一種基于激光活化技術(shù)的孔金屬化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及印制電路板孔金屬化方法，尤其涉及一種基于激光照射改性，再通過化學(xué)鍍使電路板微孔金屬化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多層印制電路板如HD1、多層剛撓結(jié)合板，需要通過通孔、盲孔或者疊孔的孔金屬化在層間實(shí)現(xiàn)電氣連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電路板高密度高布局效率的性能。孔金屬化是在電路板銅箔之間的介電材料如聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂浸潰玻璃布等材料上鉆孔，并在這些絕緣材料孔壁鍍上一層金屬，實(shí)現(xiàn)兩層或多層銅箔線路之間的導(dǎo)通。基于化學(xué)鍍工藝的孔金屬化是一種比較傳統(tǒng)的孔金屬化方法。
[0003]化學(xué)鍍是一種在材料表面形成均勻金屬鍍層的方法，特別是當(dāng)材料是樹脂、陶瓷等非金屬時(shí)，這些材料無法直接電鍍得到想要的金屬涂層，化學(xué)鍍則是非常好的選擇。化學(xué)鍍不僅操作簡單，而且得到的金屬鍍層質(zhì)量也比較高，鍍層均勻性好，孔隙率低。化學(xué)鍍的應(yīng)用范圍很廣，在印制電路板領(lǐng)域，用于通孔、盲孔或者疊孔的孔金屬化，還有化學(xué)鎳金，浸銀等工序。
[0004]通?？谆瘜W(xué)鍍要經(jīng)過前處理(粗化)、吸附、還原這三個(gè)主要過程，其中前處理對鍍層是否上鍍，鍍層質(zhì)量有極大的影響。特別是在孔壁表面非常光滑的情況，這個(gè)時(shí)候表面預(yù)處理就顯得十分重要。一般情況下，孔壁表面粗化可以使用化學(xué)微蝕處理，以達(dá)到表面改性，增加表面接觸面積，提高附著性。但是這種方法有較多局限性，在應(yīng)用的材料不同時(shí)要調(diào)整不同的配方，并且處理程度不易控制，容易降低材料表面平整度，影響后續(xù)鍍層質(zhì)量；對材料進(jìn)行蝕刻粗化，容易導(dǎo)致材料老化，壽命減少；另外，化學(xué)藥品的引入也帶來了環(huán)境健康等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在改善電路板微孔化學(xué)鍍前處理過程，提出了一種在電路板鉆孔的同時(shí)對孔壁催化活化的新工藝，通過這種工藝可以較為方便的實(shí)現(xiàn)印制電路板鉆孔和孔壁金屬化，對基材本身的破壞很小，并且鍍層附著性能好，適用表面非常光滑的材料。
[0006]本發(fā)明所述所采用的技術(shù)方案是:該方法包括以下步驟:
(1)激光定位鉆孔，并調(diào)節(jié)激光照射處理，使孔壁形成納米級孔洞；
(2)將催化粒子滲透入所述孔洞，吸附在鉆孔的表面，形成活化催化層；
(3)金屬通過化學(xué)鍍的方法在鉆孔孔壁表面形成鍍層。
[0007]進(jìn)一步地，在所述步驟(I)中，使用激光鉆孔的同時(shí)，調(diào)節(jié)激光照射，使孔壁出現(xiàn)納米級孔洞。
[0008]進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，所述催化粒子包括但不限于納米鈀，納米金，納米銀，納米碳。
[0009]進(jìn)一步地,所述步驟(2)中，所述活化催化層厚度為20nm?200nm。
[0010]進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，在形成活化催化層后，對材料表面進(jìn)行干燥。
[0011]進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，所述化學(xué)鍍包括但不限于化學(xué)鍍銅、鍍鎳、鍍銀、鍍金、鍍鎳磷硼。
[0012]進(jìn)一步地，在調(diào)節(jié)激光照射時(shí)，激光的脈沖能量控制在80_125mJ，聚焦高度控制在50-60mm，激光頻率控制在40-60kHz，激光脈沖寬度控制在102_120nm，光束直徑控制在15-20mmo
