专利名称：对无铅锡膏具高附着强度的印制电路板的制造方法
技术领域：
本发明是关于一种印制电路板的制造方法，特别是关于一种在应用于无铅工序中对无铅锡膏具有高接着力的印制电路板的制造方法。
印制电路板已广泛的被使用在各种电子产品上，例如，电脑及其外围设备、计算机、有线通讯设备、无线通讯设备、手表、电子娱乐产品、家电用品等等，随时随地都可从周围的生活环境与工作环境轻易发现其踪迹。印制电路铅板一般来说，是在塑料基板表面完成金属电路图案的制作，然后以防焊漆被覆于基板表面作为该金属电路的保护层，仅曝露出适当的焊接区(Pads)以作为电性连接之用。该焊接区，例如，可以是用来与一集成电路(IC)元件或一无源元件相连接的输出/入焊接区(I/OPad)，或者是用以与一按键相接触的按键焊接区(Key Pad)。如
图1A、图1B所示为一种双面印制电路板10，该印制电路板10具有一元件接着面11以及一按键接触面12。该元件接着面11表面上被覆有一具有保护功能的防焊层13(绿漆)，并曝露出适当的铜或铜合金焊接区110，用以作为在后续的元件焊接工序，例如，表面粘接(Surface MountTechnology；SMT)工序中，与元件例如，一IC元件的输出入焊接区相接合。而该按键接触面12同样以一防焊层14被覆，且曝露出适当的铜或铜合金按键焊接区120(Key Pad)，用于供按键触压。公知的印制电路板在制作上，同时在印制电路板两面的铜或铜合金焊接区110、120上镀金，由于金具有极佳的稳定性及导电性，可保护该铜或铜合金的焊接区免受氧化，并增进该焊接区表面的导电性，尤其有利于避免该按键焊接区120产生接触不良的问题。该印制电路板10在该元件焊接工序中，无论是手焊或表面安装工序(SMT)都要用到锡铅焊料，例如，63％锡-37％铅的共晶锡铅(eutectic solder共晶钎料)，来作为焊接剂，由于锡铅焊料具有较低的熔点与良好的导电性，长久以来即为元件焊接的绝佳材料。然而由于近年来环保意识逐渐受到重视，欧盟即将于2004年禁止含铅制品进口，所以在元件焊接工序中，以无铅锡膏取代锡铅焊料已为不可避免的发展趋势。但由于无铅锡膏在元件烛接的工序中，与镀金的焊接区的附着性较差，若要改善其附着性则须提高焊接工序中回熔(Reflow回流焊)的温度，而提高回熔的温度可能造成印制电路板的变形以及元件因温度过高而造成的损坏。因此有必要发展一种新的印制电路板的制作方法，能够满足在较低的回熔温度时，对无铅锡膏具有良好附着强度，同时参保护焊接区免受氧化，而且符合工序简单成本低的条件。
据此，本发明的目的乃为解决传统上的双面镀金印制电路板对无铅锡膏的附着性差的问题，而提供一种对无铅锡膏具有高附着强度的印制电路板的制作方法。
根据本发明的方法，是以化学析镀的方式，在一印制电路板的元件接着面的焊接区上，镀上一锡层或铜面有机助焊剂层或银金属层，因此在印制电路板的元件焊接工序中，可有效增进该焊接区与无铅锡膏的附着强度且工序简易。
根据本发明的一种方法，在一印制电路板的元件接着面的焊接区上镀锡，而在该印制电路板的按键接触面的焊接区上镀金。由于被镀上的该锡层，不仅使得该元件接着面的焊接区不被氧化，且在一般的回流焊温度即可对无铅锡膏具有良好的附着强度，而被镀上的该金层则可保护该按键接触面的焊接区免于氧化并增加其导电性。
该方法包括下列步骤提供一已完成电路制作并被覆有防焊层且曝露出适当的铜或铜合金焊接区的印制电路板，该印制电路板具有一元件接着面及一按键接触面；以一第一隔离膜被覆于该元件接着面上；以化学析镀在该按键接触面的焊接区上镀金；除去该按键接触面的该第一隔离膜；以一第二隔离膜被覆于该按键接触面上；以化学析镀在该元件接着面的焊接区上镀锡；除去该元件接着面上的该第二隔离膜。
根据本发明的另一种方法，亦可在一印制电路板的元件接着面的焊接区上镀一铜面有机助焊剂层取代前述的锡层，而在该印制电路板的按键接触面的焊接区上镀金，其方法包括下列步骤提供一已完成电路制作并被覆有防焊层且曝露出适当的铜或铜合金焊接区的印制电路板，该印制电路板具有一元件接着面及一按键接触面；以一隔离膜被覆于该元件接着面上；以化学析镀在该按键接触面的焊接区上镀金；除去该按键接触面上的该隔离膜；以化学析镀在该元件接着面的焊接区上镀上一铜面有机助焊剂层。
