减少电路板镀金区域产生凹坑的方法
【专利摘要】本发明公开了一种减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，属于印制电路板【技术领域】。该方法包括层压、钻孔、沉铜、板镀、第一次图形转移、电镀、退膜、磨板、第二次图形转移、图形电镀铜镍金、第三次图形转移、电镀硬金、外层蚀刻工序；钻孔工序中，将通孔和盲孔同时制作出；第一次图形转移工序中，仅暴露通孔和盲孔；电镀工序中，对盲孔和通孔同时进行电镀。采用该方法，可以避免整板反复电镀和长时间电镀，从而减少金手指区域的凹坑产生。
【专利说明】减少电路板镀金区域产生凹坑的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及印制电路板【技术领域】，特别是涉及一种减少电路板镀金区域产生凹坑的方法。
【背景技术】
[0002]光电板为小尺寸的电路板，也称SFP板，在光电板中，一般采用长短金手指设计，板厚是1.0±0.1_，表面工艺为“水金+镀厚硬金”，为了方便拔插，需在长短金手指位置镀硬金。该光电板主要应用在千兆以太网、千兆光通道等通讯设备的光模块上，把电信号转换成光信号、从而实现光通信系统数据传输的功能。为了更好地在高频/高速下控制信号传输或完整性，通讯设备供应商对光电板“长短金手指”的凹坑、形状完整性等外观要求极其严格。大多数PCB厂家长期被光电板“金手指凹坑”报废所困扰。导致光电板凹坑的主要原因是在PCB生产电镀过程，由于电镀缸添加剂成分不足、或镀液有机污染或杂物、或前处理或过滤系统不良等影响，此类电路板在长时间电镀后容易产生凹坑。
[0003]而在常规工艺中，为实现各层间的互连，光电板大多设计有盲孔结构，对于“盲孔、通孔”并存的这种光电板，传统的工艺为:前工序一激光钻盲孔一沉铜一板镀一盲孔电镀填孔一减薄铜一钻通孔一沉铜一板镀一图形转移一图镀铜镍金一图形转移2 —电镀硬金一外层蚀刻一…后流程；上述工艺经过2次板镀、电镀填孔(需长时间电镀、全板加厚铜20-35um)、减薄铜、图镀铜镍金(长时需间电镀、全板加厚铜20-35um)，在反复、长时间、整板面电镀和减铜影响下，每块电路板产生电镀凹坑数量较多，因凹坑报废的现象经常发生。
【发明内容】
[0004]基于此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，采用该方法，可以减小电镀的时间，避免整板面电镀，从而减少凹坑的产生。
[0005]一种减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，
[0006]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:
[0007]—种减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，包括层压、钻孔、沉铜、板镀、第一次图形转移、电镀、退膜、磨板、第二次图形转移、图形电镀铜镍金、第三次图形转移、电镀硬金、外层蚀刻工序；其中:
[0008]钻孔工序中，将通孔和盲孔同时制作出；
[0009]第一次图形转移工序中，对整个板面贴膜，通过曝光、显影，仅暴露通孔和盲孔；
[0010]电镀工序中，对盲孔和通孔同时进行电镀；
[0011]磨板工序中，对通孔和盲孔的孔口进行打磨；
[0012]第二次图形转移工序中，将图形线路转移至电路板板面；
[0013]第三次图形转移工序中，将电路板的金手指部分暴露；
[0014]电镀硬金工序中，对暴露出的金手指电镀硬金；[0015]外层蚀刻工序中，以金层作为抗蚀层，蚀刻出该电路板的所有图形线路。
[0016]本发明的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，利用第一次图形转移，将通孔和盲孔露出进行电镀，而此时，该电路板的其它位置仍被膜覆盖保护，不能被电镀。由于仅针对盲孔和通孔进行电镀，无需进行减薄铜工序，避免了大面积板面因反复、长时间电镀而产生凹坑，降低了报废率。
