CN117241478B - 一种pcb双面及多层板水平电镀工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及PCB板生产技术领域，特别涉及一种PCB双面及多层板水平电镀工艺，包括以下步骤：a、预处理：对PCB板上下板面及PCB板上的多个通孔及盲孔进行清理；b、金属沉积：对PCB板上的多个通孔及盲孔进行沉铜；c、镀铜：对沉铜后的通孔及盲孔进行电镀；d、后处理：对PCB板进行清洁，对PCB板面层及PCB板上的多个通孔及盲孔进行清理，可去除PCB板表面以及通孔及盲孔内的污物，避免在对PCB板进行金属沉积之前，沉积的金属无法有效附着在孔壁上，导致金属沉积不能完全沉积，或沉积的附着力不足，防止在进行后续电镀时出现漏镀、脱镀，孔内镀层不均等现象，保障PCB板双面铜层或任意层之间的导电层连通，实现信号的传输。
Description
技术领域
本发明涉及PCB板生产技术领域，特别涉及一种PCB双面及多层板水平电镀工艺。
背景技术
水平电镀（Horizontal Plating）是一种常见的PCB板（PCB）电镀方法，用于在PCB表面形成金属层，通常是铜层。水平电镀方法具有以下特点：工艺原理：水平电镀使用水平电解槽，将PCB浸泡在电解液中。通过施加电流，金属离子从阳极释放出来，沉积在PCB表面形成金属层。同时，阴极上的反应产生氢气，通过气泡的形成提供对PCB表面均匀镀层的机会。均匀性：水平电镀能够在PCB表面实现相对均匀的镀层，因为电解槽中的搅拌和气泡提供了较好的物理扰动，帮助溶液在PCB表面均匀分布。这样可以避免镀层厚度不均匀或出现不良的电镀效果。控制性：水平电镀过程可以在一定程度上控制镀层的厚度。通过调整电流密度、温度、时间等参数，可以实现所需的厚度，并保持一致性。高速镀层：相对于其他电镀方法，水平电镀通常具有较快的镀层速度。这使得水平电镀在高产量和高效率的PCB制造中广泛应用。需要注意的是，水平电镀对PCB的表面平整度有一定要求。如果PCB表面不平坦或存在凹陷，可能会导致镀层不均匀或出现结构问题。因此，在水平电镀之前，通常会进行PCB的表面处理和准备工作，以确保表面光洁度和扁平度。
然而现有技术，在使用过程中仍存在一些不足之处，例如专利号为：CN201110145077.4的一种PCB板掩膜电镀工艺，电镀工艺包括下述步骤：A、钻孔：在电路板基板上根据需要钻出机械孔和导通孔；B、贴膜：在钻好孔的电路板基板上贴上钻好孔的绝缘膜；C、镀铜：对导通孔进行加厚电镀；D、揭膜：揭掉贴在电路板基板上的绝缘膜；E、对电路板进行后期处理，该工艺在电镀时，直接将铜离子电镀到导通孔上，电镀的铜离子易受导通孔内的污物影响，导致电镀后金属与导通孔的结合不良，进而产生质量问题。
发明内容
本发明提供一种PCB双面及多层板水平电镀工艺，用以解决背景技术提出的情况。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种PCB双面及多层板水平电镀工艺，包括以下步骤：
a、预处理：对PCB板上下板面及PCB板上的多个通孔及盲孔进行清理；
b、金属沉积：对PCB板上的多个通孔及盲孔进行沉铜；
c、镀铜：对沉铜后的通孔及盲孔进行电镀；
d、后处理：对PCB板进行清洁。
优选的是，对PCB板上下板面及PCB板上的多个通孔及盲孔进行清理的具体方法为：
采用磨板对PCB板表面以及PCB板上的通孔和盲孔边进行处理，去除PCB板表面污物及氧化物；去除通孔和盲孔的孔边披峰；
对PCB板进行清洗。