根据本发明的又一种方法，是同时在一印制电路板的两面的焊接区上镀银，亦可达到防止氧化以及增加对无铅锡膏附着强度的要求，包括下列步骤提供一已完成电路制作并被覆有防焊层且曝露出适当的铜或铜合金焊接区的印制电路板，该印制电路板具有一元件接着面及一按键接触面；以及，以化学析镀同时在键接触面的焊接区及该元件接着面的焊接区上镀银。
为使对本发明的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，现在，结合附图详细说明如下图1A绘示一印制电路板及其元件接着面；图1B绘示一印制电路板及其按键接触面；图2为根据本发明的方法的第一个实施例流程图；图3为根据本发明的方法的第二个实施例流程图4为根据本发明的方法的第三个实施例流程图。
实施例详细说明参照图2为本发明第一个实施例的流程图，首先进行电路制作与防焊的步骤21，完成一双面被覆有防焊层并曝露出适当的铜或铜合金焊接区的印制电路板，其中该印制电路板的一表面为一元件接触面，该元件接触面的焊接区是用以焊接半导体元件，例如，IC元件或无源元件等，另一表面为一按键接触面，该按键接触面的焊接区则用来与按键相接触。
接着，进行元件接着面贴胶的步骤22，在该元件接着面上形成一隔离膜，以避免在后续化学镀金的步骤23中该元件接着面被镀上金。该隔离膜是易于贴附且易于除去的胶膜或其它材料。
接着，进行化学镀金步骤23，在该按键接触面的焊接区上以化学析镀的方式镀上一金层，化学析镀金的方法可以公知的任何一种方法来进行。
接着，除去该元件接着面的的胶膜24。
然后，在该按键接触面贴上隔离胶膜25，以便在该按键接触面上形成一隔离膜，用以避免在后续化学镀锡的步骤29中该按键接触面被镀上锡。该隔离膜也是易于贴附且易于除去的胶膜或其它材质。
接着，较好的是，可进行一酸洗步骤26，利用一酸洗液，例如，硫酸系列的溶液，以喷淋或浸渍的方式，清除该元件接着面的铜或铜合金焊接区表面上的氧化物、油脂或其它残渣，以得到清洁的焊接区表面。
接着，可再进行一微蚀(即，轻微蚀刻)的步骤27，以一微蚀液，例如，硫酸、双氧水系列的溶液，以喷淋或浸渍的方式，对该元件接着面的铜或铜合金焊接区表面进行微蚀，以使在该元件接着面的焊接区表面光亮且均匀粗化。
接着，可进行一预浸的步骤28，以一具有适当温度及酸碱度的溶液进行镀锡前的预浸，以调整该印制电路板的温度及酸碱度至适当的范围。
然后，进行化学析镀锡的步骤29，将该印制电路板浸渍于一锡化学析镀液中，使该元件接着面的焊接区表面产生化学置换反应而形成一锡层附着于该元件接着面的焊接区表面上。
最后，除去该按键接触面上的胶膜30。于是完成一元件接着面镀锡，按键接触面镀金的印制电路板。而该元件接着面的焊接区在元件焊接的工序中，可与无铅锡膏有良好的附着强度。
前述根据本发明方法的第一个实施例中，也可在该元件接着面的焊接区镀上有机助焊剂，例如一种铜面有机助焊剂，来取代该锡层。而如图3所绘示的根据本发明方法的第二个实施例的流程图。
首先进行电路制作与防焊的步骤31，完成一双面被覆有防焊层并曝露出适当的铜或铜合金焊接区的印制电路板，其中该印制电路板的一表面为一元件接触面，该元件接触面的焊接区是用以焊接半导体元件，例如，IC元件或无源元件等，另一表面则为一按键接触面，该按键接触面的焊接区则用来与按键相接触。
接着，在该元件接着面上贴胶32，用以在该元件接着面上形成一隔离膜，避免在后续化学析镀金的步骤33中该元件接着面被镀上金。该隔离膜是易于贴附且易于除去的胶膜或其它材料。
接着，进行化学析镀金步骤33，在该按键接触面的焊接区上以化学析镀的方式镀上一金层，化学析镀金的方法可以公知的任何一种方法来进行。
接着，除去该元件接着面上的胶膜34。
接着，较好的是，可进行一酸洗步骤35，利用一酸洗液，例如，硫酸系列的溶液，以喷淋或浸渍的方式，清除该元件接着面的铜或铜合金焊接区表面上的氧化物、油脂或其它残渣，以得到清洁的焊接区表面。
接着，可再进行一微蚀的步骤36，以一微蚀液，例如，硫酸、双氧水系列的溶液，以喷淋或浸渍的方式，对该元件接着面的铜或铜合金焊接区表面进行微蚀，以使在该元件接着面的焊接区表面光亮且均匀粗化。
然后，进行化学析镀铜面有机助焊剂的步骤37，将该印制电路板浸渍于一铜面有机助焊剂的化学析镀液中，该铜面有机助焊剂，例如，ENTHONE-OMI公司的ENTEK Plus Cu-106A，能与铜表面产生化学反应形成一有机膜，使该元件接着面的焊接区表面产生一有机助焊剂层。