[0017]在其中一个实施例中，所述电镀工序中，先在高铜低酸药水中进行电镀，满足盲孔孔铜的要求，再在高酸低铜药水中进行电镀，满足通孔孔铜的要求。当通孔孔径>0.2_，盲孔孔径3-6mil时，根据盲孔和通孔不同的特点，有针对性的选择电镀药水，可提高盲孔和通孔的电镀可靠性。
[0018]在其中一个实施例中，所述电镀工序中，控制电流密度为6-12ASF，为每块电路板输出< 10A的电流，电镀时间为60-220min。由于仅有盲孔和通孔露出，需要电镀的面积小，因此每一块电路板所需要的电流较小，需控制为每块电路板输出< 10A的电流。
[0019]在其中一个实施例中，所述电镀工序中，以量程为10-50A的整流器输出电流；
[0020]或在第一次图形转移工序中，对拼板的板边进行开窗，以开窗增加电镀面积，使用量程为50A以上的整流器输出电流。
[0021]所述拼板为在常规工艺中，为了操作方便及提高生产效率，常常是以多块电路板拼合为一整块大的拼板进行电镀。以小量程的整流器可以输出符合要求的稳定电流。或者在拼板的板边开窗，以开窗增大了电镀面积，从而减小每一块电路板的电镀电流，将电流波动分散，降低电流波动对每一块电路板的影响，从而也可以采用量程大于50A的整流器，如采用100A的大量程整流器输出电流也可实现高精度的电镀。
[0022]在其中一个实施例中，所述板镀工序中，通过电镀使电路板的铜层加厚5-8 μ m。避免将铜层电镀得过厚后又需要进行减薄铜工序，并在反复的电镀-减薄铜过程中产生凹坑。
[0023]在其中一个实施例中，所述板镀工序中，控制电流密度为8-12ASF，电镀时间为20-40min。采用上述电镀参数，能够在保证电镀效果的同时兼顾效率。
[0024]在其中一个实施例中，所述图形电镀铜镍金工序中，先对电路板上的图形线路加厚铜层1-5 μ m，再进行镀镍、镀金步骤。先对电路板上的图形线路加厚铜层1_5μπι，有利于改善金面划痕的问题。
[0025]在其中一个实施例中，所述图形电镀铜镍金工序中，电镀加厚铜层时，控制电流密度为7-15ASF，电镀时间为5-15min。采用该电镀参数，具有较好的电镀改善金面划痕效果，也不会因长时间电镀产生凹坑，满足在高频/高速下实现完整信号传输的目的。
[0026]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0027]本发明的一种减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，利用图形转移，将电路板整个板面用膜覆盖保护，仅露出通孔和盲孔，先针对该通孔和盲孔同时进行电镀，使通孔和盲孔的孔铜满足要求，避免了板面因整板面反复电镀-减铜、长时间电镀等工序导致光电板“金手指”区域的铜面产生凹坑。
[0028]同时，还针对因电路板的其它位置被膜覆盖保护，仅有盲孔和通孔露出，电镀面积小，采用常规电镀方式可能会产生“孔口封孔，孔内不足”的问题，该方法电镀工序中采用稳定的电流进行电镀，能够确保镀孔的可靠性，避免通孔或盲孔在电镀中产生孔口封孔、孔内不足等缺陷，降低了报废率。
[0029]并且，该方法减少了总的电镀加厚铜时间，无需减薄铜工序，从生产流程上简化了生产工艺，提高了生产效率，还由于无需减薄铜工序，节约了电镀铜球的消耗，节约了生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为实施例1中第一次图形转移工序后仅露出通孔和盲孔的电路板示意图；
[0031]图2为实施例1中第二次图形转移工序后全部图形线路均露出的电路板示意图；
[0032]图3为实施例2中第一次图形转移工序后露出通孔、盲孔以及在拼板的板边开窗的示意图。
[0033]其中:1.通孔；2.盲孔；3.金手指。
【具体实施方式】
[0034]以下结合附图和具体实施例来详细说明本发明。
[0035]实施例1
[0036]一种减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，包括开料、内层图形制作、层压、钻孔、沉铜、板镀、第一次图形转移、电镀、退膜、磨板、第二次图形转移、图形电镀铜镍金、第三次图形转移、电镀硬金、外层蚀刻、阻焊、表面处理工序；其中:
