PCB厚板上压接孔的沉金方法与流程

本发明涉及一种印刷电路板技术领域，尤其涉及一种PCB厚板上压接孔的沉金方法。

背景技术：

化学镍金工艺具有高度的平整性、均匀性、可焊性或耐腐蚀性等，正日益受到广大客户的青睐。化学镍金(ENIG)也叫化学浸金、浸镍或无电镍金，线路板化学镍一般P含量控制在7～9％(中磷)，化学镍磷含量分为低磷(亚光型)、中磷(半光型)及高磷(光亮型)，磷含量越高抗酸腐蚀性越强。化学镍分为铜上化镍、铜上化镍金和上化镍钯金工艺。化镍常见问题有“黑垫”(常称为黑盘，镍层被腐蚀呈灰色或黑色不利于可焊性)或者“泥裂”(破裂)。大体的流程包括：前处理(刷磨及喷砂)→酸性除油剂→双水洗→微蚀(过硫酸钠硫酸)→双水洗→预浸(硫酸)→活化(Pd触媒)→纯水洗→酸洗(硫酸)→纯水洗→化学镍(Ni/P)→纯水洗→化学金→回收水洗→纯水洗→过纯热水洗烘干机。

上述的处理过程中需要用到沉镍缸和沉金缸：在沉镍缸中，化学沉镍是通过Pd的催化作用，NaH2PO2水解生成原子态H，同时H原子在Pd催化条件下，将镍离子还原为单质镍而沉积在裸铜面上；在沉金缸中，通常浸薄金30分钟可达到极限厚度，速率控制在0.25～0.45μm/min。由于沉金液Au的含量很低(一般为0.5～2.0g/L)，对PCB沉金溶液的扩散速度、内层分布相互影响到大面积焊盘(Pad)位与小面积Pad位沉积厚度的差异。一般来说，独立位小Pad位要比大面积Pad位的金厚度高100％也属正常现象。沉金的厚度要求可通过调节温度、时间或提高金浓度来控制金厚。金缸容积越大越好，不但其Au浓度变化小有利于金厚控制且可以延长换缸周期。

现有技术中的PCB厚板在沉镍金时在沉镍时达22min，可在孔内沉上镍，但沉金时沉金时间短(沉金时间一般为8min，)，且因厚板纵横比大金缸药水不能完全对每个孔贯通，使部分孔沉的金薄或未沉上金，导致孔内发暗，影响PCB厚板的生产质量。

有鉴于此，有必要对上述的PCB厚板的沉金工艺进行进一步的改进。

技术实现要素：

为解决上述至少一技术问题，本发明的主要目的是提供一种PCB厚板上压接孔的沉金方法。

为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案为：提供一种PCB厚板上压接孔的沉金方法，包括如下步骤：

准备一PCB厚板，所述PCB厚板形成有至少一待沉金的压接孔；

将PCB厚板浸入镍缸进行沉镍处理，以使压接孔的孔壁沉上镍层；

将沉镍处理的PCB厚板呈按照设定倾斜角设置，以使压接孔与水平面形成有倾斜角；

将PCB厚板浸入金缸进行沉金处理，以在压接孔的孔壁的镍层上沉上金层。

优选地，所述将PCB厚板浸入镍缸进行沉镍处理，以使压接孔的孔壁沉上镍层的步骤中，沉镍的时间为1300-1800s，沉镍的温度为79-85℃，得到的镍层厚度为3-5um。

优选地，所述将PCB厚板浸入金缸进行沉金处理，以在压接孔的孔壁的镍层上沉上金层的步骤中，沉金的时间为500-900s，沉金的温度为80-90℃，得到的金层厚度为0.05-0.10um。

优选地，所述将沉镍处理的PCB厚板呈按照设定倾斜角设置，以使压接孔与水平面形成有倾斜角的步骤中，所述倾斜角的角度范围为10°-30°。

优选地，所述压接孔的厚径比为大于或等于10:1。

优选地，所述将PCB厚板浸入镍缸进行沉镍处理，以使压接孔的孔壁沉上镍层的步骤，还包括：利用气顶及振动马达对镍缸进行振荡处理，所述振动马达的振幅大于15mm/s，气顶的振幅要求大于6m/s²，振动马达的频率为振2s停10s，气顶的频率为振2s停3s。

优选地，所述将PCB厚板浸入镍缸进行沉镍处理，以使压接孔的孔壁沉上镍层的步骤之后还包括：对沉镍处理的PCB厚板进行三次逆流水洗处理，并对水洗的PCB厚板电震50s，以除去压接孔内的水分。