[0013]進(jìn)一步地，所述脈沖能量還可以控制在100-125 mj，聚焦高度還可以控制在50-60mm，激光頻率還可以控制在48-55 KHz，激光脈沖寬度控制在102_120nm，光束直徑控制在15-20mmo
[0014]進(jìn)一步地，所述催化粒子哦粒徑小于或等于lOOnm，所述催化粒子應(yīng)均勻懸浮在液態(tài)分散體系。
[0015]更進(jìn)一步地，所述化學(xué)鍍的鍍層厚度可以根據(jù)需要調(diào)整鍍液組分和化學(xué)鍍時(shí)間得到。
[0016]具體地，選擇需要加鍍層的鉆孔的電路板基材，并編制好激光輸入文件,加工出激光設(shè)備定位孔；
將基材置于激光加工設(shè)備中，使用激光定位鉆孔(鉆出的孔為微孔)，并調(diào)節(jié)激光照射處理，使孔壁形成納米級孔洞。具體是利用激光較大的單位面積功率將銅箔和介質(zhì)層鉆出微孔，同時(shí)使用激光照射孔壁，孔壁材料吸收能量溫度迅速升高達(dá)到熔點(diǎn)(紅外激光)，材料分子相繼從受熱區(qū)域逸出；或者激光能量打斷了材料分子鍵，破壞了金屬晶格(紫外激光)，使材料微粒脫離表面而留下微小的孔洞；
表面清洗，由于激光作用會帶來孔壁汽化污潰，利用等離子體可以對表面進(jìn)行清潔，也可以使用其他方法，比如清洗液超聲浸泡；
根據(jù)等離子體種類不同，在清理完畢后，材料微孔往往會攜帶正電或者負(fù)電；對于帶負(fù)電的催化劑微粒，需要使用酸/堿性調(diào)整，使微孔帶上正電；而對于帶正電的催化劑微粒，需要使用酸/堿性調(diào)整，使微孔帶上負(fù)電。
[0017]將調(diào)整完畢的材料浸潤到含有催化顆粒的溶液中，催化粒子滲透孔洞吸附在材料表面，形成活化催化層。催化劑溶液是由含有納米金屬膠體或者離子的穩(wěn)定分散溶液體系，納米金屬膠體或者離子作為后續(xù)還原形成金屬鍍層的催化中心，所以在材料表面需要有較強(qiáng)的吸附作用，甚至滲透到孔洞內(nèi)部，提高催化效果。常用的催化金屬如膠體鈀，納米銀，納米金等。催化層厚度可以在20nm-200nm范圍內(nèi)調(diào)整，也可以根據(jù)實(shí)際需要改變；
孔壁表面形成催化層后就有了進(jìn)行化學(xué)鍍的基礎(chǔ)，通常將基材浸潤到化學(xué)鍍液中，催化中心發(fā)生氧化還原反應(yīng)形成鍍層金屬，鍍層金屬上又發(fā)生自催化反應(yīng)，使得化學(xué)鍍過程繼續(xù)進(jìn)行，孔壁表面也相應(yīng)的形成了均勻的金屬鍍層；
鍍層厚度可以調(diào)整鍍液濃度和化學(xué)鍍時(shí)間滿足實(shí)際需要；
這個(gè)方法可以在印制電路板制作中得到應(yīng)用，在不用整板化學(xué)鍍的情況下，可以在化學(xué)鍍之前貼上圖形掩膜，通過曝光顯影暴露出需要鍍銅的部分，進(jìn)而再進(jìn)行鍍銅；或者在整板鍍銅后再使用蝕刻的方法形成導(dǎo)線圖案。
[0018]本發(fā)明利用激光照射孔壁完成表面粗化前處理過程，較為方便的實(shí)現(xiàn)表面改性，為催化劑的附體提供了良好的條件；由于激光的高效性，可以快速實(shí)現(xiàn)批量制作；這種工藝對表面結(jié)構(gòu)的破壞很小，不影響孔的平整度，而且得到的鍍層附著性能較好。
【附圖說明】
[0019]圖1是為未作處理的覆銅雙面板示意圖；
圖2是對基底進(jìn)行激光鉆孔并照射的示意圖；
圖3是基底激光照射留下微小孔洞的示意圖；
圖4是本基底表面吸附催化劑形成活化催化層的示意圖；
圖5是基底表面化學(xué)鍍的示意圖；
其中，A是一種電路板基材，如聚酰亞胺，浸潰玻璃纖維等；B是銅箔；C是孔洞；D是形成的活化催化層；E是混合層；F是金屬鍍層。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1至圖5所示，下面根據(jù)發(fā)明工藝通過【具體實(shí)施方式】來詳細(xì)說明。以下實(shí)施實(shí)例只是為了更好地將本發(fā)明技術(shù)原理闡釋清楚，并不代表本發(fā)明只能限制使用該實(shí)施實(shí)例。
[0021]實(shí)施例一:
利用雙面覆銅軟板作為基底材料，并實(shí)現(xiàn)盲孔金屬化，達(dá)到電氣連接的目的。
[0022](I)選擇市場上常用的，機(jī)械加工，柔性優(yōu)異的聚酰亞胺雙面覆銅板作為基材，并切割成適合加工的尺寸。
[0023](2)將材料置于激光加工