[0037]开料、内层图形制作、层压、沉铜、退膜、阻焊、表面处理工序按照常规工艺制作，制得板厚< 2mm的电路板。
[0038]钻孔工序中，将通孔1和盲孔2同时制作出；可采用激光钻盲孔、机械钻通孔的方式钻出盲孔和通孔，所述通孔孔径为0.2mm，盲孔孔径3mil。
[0039]板镀工序中，控制电流密度为8ASF，电镀时间为30min，通过电镀使电路板的铜层加厚5 μ m。
[0040]第一次图形转移工序中，对电路板的板面贴干膜，通过曝光、显影，仅暴露通孔和盲孔。
[0041]电镀工序中，对盲孔和通孔同时进行电镀，先在高铜低酸药水中进行电镀，所述高铜低酸药水中，硫酸与铜离子的质量比小于10:1，满足盲孔孔铜的要求；再在高酸低铜药水中进行电镀，所述高酸低铜药水中，硫酸与铜离子的质量比大于14:1，满足通孔孔铜的要求。电镀时，控制电流密度为6ASF，根据电镀面积计算所需电流，以10A小量程的整流器输出2A电流，电流波动范围为±0.3A，电镀时间为220min。
[0042]磨板工序中，对通孔和盲孔的孔口进行打磨。
[0043]第二次图形转移工序中，将图形线路转移至电路板板面。
[0044]图形电镀铜镍金工序中，电镀加厚铜层时，控制电流密度为7ASF，电镀时间为lOmin，先对电路板上的图形线路加厚铜层1 μ m，再按常规工艺进行镀镍、镀金步骤。
[0045]第三次图形转移工序中，将电路板的金手指部分暴露。
[0046]电镀硬金工序中，按照常规工艺对暴露出的金手指3电镀硬金。
[0047]外层蚀刻工序中，以金层作为抗蚀层，蚀刻出该电路板的所有图形线路。
[0048]阻焊、表面处理工序按照常规工艺制作。[0049]通过上述方法，制备得到电路板A。
[0050]实施例2
[0051]本实施例的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法与实施例1中的方法基本相同，不同在于:
[0052]钻孔工序中，钻出的通孔孔径为0.5mm，盲孔孔径6mil。
[0053]板镀工序中，控制电流密度为12ASF，电镀时间为20min，通过电镀使电路板的铜层加厚8 μ m。
[0054]第一次图形转移工序中，对电路板的板面贴干膜，通过曝光、显影，暴露通孔和盲孔，并对拼板的板边进行开窗，以开窗增加电镀面积，如图3所示。电镀工序中，电镀时，控制电流密度为12ASF，根据电镀面积计算所需电流，以100A大量程的整流器输出电流，由于拼板的板边进行了开窗，增加了电镀面积，从而可以降低电流波动对每块板的影响，电镀时间为 140min。
[0055]图形电镀铜镍金工序中，电镀加厚铜层时，控制电流密度为15ASF，电镀时间为5min，使电路板上的图形线路加厚铜层5 μ m。
[0056]通过上述方法，制备得到电路板B。
[0057]实施例3
[0058]本实施例的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法与实施例1中的方法基本相同，不同在于:
[0059]钻孔工序中，钻出的通孔孔径为0.4mm,盲孔孔径5mil。
[0060]板镀工序中，控制电流密度为10ASF，电镀时间为40min，通过电镀使电路板的铜层加厚7 μ m。
[0061]电镀工序中，控制电流密度为9ASF，电镀时间为60min。
[0062]图形电镀铜镍金工序中，电镀加厚铜层时，控制电流密度为11ASF，电镀时间为15min，使电路板上的图形线路加厚铜层3μπι。
[0063]通过上述方法，制备得到电路板C。
[0064]对比例1
[0065]本对比例的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法与实施例1中的方法基本相同，不同在于:
[0066]电镀工序中，控制电流密度为14ASF，电镀时间为220min。
[0067]通过上述方法，制备得到电路板D。
[0068]对比例2
[0069]本对比例的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法与实施例1中的方法基本相同，不同在于:
