一种防金手指漏铜的线路板生产方法
【专利摘要】本发明提供一种防金手指漏铜的线路板生产方法，其特征在于：其OSP工序包含以下处理：去除线路板上残留的污渍；微蚀线路板上线路的铜面；于铜面上涂覆有机抗氧化膜；所述微蚀线路板上线路的铜面是指将线路板浸没在微蚀液中使其铜面以30-60μ″/min的速率被蚀刻80-100μ″。本发明通过对微蚀操作、微蚀药水及镀金工序、镀镍工序等的优化，有效地防止了线路板生产过程中常见的金手指漏铜现象的发生，确保所制得的线路板品质，相较现有技术中采用绝缘材料遮挡金手指防止其漏铜的做法，本发明具有操作简便、效率较高等有进步，特别适合大规模地工业化推广。
【专利说明】一种防金手指漏铜的线路板生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及线路板生产【技术领域】，具体涉及一种防金手指漏铜的线路板生产方法。
【背景技术】
[0002]OSP (Organic Solderability Preservative,有机抗氧化膜)工序是在线路板制程中，为了保持焊接点铜面具有良好的焊锡性能而进行的一种表面处理。主要是采用苯并咪唑或苯基咪唑的有机物，配置成有机可焊性铜面保护剂，使铜表面与其反应生成有机铜络合物，显现为一层均质、极薄、透明的有机涂覆膜。这层膜可有效保护铜面收到外界腐蚀性或氧化性气氛的侵蚀，达到防氧化的效果，制程简单、成本低廉、性能可靠。在向铜面涂覆有机护焊膜前，通常还要使用微蚀液对铜面进行微蚀处理，以去除铜面上的污溃及使铜面粗化。金手指是线路板上常见的结构，其通过镀镍工序、镀金工序先后在线路板特定区域镀上镍层与金层。因金手指上的金层普遍较薄且容易出现疏孔(Pore)或擦花而露出镍层，在微蚀处理中，裸露的镍层与金层将构成一原电池，使微蚀液中的铜离子被还原至金层表面导致金手指漏铜现象的出现。为防止这一现象的出现，通常的做法是在进行微蚀前将金手指以与之等大的绝缘材料覆盖，防止其与微蚀液接触。这一做法实施困难、效率较低且防金手指漏铜效果欠佳。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明提供一种效率较高、实施简便、能够有效防止金手指漏铜的线路板生产方法。
[0004]本发明的目的通过以下技术方案实现:一种防金手指漏铜的线路板生产方法，其OSP工序包含以下处理:
去除线路板上残留的污溃；
微蚀线路板上线路的铜面；
于铜面上涂覆有机抗氧化膜；
所述微蚀线路板上线路的铜面是指将线路板浸没在微蚀液中使其铜面以30-60 y " /min的速率被蚀刻80-100 U "。
[0005]通过降低微蚀速率，可有效降低金层被蚀刻的概率，从而有效降低金层破损而漏镍现象的发生，避免金层与镍层在微蚀液中构成原电池而使金层被镀上铜层。
[0006]所述微蚀液包含有80_120g/L的H2SO4、40_70g/L的H2O2及余量的水。
[0007]现有的微蚀液大多以过硫酸钠和硫酸为原料配制成，其极易诱发金层的分解。因此本发明选用的H2S04、H202作为原料，并优化二者的用量，二者协效在对铜面微蚀的过程中并未与金层发生的反应，保持微蚀过程中金层的完整。经验证，即便金层发生轻微破损而导致镍层外露，其与镍层在本发明的微蚀液中亦不发生原电池反应。而当H2SO4或H2O2未在本发明所设计的范围内，这一效果则消失。[0008]其镀镍工序中，镀镍溶液的镍离子浓度为120_140g/L ;其镀金工序中，镀金溶液的金离子浓度为1.8-3g/L。
[0009]在镀镍或镀金工序中，若镀液的镍离子、金离子含量过高，虽能提高电镀速率，但亦会导致镀层晶格疏松而容易破损而容易被微蚀药水腐蚀。而镍离子或金离子含量低，一方面会影响电镀效率，另一方面也容易使镀层纯度降低而含有杂质，同样会导致其在微蚀处理中发生原电池反应而使金手指漏铜。因此本发明对镀镍工序和镀金工序中镀液浓度进行了限定，在确保电镀效率的同时增强镀层晶格的紧密度，进一步防止金手指漏铜。
[0010]所述镀镍工序及镀金工序间还设有可除去镍层表面的氧化物、硫化物及铜离子的镍层清洁工序。
[0011]镍层中含有的氧化物、硫化物及铜离子将影响金层的附着，导致金层容易脱落。因此本发明特别在镀镍工序及镀金工序间设置去除镍层表面的氧化物、硫化物及铜离子的工序，确保在镀金工序中金层能够与镍层牢固结合而不易脱落。
