專利名稱：一種電路板通孔盲孔電鍍方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印制電路板領(lǐng)域，主要是在高層高密度(HLC+HDI)互聯(lián)印制電路板制 作領(lǐng)域，尤其涉及一種印制電路板通孔盲孔電鍍的方法。
背景技術(shù)：
印制電路板(PCB)在制作過(guò)程中，會(huì)進(jìn)行通孔和盲孔的制作，通孔是用機(jī)械鉆機(jī) 和鉆針鉆出來(lái)的，盲孔是用激光鉆機(jī)的激光燒蝕出來(lái)的，通孔用來(lái)實(shí)現(xiàn)多層板中任意層之 間的導(dǎo)通互連，而盲孔用來(lái)實(shí)現(xiàn)多層板中外層與次層之間的導(dǎo)通互連。
在印制電路板(PCB)后續(xù)的硫酸銅電鍍技術(shù)中，針對(duì)電路板上通孔和盲孔進(jìn)行電 鍍時(shí)的要求不一樣，針對(duì)高板厚孔徑比通孔藥水組分通常采用高酸低銅，以提高深鍍能力 (though power)；針對(duì)激光微盲孔藥水組分通常采用高銅低酸，以提高盲孔電鍍能力。由此 可知通孔電鍍和盲孔電鍍的藥水組分是相反的。
當(dāng)高板厚孔徑比通孔和激光微盲孔同時(shí)電鍍時(shí)，會(huì)存在以下問(wèn)題
在保證高板厚孔徑比通孔品質(zhì)時(shí)，需要采用高酸低銅進(jìn)行電鍍，這時(shí)常出現(xiàn)盲孔 銅厚不足的問(wèn)題，在熱應(yīng)力和熱沖擊測(cè)試過(guò)程中盲孔容易產(chǎn)生銅斷，電阻變大而失效；
在保證激光微盲孔電鍍品質(zhì)時(shí)，需要采用高銅低酸進(jìn)行電鍍，常出現(xiàn)通孔“狗骨” 現(xiàn)象，也就是孔邊銅厚，孔中心銅通厚不足，在熱應(yīng)力和熱沖擊測(cè)試過(guò)程中孔銅容易產(chǎn)生斷 裂，電阻變大甚至開(kāi)路失效。
以上問(wèn)題是行業(yè)普遍存在的技術(shù)難題，大多數(shù)業(yè)者采用低電流長(zhǎng)時(shí)間的作業(yè)方法 (常見(jiàn)的參數(shù)設(shè)定電流密度5-7ASF，電鍍時(shí)間360分鐘)，但存在成本高、效率低的缺點(diǎn)， 而且長(zhǎng)時(shí)間的浸泡，板間吸濕，在焊接過(guò)程中常出現(xiàn)爆板等可靠性問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種通孔盲孔電鍍方法，解決 高層高密度互聯(lián)印制電路板高板厚孔徑比通孔和激光微盲孔同時(shí)電鍍產(chǎn)生的成本高、效率 低、爆板、電阻變大甚至失效的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明的具體方法包括以下步驟
一種電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟
A 進(jìn)行化學(xué)沉銅操作；
B 將電鍍藥水組分進(jìn)行分解，調(diào)整為高銅低酸進(jìn)行第一次電鍍；
C 將電鍍藥水組分進(jìn)行分解，調(diào)整為高酸低銅進(jìn)行第二次電鍍。
進(jìn)一步，所述高銅低酸的配置為所述電鍍藥水中硫酸與銅離子的質(zhì)量比小于 10 1。
進(jìn)一步，通過(guò)添加硫酸銅加大銅離子的濃度，形成高銅低酸。
進(jìn)一步，所述高酸低銅的配置為所述電鍍?nèi)芤褐辛蛩崤c銅離子的質(zhì)量比大于 14 1。
進(jìn)一步，添加濃硫酸提高硫酸濃度，形成高酸低銅。
進(jìn)一步，所述電鍍藥水為硫酸銅電鍍藥水。
進(jìn)一步，在第二次電鍍之后還包括干膜的操作。
進(jìn)一步，所述第一次電鍍和第二次電鍍的時(shí)間與電路板板厚孔徑比成正比。