于是完成一元件接着面镀上铜面有机助焊剂层，按键接触面镀金的印制电路板。该元件接着面的焊接区在元件焊接的工序中，可与无铜锡膏有较良好的附着强度。
图4为根据本发明方法的第三个实施例的流程图，在一印制电路板的两面都镀上银。
首先进行电路制作与防焊的步骤41，完成一双面被覆有防焊层并曝露出适当的铜或铜合金焊接区的印制电路板，其中该印制电路板的一表面为一元件接触面，该元件接触面的焊接区是用以焊接半导体元件，例如，IC元件或无源元件等，另一表面则为一按键接触面，该按键接触面的焊接区则用来与按键相接触。
接着，进行一酸洗步骤42，利用一酸洗液，例如，硫酸系列的溶液，以喷淋或浸渍的方式，清除该元件接着面的铜或铜合金焊接区表面上的氧化物、油脂或其它残渣，以得到清洁的焊接区表面。
接着，进行一微蚀的步骤43，以一微蚀液，例如，硫酸、双氧水系列的溶液，以喷淋或浸渍的方式，对该元件接着面的铜或铜合金焊接区表面进行微蚀，以使在该元件接着面的焊接区表面光亮且均匀粗化。
接着，可进行一预浸的步骤44，以一具有适当温度及酸碱度的溶液进行镀银前的预浸，以调整该印制电路板的温度及酸碱度至适当的范围。
然后，进行化学析镀银的步骤45，将该印制电路板浸渍于一银化学析镀液中，使该元件接着面的焊接区表面产生化学置换反应而形成一银层附着于该焊接区表面上。
于是完成一两面镀银的印制电路板。而该元件接着面的焊接区在元件焊接的工序中，可与无铅锡膏有较良好的附着强度。
以上所述的内容，只是说明本发明的最佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依照本发明申请专利保护范围所作的等同变化与修改，都应包括在本发明专利保护范围内。
权利要求
1.一种对无铅锡膏具高附着强度的印制电路板的制方法，至少包含下列步骤提供一已完成电路图案并以防焊层被覆而曝露出适当的铜或铜合金焊接区的印制电路板，该印制电路板具有至少一元件接着面；以及在该焊接区上以化学析镀的方式形成一锡层或银层或有机助焊剂层。
2.根据权利要求1所述的一种对无铅锡膏具高附着强度的印制电路板的制造方法，其特征是在该进行化学析镀的步骤之前，还包含下列步骤以酸洗液清洁该元件接着面；以及以微蚀液对该元件接着面上的该焊接区进行微蚀，使该焊接区表面达到光亮与均匀粗化。
3.一种对无铅锡膏具高附着强度的印制电路板的制造方法，至少包含下列步骤提供一已完成电路图案并以防焊层被覆而曝露出适当的铜或铜合金焊接区的印制电路板，该印制电路板具有一元件接着面及一按键接触面；形成一第一隔离膜于该元件接着面上；化学析镀一金属于该按键接触面的焊接区上；除去该第一隔离膜；形成一第二隔离膜于该已完成金化学析镀的按键接触面上；化学析镀一锡层于该元件接着面的焊接区上；以及除去该第二隔离膜。
4.根据权利要求3所述的一种对无铅锡膏具高附着强度的印制电路板的制造方法，其特征是在进行化学析镀锡的步骤之前，还包含下列步骤以酸洗液清洁该印制电路板；以及以微蚀液对印制电路板表面的该焊接区进行微蚀，使该焊接区表面达到光亮与均匀粗化。
5.一种对无铅锡膏具有高附着强度的印制电路板的制造方法，至少包含下列步骤提供一已完成电路图案并以防焊层被覆而曝露出适当的铜或铜合金焊接区的印制电路板，该印制电路板具有一元件接着面及一按键接触面；形成一第一隔离膜于该元件接着面上；以化学析镀法，形成一金属于该按键接触面的焊接区上；除去该第一隔离膜；以及以化学析镀法，形成一铜面有机助焊剂层于该元件接着面的焊接区上。
6.根据权利要求5所述的一种对无铅锡膏具高附着强度的印制电路板的制造方法，其特征是在进行化学析镀该有机助焊剂层之前还包含下列步骤以酸洗液清洁该印制电路板；以及以微蚀液对印制电路板表面的该焊接区进行微蚀，使该焊接区表面达到光亮与均匀粗化。
全文摘要
一种对无铅锡膏具高附着强度的印制电路板的制作方法,可解决传统上的镀金印制电路板对无铅锡膏的附着性差的问题。本发明是以化学析镀的方式,在一印制电路板的元件接着面的焊接区上,镀上一层锡层,该锡层也可以一铜表面有机助焊剂层或银金属层来取代,如此在印制电路板的元件焊接工序中,可有效增进该焊接区与无铅锡膏的附着强度且工序简单易行。
文档编号H05K3/34GK1353569SQ00130278
公开日2002年6月12日 申请日期2000年11月2日 优先权日2000年11月2日
发明者李永棠 申请人:英业达股份有限公司