CN104780711B - 一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法 - Google Patents

一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法；属于电路板生产工艺技术领域；其技术要点包括下述步骤：(1)将异常电路板板面进行粗化处理并压贴感光干膜；(2)对压贴感光干膜后的异常电路板进行曝光、显影；(3)蚀刻盲孔内铜层；(4)盲孔内铜层蚀刻掉的电路板用NaOH溶液浸泡，去掉板面的干膜并清洗干净、烘干，用化学微蚀液将电路板的板面整体铜厚减薄至7～12μm；(5)化学沉铜、重电镀填盲孔；本发明旨在提供一种加工效率高、成本低，且重工电路板质量好、可靠性高，可大大减少报废、提升电路板良率的盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法；用于盲孔填铜电镀异常电路板重工。

Description

一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法
技术领域
本发明涉及一种电路板重工工艺，更具体地说，尤其涉及一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法。
背景技术
在印制电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)行业制造领域中，因电子产品高密度化、高可靠性的要求越来越高，则需要采用电镀铜将盲孔填平的工艺技术，即电镀填盲孔技术(也叫盲孔填铜电镀技术)。电镀填盲孔技术开发只有十多年的历史，其成熟度不是很高，在实际生产应用过程中，由于参数控制偏差、设备故障或操作不当等客观原因会造成盲孔填铜异常的出现，如盲孔内空洞、凹陷度过大、漏填等。盲孔出现此类异常会对电路板的可靠性造成不良影响，甚至出现互连失效或报废，而实际批量作业时又无法完全避免此类异常的发生，就需要对此类填孔电镀异常的电路板进行重工处理，或是直接做报废处理。
如何对盲孔填铜异常的电路板进行重工处理，使处理后的电路板质量能满足客户要求或是后工序的制作要求？这是行业内普遍存在的一个技术难题，大多数业者采取直接报废处理，或是采取“补电镀”(即是将异常电路板二次电镀，使整体铜厚加厚)方式，但这种方式有其局限性和不良影响，只能针对部分异常(如盲孔漏镀、凹陷度大)进行重工，且重工出来的电路板面铜厚度过厚，在后工序(蚀刻线路)制作中会造成困难，不良率和制作成本大大增加，产品可靠性得不到保证。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种加工效率高、成本低，且重工电路板质量好、可靠性高，可大大减少报废、提升电路板良率的盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法，包括下述步骤：(1)将异常电路板板面进行粗化处理并压贴感光干膜；(2)对压贴感光干膜后的异常电路板进行曝光、显影；(3)蚀刻盲孔内铜层；(4)盲孔内铜层蚀刻掉的电路板用NaOH溶液浸泡，去掉板面的干膜并清洗干净、烘干，用化学微蚀液将电路板的板面整体铜厚减薄至7～12μm；(5)化学沉铜、重电镀填盲孔。
上述的一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法中，步骤(1)所述粗化处理是采取机械刷磨与化学微蚀两种方式相结合，机械刷磨前面一对目数为400#～600#尼龙针刷与后面一对目数为800#～1000#不织布磨刷共同组成；化学微蚀采用H2SO4+H2O2体系的超粗化微蚀药液，微蚀量控制为1μm～2μm，铜面粗糙度(Rz)控制为2μm～4μm。
上述的一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法中，步骤(1)所述压贴感光干膜中，贴膜速度控制为1.5m/min～2.5m/min，贴膜压辘温度控制为95℃～110℃，贴膜压力控制为4.5kg/cm2～5.5kg/cm2。
上述的一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法中，步骤(2)具体为：曝光对位菲林底片采取负片成像方式，曝光能力控制为40mj/cm2～60mj/cm2，曝光灯的波长值控制为350nm～380nm，底片盲孔孔环在电路板盲孔孔径大小的基础上加大1.5mil～2mil，曝光对位精度要求控制为±25μm，使除盲孔外的所有区域的感光干膜在光照条件下发生聚合反应；盲孔及孔环部分通过浓度为0.8％～1％的碳酸钠溶液显影，将其铜面线路出来，实现仅盲孔部分开窗的效果。