优选的是，步骤b还包括：对PCB板进行除胶。
优选的是，对PCB板进行清洗的具体方法为：
通过水洗或化学洗去除PCB板表面以及PCB板上的通孔和盲孔内的污物。
优选的是，对PCB板进行除胶的具体方法为：
采用等离子或化学方式对钻孔时造成通孔及盲孔孔壁的钻污进行去除。
优选的是，对PCB板上的多个通孔及盲孔进行沉铜的具体方法为：
采用化学沉积的方法在通孔及盲孔孔壁内层沉积一层金属铜导通层。
优选的是，对沉铜后的通孔及盲孔进行电镀的具体方法为：
将PCB板置于铜离子电解液中，PCB板作为阴极，在铜离子电解液中放置不熔性阳极，阴极和不熔性阳极分别与脉冲式整流机连接，对铜离子电解液通电，铜离子在PCB板中的通孔、盲孔及金属铜导通层上还原为铜，至PCB板中的通孔、盲孔及金属铜导通层还原铜层的镀层均匀后结束电镀。
优选的是，其中，金属铜导通面铜与通孔和盲孔孔壁铜镀层厚比达到1：1。
优选的是，对PCB板进行清洁的具体方法为：对PCB板进行表面以及PCB板上的通孔和盲孔清洗，去除表面残留的化学成份，并防止铜层氧化。
优选的是，磨板包括打磨件，打磨件包括：研磨管、动力壳、齿环、卸料壳和螺旋研磨条，研磨管一端与卸料壳转动连接，研磨管穿入至动力壳的另一端安装有齿环，齿环通过齿轮与动力壳内的电机啮合连接，研磨管上等距设有多个螺旋研磨条，每个螺旋研磨条与PCB板上表面摩擦配合，PCB板安装在夹具工装上，夹具工装设置在动力壳与卸料壳之间。
本发明的有益效果如下：
在本发明的方案中：
1.对PCB板面层及PCB板上的多个通孔及盲孔进行清理，可去除PCB板表面以及通孔及盲孔内的污物，避免在对PCB板进行金属沉积之前，沉积的金属无法有效附着在孔壁上，导致金属沉积不能完全沉积，或沉积的附着力不足，防止在进行后续电镀时出现漏镀、脱镀，孔内镀层不均等现象，保障PCB板双面铜层或任意层之间的导电层连通，实现信号的传输；
2.PCB板的通孔及盲孔在金属沉积后进行电镀，使电镀的金属铜在通孔及盲孔内形成厚度均匀的电镀层，实现孔内导通层的稳固；
3.通过对通孔及盲孔内的氧化物与污物进行去除，对通孔及盲孔进行镀铜之前对其进行清洁，为金属沉积提供洁净的结合面，并提高金属在通孔及盲孔内的结合强度；
4.对通孔及盲孔孔边的披锋进行去除，避免在金属沉积时金属结合在披锋表面，造成金属的浪费，提高生产的成本；
5.采用等离子或化学方式对钻孔造成通孔及盲孔孔壁的钻污进行去除，为后续工序金属导通层沉积创造干净整齐的孔壁，提高结合力，金属与通孔及盲孔孔壁的结合力。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的研磨装置主体结构示意图；
图3为本发明的齿环安装位置示意图；
图4为本发明的第二齿环安装位置示意图；
图5为本发明的螺桨片安装位置示意图；
图6为本发明的卸料件结构示意图；
图7为本发明的密封盘安装位置示意图。
其中：打磨件1、夹具工装2、研磨管3、动力壳4、定位管5、齿环6、插管7、第二齿环8、插杆9、导管10、卸料件11、卸料壳12、螺桨片13、螺旋研磨条14、抽吸孔15、卸料管16、称重柱17、斜齿条18、斜齿柱19、密封盘20。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：参考图1，一种PCB双面及多层板水平电镀工艺，包括以下步骤：
a、预处理：对PCB板上下板面及PCB板上的多个通孔及盲孔进行清理；
b、金属沉积：对PCB板上的多个通孔及盲孔进行沉铜；
