PCB板镀铜工艺

技术领域

本发明属于线路板电镀技术领域，特别是涉及一种PCB板镀铜工艺。

背景技术

目前随着印制线路板向高密度、高精度方向发展，对硫酸盐镀铜工艺提出了更加严格的要求，必须同时控制好镀铜工艺过程中的各种因素，才能获得高品质的镀层。

“镀层光亮整平性不足”实际上这是酸性镀亮铜的一个大故障，引起该故障的原因很多，主要有：镀液中光亮剂不足或光亮剂过多，光亮剂比例失调；镀液中氯离子含量不当；硫酸铜含量高；硫酸含量高；有机杂质多；镀液温度太高等。实践证明，久未处理的光亮镀铜液会更加会引起上述情况的出现，因此，需要对镀液经过处理有效排除“镀层光亮整平性不足”的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种PCB板镀铜工艺，通过对镀液经过处理有效处理，从而排除“镀层光亮整平性不足”的问题。

为解决上述技术问题，本发明的采用的一个技术方案如下：

一种PCB板镀铜工艺，包括以下步骤：

步骤1，基板除油：先采用弱碱性的除油液浸泡，并配合超声波清洗，温度52-76℃，时间5-7分钟；取出后用去离子水冲洗后吹干，再通过电解将基板上的油脂彻底除尽，时间2-3分钟；

步骤2，基板预处理：先将基板浸没在预浸液中，保持5-7分钟，取出后用去离子水冲洗掉多余的预浸液后吹干，接着将吹干后的基板在加速剂中浸泡5-7分钟，溶液温度维持在23-27℃，取出后用去离子水冲洗掉多余的加速剂，用温度为75-80℃的热风吹干；

步骤3，电镀液预处理：去除电镀液中的有机杂质，对电镀液中硫酸铜、硫酸、氯离子和光亮剂的浓度进行检测并调节；经过调节后的电镀液成份包括：硫酸铜220-230g/L、硫酸45-47g/L、盐酸65ppm、整平剂33-35ml/L、光亮剂0.8-1m l/L、润湿剂9-13ml/L；

步骤4，电镀：使电镀液正好淹没基板后通电，对基板进行电镀处理，电镀过程中的阴极电流密度为10-16ASF。

进一步地说，在步骤3中，光亮剂的浓度调节和去除有机杂质包括以下步骤：

1)在冷槽时加入双氧水1-2m l/L，搅拌加热，直至电镀液升温到55-63℃；

2)用KI淀粉试纸测定电镀液中是否有过剩的双氧水存在，无过剩的双氧水存在时，加入4g/L活性炭进行吸附；

3)进行小电流电解处理，将残留在液内的双氧水除尽；

4)用霍尔槽测定确认光泽剂补加量并加入，电解30分钟。

其中，活性炭为分三批加入到电镀液中，第一次补加量为60％，第二次补加量为20％，第三次补加量为20％，每次间隔10分钟，充分搅拌后，静置4h后即过滤。

其中，在进行活性炭吸附时，电镀液的温度为64-66℃。

进一步地说，在步骤3中，对电解液中硫酸铜含量采用以下步骤检测：

1)取3m l电解液样品，加入100ml脱离子水；

2)加入12毫升氨水缓冲液，滴入3滴PAN指示剂；

3)用注射器吸取10毫升0.1mo l/L的EDTA溶液，滴定至待测溶液由紫色至绿色为终点；

4)确定消耗EDTA溶液的体积数，与电镀液中硫酸铜含量速查表对照分析，即得电镀液中硫酸铜含量。

进一步地说，在步骤3中，对电解液中硫酸的浓度采用以下步骤检测：

1)取3毫升溶液样品，加入100ml脱离子水；

2)滴入3滴甲基橙指示剂；

3)用注射器吸取10毫升1mo l/L的氢氧化钠溶液，滴定至待测溶液由红色转黄色为终点；

4)确定消耗氢氧化钠溶液的体积数，与电镀液中硫酸含量速查表对照分析，即得电镀液中硫酸含量。

进一步地说，在步骤3中，对电解液中氯离子的浓度采用以下步骤检测：

1)取20毫升溶液样品加入至200ml烧杯，加入22ml蒸溜水和18ml浓度为50％的硝酸；

2)滴入加3滴0.1mo l/L硝酸银；

3)用注射器吸取10毫升1mo l/L硝酸汞溶液，滴定待测溶液并不断搅拌直至待测溶液由混浊至清晰；

4)确定消耗硝酸汞溶液的体积数，与电镀液中氯离子含量速查表对照分析，即得电镀液中氯离子含量。

进一步地说，在步骤3中，还包括最后将电镀液的温度调节至23℃，并试镀。

进一步地说，步骤2中，所述预浸液的制作步骤包括：将金属钠和萘，于非水溶剂内反应，形成一种萘钠络合物。

进一步地说，所述非水溶剂为四氢呋喃或乙二醇二甲醚。

本发明的有益效果：

1、本发明通过在电镀前对基板进行除油工作，通过弱碱性的除油液浸泡并结合超声波进行清洗，更大范围去处基板表面的油污，再通过点解的方式对基板上油脂彻底除尽，更深层次的对基板难清理的油污清洁到位，为下一步预处理工作做一个准备。

2、本发明通过在电镀前分别采用预浸液和加加速剂对基板进行预处理，能够在基材表面形成导电层，导电层的形成不仅有利于电镀铜的速度、获得更加均匀的电镀层，而且相当于连接桥体，提高电镀铜层与基板之间的结合力，获得性能优异的PCB板；