优选地，所述将PCB厚板浸入金缸进行沉金处理，以在压接孔的孔壁的镍层上沉上金层的步骤，具体包括：

将浸入金缸进行沉金处理的PCB厚板的沉积过程分成两次或三次，并在每次沉积过程后对PCB厚板进行电震处理，以在压接孔的孔壁的镍层上沉上金层。

优选地，所述将PCB厚板浸入金缸进行沉金处理，以在压接孔的孔壁的镍层上沉上金层的步骤，还包括：利用气顶及振动马达对金缸进行振荡处理，所述振动马达的振幅大于15mm/s，气顶的振幅要求大于6m/s²，振动马达的频率振2秒停10秒，气顶的频率振2秒停3秒。

本发明的技术方案通过采用将沉镍处理的PCB厚板呈按照设定倾斜角设置，以使压接孔与水平面形成有倾斜角，如此，PCB厚板上的压接孔与水平面呈倾斜摆放，在金缸内的药水振动时，倾斜的压接孔有利于药水的进入，相比于垂直摆放的PCB厚板，能够充分的贯通药水，使压接孔沉金的厚度较均匀，解决压接孔内发暗的问题，能够提高PCB厚板的生产品质，满足用户的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例PCB厚板上压接孔的沉金方法的流程示意图；

图2为本发明另一实施例PCB厚板上压接孔的沉金方法的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

相比于镀金工艺，沉金工艺之目的的是在印制线路表面上沉积颜色稳定，光亮度好，镀层平整，可焊性良好的镍金镀层。该沉金工艺的主要步骤，可分为四个阶段：前处理(除油，微蚀，活化、后浸)，沉镍，沉金，后处理(废金水洗，DI水洗，烘干)。

上述除油步骤，可以通过除油缸来实现，PCB化镍金通常采用的是酸性除油剂作前处理，其作用在于去除铜面之轻度油脂及氧化物，达到铜面清洁及增加润湿效果的目的，不伤油墨低泡有机酸型易清洗板面。

上述的微蚀步骤，可以通过微蚀缸来实现，微蚀的目的在于去除铜面氧化层及前工序遗留残渣，保持铜面新鲜及增加化学镍层的密着性，常用微蚀液为酸性过硫酸钠溶液(Na2S2O8：80～120g/L；硫酸：20～30ml/L)。由于铜离子对微蚀速率影响较大(铜离子越高会加速铜面氧化，如水洗不充足易污染下一道药水槽，铜离子的浓度控制是根据所生产品质要求而定，以保证微蚀深度在0.5～1.0μm，换缸时往往保留1/5缸母液(旧液)，以保持一定的铜离子浓度。

上述的活化步骤，可以通过活化缸来实现，活化的作用是在铜面析出一层钯(Pd)，作为化学镍起始反应之催化晶核。其形成过程则为Pd与Cu的化学置换反应，在铜面置换上一层钯。实际生产中不可能也不必要将铜面彻底活化(将铜面完全覆盖)。从成本上讲这会使Pd的消耗增大且容易造成渗镀、甩镍等严重品质问题。

上述的废金水洗、DI水洗、烘干步骤，可以采用分布多次处理，以对沉金后的PCB板进行处理得到沉金板。

请参照图1，在本发明实施例中，该PCB厚板上压接孔的沉金方法，包括如下步骤：

步骤S10、准备一PCB厚板，所述PCB厚板形成有至少一待沉金的压接孔；

步骤S20、将PCB厚板浸入镍缸进行沉镍处理，以使压接孔的孔壁沉上镍层；

步骤S30、将沉镍处理的PCB厚板呈按照设定倾斜角设置，以使压接孔与水平面形成有倾斜角；

步骤S40、将PCB厚板浸入金缸进行沉金处理，以在压接孔的孔壁的镍层上沉上金层。

在实际生产中，PCB板按照其厚度可以分为薄板及厚板，对于薄板而言，将薄板放入金缸时，薄板与金缸内的药水液面平行，金缸内的药水可随金缸的振动而大致呈水平运动，此时，由于薄板上的压接孔的深度较小，药水可以充分贯通压接孔，不会出现压接孔发黑或者压接孔的孔壁沉金较均匀。当采用PCB厚板时，金缸内的药水可随金缸的振动而大致呈水平运动，该药水仅对压接孔的双侧浸液，而压接孔的中间位置由于药水较少或者没有，导致不容沉金或者沉金的厚度不均匀，为此，本方案通过采用在PCB厚板倾斜放置，以使水平振荡的药水充分贯通压接孔，可以在压接孔内充分镀金。