[0012]所述镀镍工序中，所镀镍层厚度为100-200 U";所述镀金工序中，所镀金层厚度为 3-30U"。
[0013]所述镀镍工序前，还包括除去镀镍容器及阳极镍块上的硫化镍及铜离子的工序。
[0014]镀镍工序中，用于盛放镀镍药水的镀镍容器在长期使用后，容易积聚硫化镍及铜离子等杂质，使用这种镀镍容器所镀镍层晶格疏松且杂质较多，导致后续镀金工序中金层无法附着于镍层之上。因此本发明在镀镍工序前还设置了除去镀镍容器及阳极镍块上的硫化镍及铜离子的工序。
[0015]进一步的，所述除去镀镍容器及阳极镍块上的硫化镍及铜离子是指采用含有
1.5g/L的Na2S2O3U.lg/L的EDTA 二钠、0.05g/L的NaCl的水溶液浸泡镀镍容器及阳极镍块，再向所述水溶液中投入含有质量分数为0.1%-0.3%的AgCl、质量分数为0.5%-0.9%的NH4H2PO4的琼脂凝胶块，并向所述水溶液中通入电压为50-100V的交流电15-30min。
[0016]使用上述方法可将镀镍容器表面及阳极镍块表面的硫化镍、铜离子溶解并吸附至所述琼脂凝胶块中。经验证，经上述方法处理的镀镍容器表面及阳极镍块表面无硫化镍、铜离子的存在。
[0017]所述镍层清洁工序是指采用含有2.5-3.0g/L的Na2S203、2.1-2.5g/L的EDTA 二钠、0.01-0.10g/L的NaCl的水溶液冲洗线路板上的镍层2_5min，再使用含有质量分数为
0.1%-0.3%的AgCl、质量分数为0.5%-0.9%的NH4H2PO4的琼脂凝胶块贴附于镍层表面静置2_10mino
[0018]所述微蚀液还包含有1.3-2.0g/L的柠檬酸钠、0.1-1.5g/L的NH4HC03。
[0019]所述去除线路板上残留的污溃是指使用温度为50_70°C的酸性清洁剂浸泡线路板2-5min,以除去铜面上的油污及氧化物，再使用清水冲洗除去残留的酸性清洁剂；所述酸性清洁剂为含有重量份数为10%-25%的柠檬酸、0.1%-0.2%的反丁烯二酸、2%-4%的亚油酸钠的水溶液。
[0020]线路板上通常存在较多的油污，其具有阻隔微蚀液、降低铜面表面张力、OSP液等问题。本发明针对线路板生产中常见的污溃的特点，设计出所述酸性清洁剂。酸性清洁剂中各种成分协效可有效除去铜面上的油污，并有效增强铜面的表面张力，促进有机抗氧化膜的附着。[0021 ] 本发明的其他工序均可采用现有的线路板生产方法。
[0022]本发明通过对微蚀操作、微蚀药水及镀金工序、镀镍工序等的优化，有效地防止了线路板生产过程中常见的金手指漏铜现象的发生，确保所制得的线路板品质，相较现有技术中采用绝缘材料遮挡金手指防止其漏铜的做法，本发明具有操作简便、效率较高等有进步，特别适合大规模地工业化推广。
【具体实施方式】
[0023]为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明进行说明。
[0024]实施例1
本实施例提供一种一种防金手指漏铜的线路板生产方法，其OSP工序包含以下处理: 去除线路板上残留的污溃；
微蚀线路板上线路的铜面；
于铜面上涂覆有机抗氧化膜；
所述微蚀线路板上线路的铜面是指将线路板浸没在微蚀液中使其铜面以45 i! " /min的速率被蚀刻76 ii "。
[0025]所述微蚀液包含有90g/L的H2SO4、56g/L的H2O2及余量的水。
[0026]其镀镍工序中，镀镍溶液 的镍离子浓度为133g/L;其镀金工序中，镀金溶液的金离子浓度为2.6g/L。
[0027]所述镀镍工序及镀金工序间还设有可除去镍层表面的氧化物、硫化物及铜离子的
镍层清洁工序。
[0028]所述镀镍工序中，所镀镍层厚度为150 U";所述镀金工序中，所镀金层厚度为20U"。
[0029]所述镀镍工序前，还包括除去镀镍容器及阳极镍块上的硫化镍及铜离子的工序。
[0030]所述除去镀镍容器及阳极镍块上的硫化镍及铜离子是指采用含有1.5g/L的Na2S2O3U.lg/L的EDTA 二钠、0.05g/L的NaCl的水溶液浸泡镀镍容器及阳极镍块，再向所述水溶液中投入含有质量分数为0.23%的AgCl、质量分数为0.5%-0.9%的NH4H2PO4的琼脂凝胶块，并向所述水溶液中通入电压为77V的交流电20min。