進(jìn)一步，所述第一次電鍍和第二次電鍍的時(shí)間與電路板板銅厚成正比。
進(jìn)一步，進(jìn)行振動(dòng)、搖擺和打氣操作，加速溶液在通孔中的流動(dòng)，確保鍍液在通孔 孔壁有足夠的銅離子供應(yīng)。
通過(guò)本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與行業(yè)常見(jiàn)的做法相比，電鍍所需的時(shí)間短，生產(chǎn)效 率可提高2倍；另一方面，所用電流密度大小適中，更有利于電鍍銅的晶體排布，電鍍銅的 延伸率和延展性相對(duì)高，可有效地提高通孔和盲孔的電鍍可靠性。


圖1為本發(fā)明方法的流程圖2為本發(fā)明實(shí)施例中電路板示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種通孔盲孔電鍍方法，解決高層高密度互聯(lián)印制電路板高板厚孔徑 比通孔和激光微盲孔同時(shí)電鍍產(chǎn)生的成本高、效率低、爆板、電阻變大甚至失效的技術(shù)問(wèn) 題。本發(fā)明的核心是采用兩次電鍍的技術(shù)來(lái)解決高比值(電路板板厚與孔徑的比值)電路 板的通孔與盲孔電鍍難題，主要是針對(duì)板厚孔徑比大于6 1的電路板。
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
首先在電路板上鉆出相應(yīng)的通孔以及盲孔，由于這一技術(shù)是業(yè)界常用的技術(shù)，在 此不具體闡述。
以14層1+12+1結(jié)構(gòu)高層高密度互聯(lián)印制電路板通孔盲孔同時(shí)電鍍?yōu)槔f(shuō)明本發(fā) 明的具體實(shí)施方式
。
以下是14層板的具體參數(shù)
內(nèi)層 core:75um;
板厚2.Omm ；
最小通孔孔徑200um ；
板厚孔徑比10 1 ；
盲孔孔徑100um。
具體實(shí)現(xiàn)方法為
1)首先采用經(jīng)過(guò)化學(xué)沉銅工序，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在通孔孔壁沉積上一層薄銅，電鍍 時(shí)起導(dǎo)通作用。
化學(xué)鍍銅溶液為強(qiáng)堿性，甲醛的還原能力取決于溶液中的堿性強(qiáng)弱程度，即溶液 的PH值。在強(qiáng)堿條件下，要保證Cu2+離子不形成，Cu (OH) 2沉淀，必須加入足夠的Cu2+離 子絡(luò)合劑，在催化劑(Pd或Cu)存在的條件下反應(yīng)沉積出金屬銅。
化學(xué)反應(yīng)如下
Cu2++2HCH0+40H- — CuO 丨 +2HC00-+H2 丨 +2H20
反應(yīng)產(chǎn)生的單質(zhì)Cu沉積在通孔盲孔孔壁，在下一步電鍍時(shí)起到導(dǎo)通作用。
2)經(jīng)過(guò)化學(xué)沉銅后，進(jìn)行第一次電鍍流程，此步流程是本發(fā)明關(guān)鍵步驟之一，主要 操作為
將常規(guī)的硫酸銅電鍍藥水組分進(jìn)行配對(duì)分解，先調(diào)整為高銅低酸，加大銅離子 (Cu2+)的濃度，此處加大銅離子濃度采用添加五水硫酸銅來(lái)調(diào)整。
高銅低酸的濃度與層數(shù)、通孔、盲孔的個(gè)數(shù)和面積無(wú)關(guān)，與板厚度和孔徑大小有 關(guān)，板厚度與孔徑的比值越大，電鍍的難度系數(shù)越大，電流密度將減小，電鍍時(shí)間也越長(zhǎng)。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，第一次電鍍時(shí)電鍍藥水中硫酸與銅離子 的質(zhì)量比應(yīng)小于10 1。