c、镀铜：对沉铜后的通孔及盲孔进行电镀；
d、后处理：对PCB板进行清洁。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
对准备好的PCB板进行预处理，对PCB板上下板面及PCB板上的多个通孔及盲孔进行清理，可去除PCB板表面以及通孔及盲孔内的污物，避免在对PCB板进行金属沉积之前，沉积的金属附着在污物上，导致金属沉积不能完全沉积，或沉积的附着力不足，进而在进行后续电镀时出现漏镀、脱镀，孔内镀层不均等现象，无法实现PCB板双面铜层或任意层之间的导电层连通，最终不能实现信号传输，功能丧失；PCB板的通孔及盲孔在金属沉积后进行电镀，使电镀的金属铜在通孔及盲孔内形成厚度均匀的电镀层，实现孔内导通层的稳固。
对PCB板上下板面及PCB板上的多个通孔及盲孔进行清理的具体方法为：
采用磨板对PCB板表面以及PCB板上的通孔和盲孔边进行处理，去除PCB板表面污物及氧化物；去除通孔和盲孔的孔边披峰；
对PCB板进行清洗。
步骤b还包括：对PCB板进行除胶。
对PCB板进行清洗的具体方法为：
通过水洗或化学洗去除PCB板表面以及PCB板上的通孔和盲孔内的污物。
对PCB板进行除胶的具体方法为：
采用等离子或化学方式对钻孔时造成通孔及盲孔孔壁的钻污进行去除。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
在对PCB板进行通孔及盲孔的钻进时，高速转动的钻头因与PCB板摩擦生热，导致PCB板内的环氧树脂进行热熔，冷却后又凝结在通孔及盲孔侧壁上难于清理，通过等离子或化学方式对凝固的环氧树脂进行清理，得到清洁的孔壁，为金属沉积提供洁净的结合面，并提高金属在通孔及盲孔内的结合强度；对通孔孔边及盲孔孔边的披锋进行去除，避免在金属沉积时金属结合在披锋表面，造成金属的浪费，提高生产的成本。
对PCB板上的多个通孔及盲孔进行沉铜的具体方法为：
采用化学沉积的方法在通孔及盲孔孔壁内层沉积一层金属铜导通层。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
采用化学沉积的方法在通孔及盲孔孔壁内层沉积一层导通层，可实现PCB板双面或PCB板内多层之间的互连，从而进行通孔及盲孔金属化的导通，为后工序镀铜实现一层可镀底层。
对沉铜后的通孔及盲孔进行电镀的具体方法为：
将PCB板置于铜离子电解液中，PCB板作为阴极，在铜离子电解液中放置不熔性阳极，阴极和不熔性阳极分别与脉冲式整流机连接，对铜离子电解液通电，铜离子在PCB板中的通孔、盲孔及金属铜导通层上还原为铜，至PCB板中的通孔、盲孔及金属铜导通层还原铜层的镀层均匀后结束电镀。
其中，金属铜导通面铜与通孔和盲孔孔壁铜镀层厚比达到1：1。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
采用电化学的方式对PCB板进行通孔及盲孔及面层导通层进行铜层加厚，PCB板作为阴极，不熔性阳极置于铜离子电解液中，电镀时导通层表面铜离子还原为铜，采用脉冲式整流机为阴极和不熔性阳极，实现铜层的镀层均匀，并实现通孔及盲孔内导通层的稳固结合，并可实现PCB板面铜和通孔及盲孔内的铜镀层厚比最高达1：1，实现表铜节铜目的，实现成本节约。
对PCB板进行清洁的具体方法为：对PCB板进行表面及通孔及盲孔的清洗，去除表面残留的化学成份，并防止铜层氧化。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
