℃至90℃，在所述优选反应温度范围内，反应时间可以为5至10分钟（min）。在此黑化步骤中，所述第一导电层51及所述第四导电层57的铜与黑化药水发生反应，在导电层表面形成主要成分为氧化铜、氧化亚铜的第一黑化层61及第二黑化层62，并且铜与黑化药水发生反应同时生成少量的溴化铜，相较于传统黑化药水，其中少量溴化铜沉积于第一黑化层61及第二黑化层62的表面，因溴化铜为黑色且可以抑制针状绒毛的产生，从而不会在黑化层表面形成亮点及针状结构。

最后，水洗从而将黑化后的电路基板50表面的残留的工作液体洗净，之后将已清除残留溶液的电路基板50干燥。

步骤3：请参阅图10，激光蚀孔从而在所述电路基板50上形成至少一个第一盲孔63及第二盲孔64。

本实施例中，所述第一盲孔63贯通所述第一黑化层61、第一导电层51及第一绝缘层52，所述第二盲孔64贯通所述第三绝缘层56、第四导电层57及第二黑化层62。

当然，所述第一盲孔63还可以同时贯通所述第一黑化层61、第一导电层51、第一绝缘层52、第二导电线路层53及所述第二绝缘层54，所述第二盲孔64也可以同时贯通所述第三绝缘层56、第四导电层57、第二导电线路层53、所述第二绝缘层54及第一黑化层61。

在所述第一导电层51的表面形成第一黑化层61，以及在所述第四导电层57的表面形成第二黑化层62的原因为：提高本步骤中的激光蚀孔流程中铜表面对激光的吸收率。如果形成的黑化层为针状绒毛结构，则因针状绒毛结构的黑化层容易脱落，因此可能暴露出黑化层下的导电层，从而降低激光的吸收率。对比图1和图2可以明显看出：传统的黑化药水的黑化层呈针状绒毛结构，而本案的黑化药水形成的黑化层较致密，并且没有绒毛状的黑化层的产生，即本案形成的黑化层可以防止绒毛脱落，从而避免造成激光吸收率降低。

步骤4：请参阅图11，电镀从而将所述第一盲孔63制作形成第一导电孔65及将第二盲孔64制作形成第二导电孔66，之后将所述第一黑化层61及第一导电层51制作形成第一导电线路层67，以及将所述第二黑化层62及第四导电层57制作形成第四导电线路层68，从而形成电路板70。

本实施例中，采用影像转移工艺及蚀刻工艺将所述第一黑化层61及第一导电层51制作形成第一导电线路层67，以及将所述第二黑化层62及第四导电层57制作形成第四导电线路层68，并使所述第一导电孔65电连接所述第一导电线路层67及第二导电线路层53，使所述第二导电孔66电连接所述第三导电线路层55及第四导电线路层68。

当然，根据所述第一盲孔63及第二盲孔64贯穿的层数的不同，所述第一导电孔65也可以电连接所述第一导电线路层67及第三导电线路层55或电连接所述第一导电线路层67、第二导电线路层53及第三导电线路层55所述第二导电孔66也可以电连接所述第二导电线路层53及第四导电线路层68或电连接所述第二导电线路层53、第三导电线路层55及第四导电线路层68；另外，本实施例的黑化及激光蚀孔步骤也可以在第二实施例的压合步骤后进行，也即，可以在同一个电路板的制作方法中应用本案的第二实施例的黑化及压合方法、第三实施例的黑化及激光蚀孔方法。

其中，所述电路板70可以为刚性电路板、挠性电路板及刚挠结合板。

本实施例的电路板70的制作方法采用第一实施例的黑化药水制作形成黑化层，不会产生亮点及针状绒毛结构的黑化层，从而可以避免发生黑化层的绒毛脱落，进而避免造成激光吸收率降低，也即提高电路板激光蚀孔的品质。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种黑化药水，所述黑化药水包含含量为4g/L至16g/L的氢氧化钠、含量为20g/L至60g/L的亚溴酸钠或溴酸钠、含量为3g/L至9g/L的磷酸钠，所述黑化药水用于对铜表面进行处理以形成成分包含氧化铜、氧化亚铜及溴化铜的黑化层。

2.一种电路板的制作方法，包括步骤：

提供电路基板，所述电路基板具有第一表面，所述第一表面一侧具有第一导电线路层；

提供增层板，所述增层板包括胶粘层；

将所述电路基板置于权利要求1所述的黑化药水进行黑化处理，从而在所述导电线路层的表面形成黑化层，所述黑化层的成分包含氧化铜、氧化亚铜及溴化铜；

将所述增层板叠合于所述电路基板的黑化层，压合形成电路板。

3.如权利要求2所述的电路板的制作方法，其特征在于，将所述电路基板置于所述黑化药水进行黑化处理的反应温度为80℃至90℃，反应时间为5至10分钟。

4.如权利要求2所述的电路板的制作方法，其特征在于，在将所述电路基板置于所述黑化药水进行黑化处理前，对所述第一导电线路层的表面进行微蚀处理。

5.如权利要求2所述的电路板的制作方法，其特征在于，所述增层板还包括与所述胶粘层相叠合的膜层、铜箔层或线路基板层。

6.一种电路板的制作方法，包括步骤：

提供电路基板，所述电路基板包括依次叠合的导电层、绝缘层及第二导电线路层；

将所述电路基板置于权利要求1所述的黑化药水对进行黑化处理，从而在所述导电层的表面形成黑化层，所述黑化层的成分包含氧化铜、氧化亚铜及溴化铜；

激光蚀孔从而在所述电路基板形成贯通所述黑化层、导电层及绝缘层的盲孔；及

电镀从而将所述盲孔制作形成导电孔，之后将所述黑化层及导电层制作形成第一导电线路层，其中，使所述导电孔电连接所述第一导电线路层及所述第二导电线路层，从而形成电路板。

7.如权利要求6所述的电路板的制作方法，其特征在于，将所述电路基板置于所述黑化药水进行黑化处理的反应温度为80℃至90℃，反应时间为5至10分钟。

8.如权利要求6所述的电路板的制作方法，其特征在于，在将所述电路基板置于所述黑化药水进行黑化处理前，对所述导电层的表面进行微蚀处理。