本实施例中，将PCB厚板浸入镍缸进行沉镍处理及将PCB厚板浸入金缸进行沉金处理的步骤中，可以对镍缸和金缸进行振荡处理，如此，可以使PCB厚板沉镍或沉金的厚度更均匀，从而解决解决压接孔内由于沉镍而导致的发暗的问题，通过上述的方案，能够提高PCB厚板的生产品质，满足用户的要求

本发明的技术方案通过采用将沉镍处理的PCB厚板呈按照设定倾斜角设置，以使压接孔与水平面形成有倾斜角，如此，PCB厚板上的压接孔与水平面呈倾斜摆放，在金缸内的药水振动时，倾斜的压接孔有利于药水的进入，相比于垂直摆放的PCB厚板，能够充分的贯通药水，使压接孔沉金的厚度较均匀，解决压接孔内发暗的问题，能够提高PCB厚板的生产品质，满足用户的要求。

在一具体的实施例中，所述将PCB厚板浸入镍缸进行沉镍处理，以使压接孔的孔壁沉上镍层的步骤S20中，沉镍的时间为1300-1800s，沉镍的温度为79-85℃，得到的镍层厚度为3-5um。

本实施例中，PCB厚板沉镍的时间可为20-30min之间，沉镍的温度可为79-85℃，如此，得到的镍层厚度可以为3-5um。

本实施例中，PCB厚板沉镍的时间为20min，沉镍的温度为80℃，得到的镍层厚度为3um左右。

本实施例中，PCB厚板沉镍的时间为25min，沉镍的温度为80℃，得到的镍层厚度为4um左右。

本实施例中，PCB厚板沉镍的时间可为30min，沉镍的温度为80℃，得到的镍层厚度为5um左右。

通过对上述的数据分析可知，在沉镍药水的密度一定的情况下，沉镍的时间越长，得到的镍层厚度越厚，也就是，镍层的厚度与沉镍的时间呈正比；在适当的温度下，可以提高PCB厚板沉镍的效率。

在一具体的实施例中，所述将PCB厚板浸入金缸进行沉金处理，以在压接孔的孔壁的镍层上沉上金层的步骤中，沉金的时间为500-900s，沉金的温度为80-90℃，得到的金层厚度为0.05-0.10um。

本实施例中，PCB厚板沉金的时间可为10-15min之间，沉金的温度可为80-90℃，如此，得到的金层厚度可以为0.05-0.10um。

本实施例中，PCB厚板沉金的时间为10min，沉金的温度为85℃，得到的金层厚度为0.05um左右。

本实施例中，PCB厚板沉金的时间为13min，沉金的温度为85℃，得到的金层厚度为0.07um左右。

本实施例中，PCB厚板沉金的时间可为15min，沉金的温度为85℃，得到的金层厚度为0.1um左右。

通过对上述的数据分析可知，在沉金药水的密度一定的情况下，沉金的时间越长，得到的金层厚度越厚，也就是，金层的厚度与沉金的时间呈正比；在适当的温度下，可以提高PCB厚板沉金的效率。

在一具体的实施例中，所述将沉镍处理的PCB厚板呈按照设定倾斜角设置，以使压接孔与水平面形成有倾斜角的步骤S30中，所述倾斜角的角度范围为10°-30°。

本实施例中，可以将沉镍处理的PCB厚板放置在挂篮上，同时保证PCB厚板与液面呈一定的夹角设置，如此，以方便药水充分贯通压接孔。

本实施例中，压接孔与液面的倾斜角的角度可为10°、20°及30°等，压接孔与液面的倾斜角可以根据PCB厚板的摆放来具体设置，10°、20°及30°的倾斜角均为较佳的实施例，应该指出，其他倾斜角度的方案，也是可行方案。

在一具体的实施例中，所述压接孔的厚径比为大于或等于10:1。

本实施例中，该PCB厚板的压接孔的厚径比大于或等于10:1，本方案着重解决于PCB厚板的压接孔的厚径比大于或等于10:1时出现的压接孔的孔壁发暗的问题。而压接孔的厚径比为小于10:1时，通过常规的振荡就能使药水充分贯通压接孔。

在一具体的实施例中，所述将PCB厚板浸入镍缸进行沉镍处理，以使压接孔的孔壁沉上镍层的步骤S30，还包括：利用气顶及振动马达对镍缸进行振荡处理，所述振动马达的振幅大于15mm/s，气顶的振幅要求大于6m/s²，振动马达的频率为振2s停10s，气顶的频率为振2s停3s。