[0070]电镀工序中，控制电流密度为6ASF，根据电镀面积计算所需电流，以100A大量程的整流器输出2A电流，经监测，电流波动最大达5-6A，电镀时间为220min。
[0071]通过上述方法，制备得到电路板E。
[0072]试验例
[0073]按照上述实施例1-3和对比例1-2的方法制备得到各10块电路板A_E，并按照传统工艺方法制备10块电路板F，进行测试，考察其各项性能。[0074]上述传统工艺方法为:前工序一激光钻盲孔一沉铜一板镀一盲孔电镀填孔一减薄铜一钻通孔一沉铜一板镀一图形转移1—图镀铜镍金一图形转移2—电镀硬金一外层蚀刻
—…后流程。
[0075]一、考察其金手指上产生凹坑的情况。
[0076]观察各电路板板面金手指区域，记录其产生凹坑的情况，结果如下表1所示。
[0077]表1考察不同电路板的金手指凹坑现象
[0078]
【权利要求】
1.一种减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，其特征在于，包括层压、钻孔、沉铜、板镀、第一次图形转移、电镀、退膜、磨板、第二次图形转移、图形电镀铜镍金、第三次图形转移、电镀硬金、外层蚀刻工序；其中:钻孔工序中，将通孔和盲孔同时制作出；第一次图形转移工序中，对整个板面贴膜，通过曝光、显影，仅暴露通孔和盲孔；电镀工序中，对盲孔和通孔同时进行电镀，；磨板工序中，对通孔和盲孔的孔口进行打磨；第二次图形转移工序中，将图形线路转移至电路板板面；第三次图形转移工序中，将电路板的金手指部分暴露；电镀硬金工序中，对暴露出的金手指电镀硬金；外层蚀刻工序中，以金层作为抗蚀层，蚀刻出该电路板的所有图形线路。
2.根据权利要求1所述的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，其特征在于，所述电镀工序中，先在高铜低酸药水中进行电镀，满足盲孔孔铜的要求，再在高酸低铜药水中进行电镀，满足通孔孔铜的要求。
3.根据权利要求2所述的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，其特征在于，所述电镀工序中，控制电流密度为6-12ASF，为每块电路板输出< 10A的电流，电镀时间为60_220mino
4.根据权利要求3所述的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，其特征在于，所述电镀工序中，以量程为10-50A的整流器输出电流；或在第一次图形转移工序中，对拼板的板边进行开窗，以开窗增加电镀面积，使用量程为50A以上的整流器输出电流。
5.根据权利要求1所述的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，其特征在于，所述板镀工序中，通过电镀使电路板的铜层加厚5-8 μ m。
6.根据权利要求1所述的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，其特征在于，所述板镀工序中，控制电流密度为8-12ASF，电镀时间为20-40min。
7.根据权利要求1所述的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，其特征在于，所述图形电镀铜镍金工序中，先对电路板上的图形线路加厚铜层1-5 μ m，再进行镀镍、镀金步骤。
8.根据权利要求7所述的减少电路板镀金区域产生凹坑的方法，其特征在于，所述图形电镀铜镍金工序中，电镀加厚铜层时，控制电流密度为7-15ASF，电镀时间为5-15min。
【文档编号】H05K3/00GK103731992SQ201310740419
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】张志强, 曾志军 申请人:广州兴森快捷电路科技有限公司, 深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司, 宜兴硅谷电子科技有限公司