對(duì)于電鍍時(shí)間，與電路板板厚孔徑比成正比，同時(shí)，也與電路板銅厚成正比。本實(shí) 施例中第一次電鍍的最優(yōu)電鍍時(shí)間為60分鐘。當(dāng)然本發(fā)明的保護(hù)范圍不限60分鐘，可以 在60分鐘附近都可以。電鍍最優(yōu)電流為14安培/平方英尺。同樣，也是最優(yōu)電流，可以 在14安培/平方英尺附近。
經(jīng)過(guò)上述的高銅低酸的配比，在添加劑的協(xié)助下，在激光盲孔內(nèi)存在的大量銅離 子Cu2+得到兩個(gè)電子( -)后形成銅Cu單質(zhì)沉積在激光盲孔孔壁，同時(shí)在通孔孔壁也可 沉積上一層薄銅。由于時(shí)間短(60min)，不會(huì)在通孔兩邊形成“狗骨”現(xiàn)象，有利于下一步的 通孔電鍍。銅離子Cu2+在激光盲孔孔壁形成銅單質(zhì)沉積的反應(yīng)式為
Cu2++2e- — CuO I
3)經(jīng)過(guò)第一次電鍍后，再進(jìn)行電鍍第二次電鍍流程，此步流程也是本發(fā)明關(guān)鍵的 步驟之一，通過(guò)本流程后，即完成高層高密度互聯(lián)印制電路板的通孔盲孔電鍍，此步驟將常 規(guī)的硫酸銅電鍍藥水組分進(jìn)行配對(duì)分解，調(diào)整為高酸低銅。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，第二次電鍍時(shí)電鍍藥水中硫酸與銅離子 的質(zhì)量比應(yīng)大于14 1。
同樣，第二次電鍍時(shí)間，與電路板板厚孔徑比成正比，同時(shí)，也與電路板銅厚成正 比。本實(shí)施例中第二次電鍍的最優(yōu)時(shí)間為120分鐘，當(dāng)然本發(fā)明的保護(hù)范圍不限120分鐘， 可以在120分鐘附近都可以。電鍍最優(yōu)電流為14安培/平方英尺。同樣，也是最優(yōu)電流， 可以在14安培/平方英尺附近。
第二次電鍍的具體操作為加大硫酸(H2S04)的濃度，鍍液中的硫酸濃度是通過(guò) 添加98%的濃硫酸來(lái)提高，以提高溶液的導(dǎo)電性，再通過(guò)振動(dòng)、搖擺和打氣，加速溶液在通 孔中的流動(dòng)，即減弱鍍液在通孔中的“層流”現(xiàn)象，確保鍍液在通孔孔壁有足夠的銅離子 Cu2+供應(yīng)，當(dāng)銅離子Cu2+到兩個(gè)電子( -)后形成銅Cu單質(zhì)沉積在通孔孔壁，通過(guò)適當(dāng)?shù)?時(shí)間(一般為120min)即可在通孔孔壁形成所需厚度的銅層，完成印制電路板的電鍍，實(shí)現(xiàn) 任意層間的互聯(lián)導(dǎo)通。
下面對(duì)震動(dòng)、搖擺和打氣操作進(jìn)行闡述
震動(dòng)也是通過(guò)馬達(dá)帶動(dòng)，按照一定的頻率進(jìn)行震動(dòng)，加速孔內(nèi)鍍液循環(huán)，并消除 氣泡。
搖擺通過(guò)馬達(dá)帶動(dòng)掛板架來(lái)回?cái)[動(dòng)，加速孔內(nèi)鍍液流動(dòng)。
打氣在電鍍缸的底部安裝打氣管，打氣管與鼓風(fēng)機(jī)相連，通過(guò)打氣是鍍液涌動(dòng)而 變的均勻，加速鍍液在孔內(nèi)的流動(dòng)。
在第二次電鍍之后進(jìn)行干膜操作，其與現(xiàn)有技術(shù)的操作過(guò)程是一樣的。在此不再 詳細(xì)闡述。
采用本發(fā)明技術(shù)進(jìn)行高層高密度互聯(lián)印制電路板通孔盲孔電鍍，時(shí)間短效率高， 與行業(yè)常見(jiàn)的做法相比，電鍍所需的時(shí)間短，通常效率可提高2倍以上。而且可完全解決行 業(yè)長(zhǎng)期存在的盲孔銅厚不足和通孔“狗骨”等技術(shù)難題，大幅提高產(chǎn)品的可靠性。