本实施例中，在PCB厚板浸入镍缸时，为了提高沉镍的效率及均匀性，可以增加对镍缸的振荡处理的步骤。通过对镍缸进行振荡，使得镍缸内的药水振荡，可使PCB厚板与药水充分反应，以使镍层沉积于PCB厚板的表面及压接孔的孔壁上。

本实施例中，可以单一使用振动马达对镍缸进行振动，也可以单一使用气顶对镍缸进行振动，也可以采用振动马达加气顶同时对镍缸进行振动处理。本方案中，优选为选用振动马达和气顶的振动方式对镍缸进行处理。具体的，振动马达的达的振幅大于15mm/s，振动马达的振动频率为振2s停10s，气顶的振幅要求大于6m/s²，气顶的频率为振2s停3s，当然，该振动马达及气顶的具体参数可以根据实际的要求来设置。

在一具体的实施例中，所述将PCB厚板浸入金缸进行沉金处理，以在压接孔的孔壁的镍层上沉上金层的步骤S40，具体包括：

将浸入金缸进行沉金处理的PCB厚板的沉积过程分成两次或三次，并在每次沉积过程后对PCB厚板进行电震处理，以在压接孔的孔壁的镍层上沉上金层。

本实施例中，在PCB厚板浸入金缸时，为了提高沉金的效率及均匀性，可以分成两次或三次进行沉积处理。通过对沉金的分次沉积处理，以及对每次沉积处理的金缸进行电震，可使PCB厚板与药水充分反应，以使金层均匀沉积于PCB厚板的表面及压接孔的孔壁上。具体为，PCB厚板在金缸沉金时需将沉积时间均分两到三次沉积，比如沉金时间为600秒时，则具体步骤为沉金200秒后手动让天车将板子提起至金缸上方空中(此时程序自动启动横梁上电震)，利用天车横梁上电震震动50秒将孔内水驱赶出来；再将板子放入金缸继续沉积200秒，再提出至空中天车栋梁上电震震动50秒；然后再将板子放入金缸完成剩余的200秒沉积时间，沉金完成。

在一具体的实施例中，所述将PCB厚板浸入金缸进行沉金处理，以在压接孔的孔壁的镍层上沉上金层的步骤S40，还包括：利用气顶及振动马达对金缸进行振荡处理，所述振动马达的振幅大于15mm/s，气顶的振幅要求大于6m/s²，振动马达的频率振2秒停10秒，气顶的频率振2秒停3秒。

本实施例中，在PCB厚板浸入金缸时，为了提高沉金的效率及均匀性，可以增加对金缸的振荡处理的步骤。通过对金缸进行振荡，使得金缸内的药水振荡，可使PCB厚板与药水充分反应，以使金层沉积于PCB厚板的表面及压接孔的孔壁上。

本实施例中，可以单一使用振动马达对金缸进行振动，也可以单一使用气顶对金缸进行振动，也可以采用振动马达加气顶同时对金缸进行振动处理。本方案中，优选为选用振动马达和气顶的振动方式对金缸进行处理。具体的，振动马达的达的振幅大于15mm/s，振动马达的振动频率为振2s停10s，气顶的振幅要求大于6m/s²，气顶的频率为振2s停3s，当然，该振动马达及气顶的具体参数可以根据实际的要求来设置。

请参照图2，在另一实施例中，本发明实施例中，该PCB厚板上压接孔的沉金方法，包括如下步骤：

步骤S10、准备一PCB厚板，所述PCB厚板形成有至少一待沉金的压接孔；

步骤S20、将PCB厚板浸入镍缸进行沉镍处理，以使压接孔的孔壁沉上镍层；

步骤S30、对沉镍处理的PCB厚板进行三次逆流水洗处理，并对水洗的PCB厚板电震50s，以除去压接孔内的水分；

步骤S40、将沉镍处理的PCB厚板呈按照设定倾斜角设置，以使压接孔与水平面形成有倾斜角；

步骤S50、将PCB厚板浸入金缸进行沉金处理，以在压接孔的孔壁的镍层上沉上金层。

相比于上述的实施例，本实施例中增加了步骤S30，通过步骤S30可以对出去压接孔内的水分，以方便后续的沉金处理。具体的，PCB厚板在镍缸后面第三道水洗完成后(即将进入金缸，一般为三道逆流水洗)在空中需利用开车横梁上电震震动50秒(具体时间可以根据程序设定)，以驱除孔内水分，以便沉金药水顺利进入交换沉积。本技术方案可以通过程序自动完成，不但简便、安全，而且改善明显PCB板的品质。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。