对PCB板进行表面以及PCB板上的通孔和盲孔清洗，去除表面残留的化学成份，并防止铜层在使用之前发生氧化，提高了生产过程中的良品率；
对PCB板进行清洁，将清洁后的PCB板进行回收，为PCB板的使用做准备。
实施例2：参考图2-图7，磨板包括打磨件1，打磨件1包括：研磨管3、动力壳4、齿环6、卸料壳12和螺旋研磨条14，研磨管3一端与卸料壳12转动连接，研磨管3穿入至动力壳4的另一端安装有齿环6，齿环6通过齿轮与动力壳4内的电机啮合连接，研磨管3上等距设有多个螺旋研磨条14，每个螺旋研磨条14与PCB板上表面摩擦配合，PCB板安装在夹具工装2上，夹具工装2设置在动力壳4与卸料壳12之间。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
电机转动带动与之啮合连接的齿环6转动，齿环6带动研磨管3转动，研磨管3上的多个螺旋研磨条14对夹具工装2上的PCB板表面进行打磨，通过设置螺旋研磨条14，可对PCB板表面进行均匀的打磨，同时两个螺旋研磨条14与可对研磨管3侧壁之间可对打磨出的粉末进行引导，提高了打磨粉末的收集效果，防止粉末的飞散，提高了工作现场的洁净度，降低了装置的清理难度。
打磨件1还包括：插管7，插管7转动安装在研磨管3内壁的密封盘20上，密封盘20一侧与研磨管3端部内壁形成圆形安装槽，插管7位于圆形安装槽的侧壁上装有第二齿环8，第二齿环8与行星齿一侧啮合连接，行星齿转动安装在动力壳4内壁上的定位管5内，行星齿另一侧与研磨管3位于圆形安装槽内壁上的齿环啮合连接，每两个螺旋研磨条14相对面与研磨管3侧壁形成螺旋槽，螺旋槽底壁等距开有多个抽吸孔15，插管7侧壁与螺桨片13一端连接，螺桨片13另一端与插杆9端部侧壁连接，插杆9端部与卸料件11连接，插杆9滑动安装在插管7内，插杆9另一端穿出至定位管5端壁外。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
研磨管3转动后，研磨管3中的插管7端部侧壁的第二齿环8通过转动连接在定位管5内的行星齿与研磨管3内壁的齿环啮合连接，研磨管3正转带动行星齿正转，行星齿正转带动第二齿环8反转，插管7反转，插管7通过密封盘20与研磨管3做反向转动，通过设置密封盘20，防止打磨粉末进入至定位管5内，避免了装置因粉末的堆积导致故障的发生，同时密封盘20与插管7转动连接，使插管7在研磨管3内提高了转动的稳定性；
插管7侧壁连接有螺桨片13一端，螺桨片13另一端与插杆9端部侧壁连接，插杆9滑动连接在插管7内，螺桨片13在研磨管3内的转动，降低了抽吸孔15处的气压，经过了螺旋槽收集的打磨粉末被吸入至研磨管3内，减少了装置中结构的设置，降低了生产的成本；
同时螺桨片13侧壁与研磨管3内壁相对滑动，可将抽吸至装置内的粉末进行运送，防止装置内的粉末堆积，导致抽吸效果的下降，并进一步的防止粉末的飞散；
通过设置螺桨片13与研磨管3相对转动，提高了装置内的装置相对运动的速度的同时，也提高了装置内产生的负压，在不添加零件的基础上，提高了抽吸的效率。
卸料件11包括：导管10、卸料管16、称重柱17、斜齿条18和斜齿柱19，安装在卸料壳12侧壁上的导管10一端与研磨管3端部转动连接，导管10侧壁与卸料管16顶端连接，卸料管16内滑动连接有称重柱17，称重柱17底端通过弹簧与卸料壳12内底壁连接，称重柱17顶端的斜面朝向卸料管16侧壁的卸料口设置，卸料口与输送管一端连接，输送管另一端与卸料壳12侧壁的第二卸料口连接，第二卸料口设置在卸料口下方，称重柱17侧壁通过连杆与斜齿条18连接，斜齿条18底端滑动连接在卸料壳12内，斜齿条18与斜齿柱19啮合连接，斜齿柱19与滑动连接在导管10内的引导柱一端连接，引导柱另一端与插杆9端部转动连接。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