另一方面，所用電流密度大小適中，更有利于電鍍銅的晶體排布，電鍍銅的延伸率 和延展性相對(duì)高，可有效地提高通孔和盲孔的電鍍可靠性。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟A 進(jìn)行化學(xué)沉銅操作；B 將電鍍藥水組分進(jìn)行分解，調(diào)整為高銅低酸進(jìn)行第一次電鍍；C 將電鍍藥水組分進(jìn)行分解，調(diào)整為高酸低銅進(jìn)行第二次電鍍。
2.如權(quán)利要求1所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于所述高銅低酸的配置 為所述電鍍藥水中硫酸與銅離子的質(zhì)量比小于10 1。
3.如權(quán)利要求2所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于步驟B的具體操作為 通過(guò)添加硫酸銅加大銅離子的濃度，形成高銅低酸。
4.如權(quán)利要求1所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于所述高酸低銅的配置 為所述電鍍?nèi)芤褐辛蛩崤c銅離子的質(zhì)量比大于14 1。
5.如權(quán)利要求4所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于步驟C的具體操作為 添加濃硫酸提高硫酸濃度，形成高酸低銅。
6.如權(quán)利要求1所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于所述電鍍藥水為硫酸 銅電鍍藥水。
7.如權(quán)利要求1-6所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于，在第二次電鍍之后 還包括干膜的操作。
8.如權(quán)利要求7所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于，所述第一次電鍍和第 二次電鍍的時(shí)間與電路板板厚孔徑比成正比。
9.如權(quán)利要求7所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于，所述第一次電鍍和第 二次電鍍的時(shí)間與電路板板銅厚成正比。
10.如權(quán)利要求1所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于步驟C進(jìn)一步包括以 下操作進(jìn)行振動(dòng)、搖擺和打氣操作，加速溶液在通孔中的流動(dòng)，確保鍍液在通孔孔壁有足夠的 銅離子供應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電路板通孔盲孔電鍍的方法，解決高層高密度互聯(lián)印制電路板高板厚孔徑比通孔和激光微盲孔同時(shí)電鍍產(chǎn)生的成本高、效率低、爆板、電阻變大甚至失效的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的主要方法為進(jìn)行化學(xué)沉銅操作；將電鍍藥水組分進(jìn)行分解，調(diào)整為高銅低酸進(jìn)行第一次電鍍；將電鍍藥水組分進(jìn)行分解，調(diào)整為高酸低銅進(jìn)行第二次電鍍。本發(fā)明的效果是電鍍所需的時(shí)間短，生產(chǎn)效率可提高2倍；另一方面，所用電流密度大小適中，更有利于電鍍銅的晶體排布，電鍍銅的延伸率和延展性相對(duì)高，有效地提高通孔和盲孔的電鍍可靠性。
文檔編號(hào)C25D7/00GK102036509SQ20091009318
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者朱興華 申請(qǐng)人:北大方正集團(tuán)有限公司, 珠海方正科技多層電路板有限公司