上述的一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法中，步骤(2)中，在曝光前，将贴好感光干膜的电路板静置15min～30min。
上述的一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法中，步骤(3)具体为：采用氯化铜体系的酸性蚀刻液将盲孔内铜层蚀刻掉，该蚀刻液的CuCl2·2H2O控制为140g/L～180g/L,HCl控制为140ml/L～200ml/L，蚀刻速率控制为40μm/min～60μm/min，喷淋压力控制为2.2kg/cm2～2.8kg/cm2，使蚀刻因子≥2.5。
上述的一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法中，步骤(3)中，在蚀刻盲孔内铜层前，将盲孔及孔环显影出来的电路板静置15min～30min。
上述的一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法中，步骤(4)中，所述NaOH溶液质量浓度为3％～5％，浸泡时间为5min～10min，溶液温度控制为50℃～70℃；所述化学微蚀液中H2SO4浓度为150g/L～200g/L，H2O2浓度为100g/L～150g/L。
上述的一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法中，所述的步骤(5)具体为：将减薄面铜的电路板采用化学沉积的方式使盲孔孔壁沉积一层薄铜，厚度为0.2μm～0.6μm；然后用喷射式垂直连续电镀线设备配合硫酸盐体系的电镀液对其进行填孔电镀，使盲孔填充率大于95％，即得到盲孔填充效果较好的电路板。
本发明采用上述工艺后，与现有技术相比，具有下述的优点：
(1)可满足各类盲孔填铜异常电路板的重工，且重工效率高、成本低，重工电路板质量好、可靠性高，可大大减少报废、提升电路板良率。
(2)适合批量化作业，且重工后的电路板面铜厚度与正常电路板面铜厚度基本一样，有利于后工序(蚀刻线路)顺利作业，保证产品质量一致性。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明的工艺流程图；
具体实施方式
参阅图1所示，本发明的一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法，其包括下述步骤：
(1)将异常电路板板面进行粗化处理并压贴感光干膜，其中，粗化处理是采取机械刷磨与化学微蚀两种方式相结合，机械刷磨前面一对目数为400#～600#尼龙针刷与后面一对目数为800#～1000#不织布磨刷共同组成；化学微蚀采用H2SO4+H2O2体系的超粗化微蚀药液，微蚀量控制为1μm～2μm，铜面粗糙度(Rz)控制为2μm～4μm，以保证铜面与干膜之间有良好结合力。压贴感光干膜时，贴膜速度控制为1.5m/min～2.5m/min，贴膜压辘温度控制为95℃～110℃，贴膜压力控制为4.5kg/cm2～5.5kg/cm2，以除去电路板凹陷处所藏气泡，并使铜面与干膜粘合紧密。
(2)对压贴感光干膜后的异常电路板进行曝光、显影，具体为：将贴好感光干膜的电路板静置15min～30min，使干膜充分填实铜面凹陷处，然后曝光对位菲林底片采取负片成像方式，曝光能力控制为40mj/cm2～60mj/cm2，曝光灯的波长值控制为350nm～380nm，底片盲孔孔环在电路板盲孔孔径大小的基础上加大1.5mil～2mil，曝光对位精度要求控制为±25μm，将曝光出来的电路板静置15min～30min，使除盲孔外的所有区域的感光干膜在光照条件下充分发生聚合反应，确保干膜附着力；盲孔及孔环部分通过浓度为0.8％～1％的碳酸钠溶液显影，将其铜面线路出来，实现仅盲孔部分开窗的效果。
(3)蚀刻盲孔内铜层，具体为：将盲孔及孔环显影出来的电路板静置15min～30min，然后采用氯化铜体系的酸性蚀刻液将盲孔内铜层蚀刻掉，该蚀刻液的CuCl2·2H2O控制为140g/L～180g/L,HCl控制为140ml/L～200ml/L，蚀刻速率控制为40μm/min～60μm/min，喷淋压力控制为2.2kg/cm2～2.8kg/cm2。
(4)盲孔内铜层蚀刻掉的电路板用NaOH溶液浸泡，去掉板面的干膜并清洗干净、烘干，用化学微蚀液将电路板的板面整体铜厚减薄至7～12μm；其中所述NaOH溶液质量浓度为3％～5％，浸泡时间为5min～10min，溶液温度控制为50℃～70℃，以除去电路板上的干膜；所述化学微蚀液中H2SO4浓度为150g/L～200g/L，H2O2浓度为100g/L～150g/L，用于减薄电路板上的铜层。
(5)化学沉铜、重电镀填盲孔，具体为将减薄面铜的电路板采用化学沉积的方式使盲孔孔壁沉积一层薄铜，厚度为0.2μm～0.6μm；然后用喷射式垂直连续电镀线设备配合硫酸盐体系的电镀液对其进行填孔电镀，使盲孔填充率大于95％，即得到盲孔填充效果较好的电路板。