电机启动后，螺桨片13在研磨管3内转动，研磨管3通过抽吸孔15将PCB板表面的粉末抽吸至研磨管3内，通过螺桨片13运送至导管10内，导管10内的粉末落在称重柱17顶端的斜面上，粉末经过斜面的引导通过卸料口、输送管和第二卸料口排出至回收装置内，避免的粉末的飞散；当研磨管3长时间工作后，研磨管3上的抽吸孔15被粉末部分堵塞，螺桨片13输送至称重柱17顶端的斜面上的粉末重量减轻，称重柱17在其底端的弹簧的弹力作用下向上移动，称重柱17同时通过连杆带动斜齿条18向上运动，与斜齿条18啮合连接的斜齿柱19带动引导柱向导管10内移动，引导柱对插杆9进行挤压，与插杆9连接的螺桨片13的一端同步运动，螺桨片13的另一端固定在插管7侧壁上，螺桨片13内壁与插管7侧壁滑动配合，使螺桨片13被压缩，螺桨片13在研磨管3内的螺距减小，通过设置可压缩的螺桨片13，在其位于研磨管3内的螺距减小后，机构对于粉末的抽吸的负压增大，高效的将粉末从抽吸孔15内去除，避免机构因堵塞造成抽吸效果的下降；同时通过零部件之间的联动，简化了结构的设置，降低了装置生产的成本；通过在称重柱17顶端设置朝向卸料口的斜面，可在对粉末进行引导的同时，准确的根据抽吸效果，对装置抽吸力度进行调节；
通过在称重柱17底端通过连杆与斜齿条18连接，充分的利用了装置内的空间；同时通过斜齿条18与斜齿柱19啮合传动，提高了运动的精度，降低了装置运动时的噪音，斜齿柱19与引导柱一端连接，引导柱另一端与插杆9端部转动连接，机构将转动转化为插杆9的直线运动，进一步的减少了零部件的设置。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。
Claims (8)
1.一种PCB双面及多层板水平电镀工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a、预处理：对PCB板上下板面及PCB板上的多个通孔及盲孔进行清理；
b、金属沉积：对PCB板上的多个通孔及盲孔进行沉铜；
c、镀铜：对沉铜后的通孔及盲孔进行电镀；
d、后处理：对PCB板进行清洁；
对PCB板上下板面及PCB板上的多个通孔及盲孔进行清理的具体方法为：
采用磨板对PCB板表面以及PCB板上的通孔和盲孔边进行处理，去除PCB板表面污物及氧化物；去除通孔和盲孔的孔边披峰；
对PCB板进行清洗；
磨板包括打磨件（1），打磨件（1）包括：研磨管（3），研磨管（3）一端与卸料壳（12）转动连接，研磨管（3）穿入至动力壳（4）的另一端安装有齿环（6），齿环（6）通过齿轮与动力壳（4）内的电机啮合连接，研磨管（3）上等距设有多个螺旋研磨条（14），螺旋研磨条（14）与PCB板上表面摩擦配合，PCB板安装在夹具工装（2）上，夹具工装（2）设置在动力壳（4）与卸料壳（12）之间；