[0031]所述镍层清洁工序是指采用含有2.6g/L的Na2S2O3、2.3g/L的EDTA 二钠、0.08g/L的NaCl的水溶液冲洗线路板上的镍层3min，再使用含有质量分数为0.2%的AgCl、质量分数为0.6%的NH4H2PO4的琼脂凝胶块贴附于镍层表面静置5min。
[0032]所述微蚀液还包含有1.8g/L的柠檬酸钠、1.2g/L的NH4HCO3。
[0033]所述去除线路板上残留的污溃是指使用温度为65°C的酸性清洁剂浸泡线路板3min,以除去铜面上的油污及氧化物，再使用清水冲洗除去残留的酸性清洁剂；所述酸性清洁剂为含有重量份数为18%的柠檬酸、0.14%的反丁烯二酸、3%的亚油酸钠的水溶液。
[0034]本实施例所制得的线路板，金手指漏铜率为0.1%，远低于行业的平均水平。
[0035]实施例2
本实施例提供一种一种防金手指漏铜的线路板生产方法，其OSP工序包含以下处理: 去除线路板上残留的污溃；
微蚀线路板上线路的铜面；于铜面上涂覆有机抗氧化膜； 所述微蚀线路板上线路的铜面是指将线路板浸没在微蚀液中使其铜面以60 y " /min的速率被蚀刻100 u "。[0036]所述微蚀液包含有80g/L的H2SO4、70g/L的H2O2及余量的水。[0037]其镀镍工序中，镀镍溶液的镍离子浓度为140g/L;其镀金工序中，镀金溶液的金尚子浓度为3g/L。[0038]所述镀镍工序及镀金工序间还设有可除去镍层表面的氧化物、硫化物及铜离子的镍层清洁工序。[0039]所述镀镍工序中，所镀镍层厚度为100 U";所述镀金工序中，所镀金层厚度为30U"。[0040]所述镀镍工序前，还包括除去镀镍容器及阳极镍块上的硫化镍及铜离子的工序。[0041]所述除去镀镍容器及阳极镍块上的硫化镍及铜离子是指采用含有1.5g/L的Na2S2O3U.lg/L的EDTA 二钠、0.05g/L的NaCl的水溶液浸泡镀镍容器及阳极镍块，再向所述水溶液中投入含有质量分数为0.1%的AgCl、质量分数为0.9%的NH4H2PO4的琼脂凝胶块，并向所述水溶液中通入电压为50V的交流电30min。[0042]所述镍层清洁工序是指采用含有2.5g/L的Na2S2O3、2.5g/L的EDTA 二钠、0.01g/L的NaCl的水溶液冲洗线路板上的镍层5min，再使用含有质量分数为0.1%的AgCl、质量分数为0.9%的NH4H2PO4的琼脂凝胶块贴附于镍层表面静置2min。[0043]所述微蚀液还包含有2.0g/L的柠檬酸钠、0.lg/L的NH4HCO3。[0044]所述去除线路板上残留的污溃是指使用温度为70°C的酸性清洁剂浸泡线路板2min,以除去铜面上的油污及氧化物，再使用清水冲洗除去残留的酸性清洁剂；所述酸性清洁剂为含有重量份数为25%的柠檬酸、0.1%的反丁烯二酸、4%的亚油酸钠的水溶液。[0045]本实施例所制得的线路板，金手指漏铜率为0.1%，远低于行业的平均水平。[0046]实施例3 本实施例提供一种一种防金手指漏铜的线路板生产方法，其OSP工序包含以下处理: 去除线路板上残留的污溃； 微蚀线路板上线路的铜面； 于铜面上涂覆有机抗氧化膜； 所述微蚀线路板上线路的铜面是指将线路板浸没在微蚀液中使其铜面以30 i! " /min的速率被蚀刻100 u "。[0047]所述微蚀液包含有20G/L的H2SO4、40G/L的H2O2及余量的水。[0048]其镀镍工序中，镀镍溶液的镍离子浓度为140g/L;其镀金工序中，镀金溶液的金离子浓度为1.8g/L。[0049]所述镀镍工序及镀金工序间还设有可除去镍层表面的氧化物、硫化物及铜离子的镍层清洁工序。[0050]所述镀镍工序中，所镀镍层厚度为100U";所述镀金工序中，所镀金层厚度为30U"。[0051]所述镀镍工序前，还包括除去镀镍容器及阳极镍块上的硫化镍及铜离子的工序。[0052]所述除去镀镍容器及阳极镍块上的硫化镍及铜离子是指采用含有1.5g/L的Na2S2O3U.lg/L的EDTA 二钠、0.05g/L的NaCl的水溶液浸泡镀镍容器及阳极镍块，再向所述水溶液中投入含有质量分数为0.1%%的AgCl、质量分数为0.5%-0.9%的NH4H2PO4的琼脂凝胶块，并向所述水溶液中通入电压为100V的交流电15min。