实施例1
一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法，其包括下述步骤：
(1)将盲孔填铜异常电路板板面进行粗化处理并压贴感光干膜，粗化处理采取机械刷磨与化学微蚀两种方式相结合，机械刷磨前面一对目数为400#尼龙针刷与后面一对目数为800#不织布磨刷共同组成；化学微蚀采用H2SO4+H2O2体系的超粗化微蚀药液，微蚀量控制为1μm，铜面粗糙度(Rz)控制为2μm。压贴感光干膜时，贴膜速度控制为1.5m/min，贴膜压辘温度控制为95℃，贴膜压力控制为4.5kg/cm2。
(2)将贴好感光干膜的电路板静置15min，然后曝光对位菲林底片采取负片成像方式，曝光能力控制为40mj/cm2，曝光灯的波长值控制为350nm，底片盲孔孔环在电路板盲孔孔径大小的基础上加大1.5mil，曝光对位精度要求控制为±25μm，使除盲孔外的所有区域的感光干膜在光照条件下发生聚合反应；盲孔及孔环部分通过浓度为0.8％的碳酸钠溶液显影，将其铜面线路出来，实现仅盲孔部分开窗的效果。
(3)将盲孔及孔环显影出来的电路板静置15min，然后采用氯化铜体系的酸性蚀刻液将盲孔内铜层蚀刻掉，该蚀刻液的CuCl2·2H2O控制为140g/L,HCl控制为140ml/L，蚀刻速率控制为40μm/min，喷淋压力控制为2.2kg/cm2。
(4)盲孔内铜层蚀刻掉的电路板用质量浓度为3％的NaOH溶液浸泡5min，溶液温度控制为50℃，去掉板面的干膜并清洗干净、烘干；然后用浓度为150g/L的H2SO4和浓度为100g/L的H2O2组成的化学微蚀液将电路板的板面整体铜厚减薄至7μm。
(5)将减薄面铜的电路板采用化学沉积的方式使盲孔孔壁沉积一层薄铜，厚度为0.2μm；然后用喷射式垂直连续电镀线设备配合硫酸盐体系的电镀液对其进行填孔电镀，使盲孔填充率大于95％，即得到盲孔填充效果较好的电路板。
实施例2
一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法，其包括下述步骤：
(1)将盲孔填铜异常电路板板面进行粗化处理并压贴感光干膜，粗化处理采取机械刷磨与化学微蚀两种方式相结合，机械刷磨前面一对目数为500#尼龙针刷与后面一对目数为900#不织布磨刷共同组成；化学微蚀采用H2SO4+H2O2体系的超粗化微蚀药液，微蚀量控制为1.5μm，铜面粗糙度(Rz)控制为3μm。压贴感光干膜时，贴膜速度控制为2m/min，贴膜压辘温度控制为100℃，贴膜压力控制为5kg/cm2。
(2)将贴好感光干膜的电路板静置20min，然后曝光对位菲林底片采取负片成像方式，曝光能力控制为50mj/cm2，曝光灯的波长值控制为360nm，底片盲孔孔环在电路板盲孔孔径大小的基础上加大1.8mil，曝光对位精度要求控制为±25μm，使除盲孔外的所有区域的感光干膜在光照条件下发生聚合反应；盲孔及孔环部分通过浓度为0.9％的碳酸钠溶液显影，将其铜面线路出来，实现仅盲孔部分开窗的效果。
(3)将盲孔及孔环显影出来的电路板静置20min，然后采用氯化铜体系的酸性蚀刻液将盲孔内铜层蚀刻掉，该蚀刻液的CuCl2·2H2O控制为160g/L,HCl控制为170ml/L，蚀刻速率控制为50μm/min，喷淋压力控制为2.5kg/cm2。
(4)盲孔内铜层蚀刻掉的电路板用质量浓度为4％的NaOH溶液浸泡8min，溶液温度控制为60℃，去掉板面的干膜并清洗干净、烘干；然后用浓度为170g/L的H2SO4和浓度为125g/L的H2O2组成的化学微蚀液将电路板的板面整体铜厚减薄至10μm。
(5)将减薄面铜的电路板采用化学沉积的方式使盲孔孔壁沉积一层薄铜，厚度为0.4μm；然后用喷射式垂直连续电镀线设备配合硫酸盐体系的电镀液对其进行填孔电镀，使盲孔填充率大于95％，即得到盲孔填充效果较好的电路板。
实施例3
一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法，其包括下述步骤：
(1)将盲孔填铜异常电路板板面进行粗化处理并压贴感光干膜，粗化处理采取机械刷磨与化学微蚀两种方式相结合，机械刷磨前面一对目数为600#尼龙针刷与后面一对目数为1000#不织布磨刷共同组成；化学微蚀采用H2SO4+H2O2体系的超粗化微蚀药液，微蚀量控制为2μm，铜面粗糙度(Rz)控制为4μm。压贴感光干膜时，贴膜速度控制为2.5m/min，贴膜压辘温度控制为110℃，贴膜压力控制为5.5kg/cm2。
(2)将贴好感光干膜的电路板静置30min，然后曝光对位菲林底片采取负片成像方式，曝光能力控制为60mj/cm2，曝光灯的波长值控制为380nm，底片盲孔孔环在电路板盲孔孔径大小的基础上加大2mil，曝光对位精度要求控制为±25μm，使除盲孔外的所有区域的感光干膜在光照条件下发生聚合反应；盲孔及孔环部分通过浓度为1％的碳酸钠溶液显影，将其铜面线路出来，实现仅盲孔部分开窗的效果。