打磨件（1）还包括：插管（7），插管（7）转动安装在研磨管（3）内壁的密封盘（20）上，密封盘（20）一侧与研磨管（3）端部内壁形成圆形安装槽，插管（7）位于圆形安装槽的侧壁上装有第二齿环（8），第二齿环（8）与行星齿一侧啮合连接，行星齿转动安装在动力壳（4）内壁上的定位管（5）内，行星齿另一侧与研磨管（3）位于圆形安装槽内壁上的齿环啮合连接，每两个螺旋研磨条（14）相对面与研磨管（3）侧壁形成螺旋槽，螺旋槽底壁等距开有多个抽吸孔（15），插管（7）侧壁与螺桨片（13）一端连接，螺桨片（13）另一端与插杆（9）端部侧壁连接，插杆（9）端部与卸料件（11）连接，插杆（9）滑动安装在插管（7）内，插杆（9）另一端穿出至定位管（5）端壁外；
螺桨片（13）侧壁与研磨管（3）内壁相对滑动；
螺桨片（13）与研磨管（3）相对转动；
卸料件（11）包括：导管（10）、卸料管（16）、称重柱（17）、斜齿条（18）和斜齿柱（19），安装在卸料壳（12）侧壁上的导管（10）一端与研磨管（3）端部转动连接，导管（10）侧壁与卸料管（16）顶端连接，卸料管（16）内滑动连接有称重柱（17），称重柱（17）底端通过弹簧与卸料壳（12）内底壁连接，称重柱（17）顶端的斜面朝向卸料管（16）侧壁的卸料口设置，卸料口与输送管一端连接，输送管另一端与卸料壳（12）侧壁的第二卸料口连接，第二卸料口设置在卸料口下方，称重柱（17）侧壁通过连杆与斜齿条（18）连接，斜齿条（18）底端滑动连接在卸料壳（12）内，斜齿条（18）与斜齿柱（19）啮合连接，斜齿柱（19）与滑动连接在导管（10）内的引导柱一端连接，引导柱另一端与插杆（9）端部转动连接；
研磨管（3）通过抽吸孔（15）将PCB板表面的粉末抽吸至研磨管（3）内，通过螺桨片（13）运送至导管（10）内，导管（10）内的粉末落在称重柱（17）顶端的斜面上。
2.根据权利要求1所述的一种PCB双面及多层板水平电镀工艺，其特征在于，步骤b还包括：对PCB板进行除胶。
3.根据权利要求1所述的一种PCB双面及多层板水平电镀工艺，其特征在于，对PCB板进行清洗的具体方法为：
通过水洗或化学洗去除PCB板表面以及PCB板上的通孔和盲孔内的污物。
4.根据权利要求2所述的一种PCB双面及多层板水平电镀工艺，其特征在于，对PCB板进行除胶的具体方法为：
采用等离子或化学方式对钻孔时造成通孔及盲孔孔壁的钻污进行去除。
5.根据权利要求1所述的一种PCB双面及多层板水平电镀工艺，其特征在于，对PCB板上的多个通孔及盲孔进行沉铜的具体方法为：
采用化学沉积的方法在通孔及盲孔孔壁内层沉积一层金属铜导通层。
6.根据权利要求1所述的一种PCB双面及多层板水平电镀工艺，其特征在于，对沉铜后的通孔及盲孔进行电镀的具体方法为：
将PCB板置于铜离子电解液中，PCB板作为阴极，在铜离子电解液中放置不熔性阳极，阴极和不熔性阳极分别与脉冲式整流机连接，对铜离子电解液通电，铜离子在PCB板中的通孔、盲孔及金属铜导通层上还原为铜，至PCB板中的通孔、盲孔及金属铜导通层还原铜层的镀层均匀后结束电镀。
7.根据权利要求6所述的一种PCB双面及多层板水平电镀工艺，其特征在于，其中，金属铜导通面铜与通孔和盲孔孔壁铜镀层厚比达到1：1。
8.根据权利要求1所述的一种PCB双面及多层板水平电镀工艺，其特征在于，对PCB板进行清洁的具体方法为：对PCB板进行表面以及PCB板上的通孔和盲孔清洗，去除表面残留的化学成份，并防止铜层氧化。
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| 谈铝基双面、多层印制板工艺技术;夏国伟;王忱;李加余;黄慧;童福生;;印制电路信息(第10期) * |
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