[0053]所述镍层清洁工序是指采用含有3.0g/L的Na2S203、2.lg/L的EDTA 二钠、0.10g/L的NaCl的水溶液冲洗线路板上的镍层2min，再使用含有质量分数为0.3%的AgCl、质量分数为0.5%的NH4H2PO4的琼脂凝胶块贴附于镍层表面静置lOmin。
[0054]所述微蚀液还包含有1.3g/L的柠檬酸钠、1.5g/L的NH4HCO3。
[0055]所述去除线路板上残留的污溃是指使用温度为50°C的酸性清洁剂浸泡线路板5min,以除去铜面上的油污及氧化物，再使用清水冲洗除去残留的酸性清洁剂；所述酸性清洁剂为含有重量份数为10%的柠檬酸、0.2%的反丁烯二酸、2%的亚油酸钠的水溶液。
[0056]本实施例所制得的线路板，金手指漏铜率为0.1%，远低于行业的平均水平。
[0057]以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种防金手指漏铜的线路板生产方法，其特征在于:其OSP工序包含以下处理: 去除线路板上残留的污溃； 微蚀线路板上线路的铜面； 于铜面上涂 覆有机抗氧化膜； 所述微蚀线路板上线路的铜面是指将线路板浸没在微蚀液中使其铜面以30-60 y " /min的速率被蚀刻80-100 U "。
2.根据权利要求1所述的防金手指漏铜的线路板生产方法，其特征在于:所述微蚀液包含有80-120G/L的H2SO4、40-70G/L的H2O2及余量的水。
3.根据权利要求2所述的防金手指漏铜的线路板生产方法，其特征在于:其镀镍工序中，镀镍溶液的镍离子浓度为120-140g/L ;其镀金工序中，镀金溶液的金离子浓度为1.8_3g/L。
4.根据权利要求3所述的防金手指漏铜的线路板生产方法，其特征在于:所述镀镍工序及镀金工序间还设有可除去镍层表面的氧化物、硫化物及铜离子的镍层清洁工序。
5.根据权利要求4所述的防金手指漏铜的线路板生产方法，其特征在于:所述镀镍工序中，所镀镍层厚度为100-200 U";所述镀金工序中，所镀金层厚度为3-30U"。
6.根据权利要求5所述的防金手指漏铜的线路板生产方法，其特征在于:所述镀镍工序前，还包括除去镀镍容器及阳极镍块上的硫化镍及铜离子的工序。
7.根据权利要求6所述的防金手指漏铜的线路板生产方法，其特征在于:所述除去镀镍容器及阳极镍块上的硫化镍及铜离子是指采用含有1.5g/L的Na2S2O3U.lg/L的EDTA 二钠、0.05g/L的NaCl的水溶液浸泡镀镍容器及阳极镍块，再向所述水溶液中投入含有质量分数为0.1%-0.3%的AgCl、质量分数为0.5%-0.9%的NH4H2PO4的琼脂凝胶块，并向所述水溶液中通入电压为50-100V的交流电15-30min。
8.根据权利要求6所述的防金手指漏铜的线路板生产方法，其特征在于:所述镍层清洁工序是指采用含有 2.5-3.0g/L 的 Na2S2O3^2.1-2.5g/L 的 EDTA 二钠、0.01-0.10g/L 的NaCl的水溶液冲洗线路板上的镍层2-5min，再使用含有质量分数为0.1%_0.3%的AgCl、质量分数为0.5%-0.9%的NH4H2PO4的琼脂凝胶块贴附于镍层表面静置2-10min。
9.根据权利要求7所述的防金手指漏铜的线路板生产方法，其特征在于:所述微蚀液还包含有1.3-2.0g/L的柠檬酸钠、0.1-1.5g/L的NH4HC03。
10.根据权利要求1所述的防金手指漏铜的线路板生产方法，其特征在于:所述去除线路板上残留的污溃是指使用温度为50-70°C的酸性清洁剂浸泡线路板2-5min，以除去铜面上的油污及氧化物，再使用清水冲洗除去残留的酸性清洁剂；所述酸性清洁剂为含有重量份数为10%-25%的柠檬酸、0.1%-0.2%的反丁烯二酸、2%-4%的亚油酸钠的水溶液。
【文档编号】H05K3/40GK103619131SQ201310527158
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】邹明亮, 张晃初, 夏国伟 申请人:胜宏科技（惠州）股份有限公司