(3)将盲孔及孔环显影出来的电路板静置30min，然后采用氯化铜体系的酸性蚀刻液将盲孔内铜层蚀刻掉，该蚀刻液的CuCl2·2H2O控制为180g/L,HCl控制为200ml/L，蚀刻速率控制为60μm/min，喷淋压力控制为2.8kg/cm2。
(4)盲孔内铜层蚀刻掉的电路板用质量浓度为5％的NaOH溶液浸泡10min，溶液温度控制为70℃，去掉板面的干膜并清洗干净、烘干；然后用浓度为200g/L的H2SO4和浓度为150g/L的H2O2组成的化学微蚀液将电路板的板面整体铜厚减薄至12μm。
(5)将减薄面铜的电路板采用化学沉积的方式使盲孔孔壁沉积一层薄铜，厚度为0.6μm；然后用喷射式垂直连续电镀线设备配合硫酸盐体系的电镀液对其进行填孔电镀，使盲孔填充率大于95％，即得到盲孔填充效果较好的电路板。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (8)

1.一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)将异常电路板板面进行粗化处理并压贴感光干膜；(2)对压贴感光干膜后的异常电路板进行曝光、显影；(3)蚀刻盲孔内铜层，具体为：采用氯化铜体系的酸性蚀刻液将盲孔内铜层蚀刻掉，该蚀刻液的CuCl2·2H2O控制为140g/L～180g/L,HCl控制为140ml/L～200ml/L，蚀刻速率控制为40μm/min～60μm/min，喷淋压力控制为2.2kg/cm2～2.8kg/cm2，使蚀刻因子≥2.5；(4)盲孔内铜层蚀刻掉的电路板用NaOH溶液浸泡，去掉板面的干膜并清洗干净、烘干，用化学微蚀液将电路板的板面整体铜厚减薄至7～12μm；(5)化学沉铜、重电镀填盲孔。
2.根据权利要求1所述的一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法，其特征在于，步骤(1)所述粗化处理是采取机械刷磨与化学微蚀两种方式相结合，机械刷磨前面一对目数为400#～600#尼龙针刷与后面一对目数为800#～1000#不织布磨刷共同组成；化学微蚀采用H2SO4+H2O2体系的超粗化微蚀药液，微蚀量控制为1μm～2μm，铜面粗糙度(Rz)控制为2μm～4μm。
3.根据权利要求1所述的一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法，其特征在于，步骤(1)所述压贴感光干膜中，贴膜速度控制为1.5m/min～2.5m/min，贴膜压辘温度控制为95℃～110℃，贴膜压力控制为4.5kg/cm2～5.5kg/cm2。
4.根据权利要求1所述的一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法，其特征在于，步骤(2)具体为：曝光对位菲林底片采取负片成像方式，曝光能力控制为40mj/cm2～60mj/cm2，曝光灯的波长值控制为350nm～380nm，底片盲孔孔环在电路板盲孔孔径大小的基础上加大1.5mil～2mil，曝光对位精度要求控制为±25μm，使除盲孔外的所有区域的感光干膜在光照条件下发生聚合反应；盲孔及孔环部分通过浓度为0.8％～1％的碳酸钠溶液显影，将其铜面线路出来，实现仅盲孔部分开窗的效果。
5.根据权利要求1或4所述的一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法，其特征在于，步骤(2)中，在曝光前，将贴好感光干膜的电路板静置15min～30min，再进行曝光。
6.根据权利要求1所述的一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法，其特征在于，步骤(2)中，在显影前，将曝光出来的电路板静置15min～30min。
7.根据权利要求1所述的一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法，其特征在于，步骤(4)中，所述NaOH溶液质量浓度为3％～5％，浸泡时间为5min～10min，溶液温度控制为50℃～70℃；所述化学微蚀液中H2SO4浓度为150g/L～200g/L，H2O2浓度为100g/L～150g/L。
8.根据权利要求1所述的一种盲孔填铜电镀异常电路板的重工方法，其特征在于，所述的步骤(5)具体为：将减薄面铜的电路板采用化学沉积的方式使盲孔孔壁沉积一层薄铜，厚度为0.2μm～0.6μm；然后用喷射式垂直连续电镀线设备配合硫酸盐体系的电镀液对其进行填孔电镀，使盲孔填充率大于95％，即得到盲孔填充效果较好的电路板。
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