3、本发明通过在电镀前对电镀液的主要成份的浓度(含量)进行检测并调节，且去除了电镀液中的有机杂质，使电镀液在电镀前为一个最佳的状态，从而排除“镀层光亮整平性不足”的问题。

综上所述，发明中公开的电镀液和电镀工艺能够对PCB板表面形成细致光滑光亮的镀层，提升电镀铜层的均匀性，降低单位面积的铜消耗量；良好均匀性的电镀铜层，可以减少线路蚀刻的难度，达到降低生产报废率，抗拉伸效果好，有效提升PCB板品质，满足于工业加工、PCB板高质量制备等领域。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例一：一种PCB板镀铜工艺，包括以下步骤：

步骤1，基板除油：先采用弱碱性的除油液浸泡，并配合超声波清洗，温度52℃，时间5分钟；取出后用去离子水冲洗后吹干，再通过电解将基板上的油脂彻底除尽，时间2分钟；

步骤2，基板预处理：先将基板浸没在预浸液中，保持5分钟，取出后用去离子水冲洗掉多余的预浸液后吹干，接着将吹干后的基板在加速剂中浸泡5-7分钟，溶液温度维持在23℃，取出后用去离子水冲洗掉多余的加速剂，用温度为75℃的热风吹干；

步骤3，电镀液预处理：去除电镀液中的有机杂质，对电镀液中硫酸铜、硫酸、氯离子和光亮剂的浓度进行检测并调节；经过调节后的电镀液成份包括：硫酸铜220g/L、硫酸45g/L、盐酸65ppm、整平剂33ml/L、光亮剂0.8-ml/L、润湿剂9ml/L；

步骤4，电镀：使电镀液正好淹没基板后通电，对基板进行电镀处理，电镀过程中的阴极电流密度为10ASF。

在步骤3中，光亮剂的浓度调节和去除有机杂质包括以下步骤：

1)在冷槽时加入双氧水1-2m l/L，搅拌加热，直至电镀液升温到55-63℃；

2)用KI淀粉试纸测定电镀液中是否有过剩的双氧水存在，无过剩的双氧水存在时，加入4g/L活性炭进行吸附；

3)进行小电流电解处理，将残留在液内的双氧水除尽；

4)用霍尔槽测定确认光泽剂补加量并加入，电解30分钟。

具体的，活性炭为分三批加入到电镀液中，第一次补加量为60％，第二次补加量为20％，第三次补加量为20％，每次间隔10分钟，充分搅拌后，静置4h后即过滤。

具体的，在进行活性炭吸附时，电镀液的温度为64℃。

在步骤3中，对电解液中硫酸铜含量采用以下步骤检测：

1)取3ml电解液样品，加入100ml脱离子水；

2)加入12毫升氨水缓冲液，滴入3滴PAN指示剂；

3)用注射器吸取10毫升0.1mo l/L的EDTA溶液，滴定至待测溶液由紫色至绿色为终点；

4)确定消耗EDTA溶液的体积数，与电镀液中硫酸铜含量速查表对照分析，即得电镀液中硫酸铜含量。

在步骤3中，对电解液中硫酸的浓度采用以下步骤检测：

1)取3毫升溶液样品，加入100ml脱离子水；

2)滴入3滴甲基橙指示剂；

3)用注射器吸取10毫升1mo l/L的氢氧化钠溶液，滴定至待测溶液由红色转黄色为终点；

4)确定消耗氢氧化钠溶液的体积数，与电镀液中硫酸含量速查表对照分析，即得电镀液中硫酸含量。

在步骤3中，对电解液中氯离子的浓度采用以下步骤检测：

1)取20毫升溶液样品加入至200ml烧杯，加入22ml蒸溜水和18ml浓度为50％的硝酸；

2)滴入加3滴0.1mo l/L硝酸银；

3)用注射器吸取10毫升1mo l/L硝酸汞溶液，滴定待测溶液并不断搅拌直至待测溶液由混浊至清晰；

4)确定消耗硝酸汞溶液的体积数，与电镀液中氯离子含量速查表对照分析，即得电镀液中氯离子含量。

具体的，步骤3中，还包括最后将电镀液的温度调节至23℃，并试镀。

具体的，在步骤2中，所述预浸液的制作步骤包括：将金属钠和萘，于非水溶剂内反应，形成一种萘钠络合物。

具体的，所述非水溶剂为四氢呋喃或乙二醇二甲醚。

实施例二：一种PCB板镀铜工艺，包括以下步骤：

步骤1，基板除油：先采用弱碱性的除油液浸泡，并配合超声波清洗，温度76℃，时间7分钟；取出后用去离子水冲洗后吹干，再通过电解将基板上的油脂彻底除尽，时间3分钟；

步骤2，基板预处理：先将基板浸没在预浸液中，保持7分钟，取出后用去离子水冲洗掉多余的预浸液后吹干，接着将吹干后的基板在加速剂中浸泡7分钟，溶液温度维持在27℃，取出后用去离子水冲洗掉多余的加速剂，用温度为80℃的热风吹干；

步骤3，电镀液预处理：去除电镀液中的有机杂质，对电镀液中硫酸铜、硫酸、氯离子和光亮剂的浓度进行检测并调节；经过调节后的电镀液成份包括：硫酸铜230g/L、硫酸47g/L、盐酸65ppm、整平剂35ml/L、光亮剂1ml/L、润湿剂13ml/L；

步骤4，电镀：使电镀液正好淹没基板后通电，对基板进行电镀处理，电镀过程中的阴极电流密度为16ASF。

实施例三：一种PCB板镀铜工艺，包括以下步骤：

步骤1，基板除油：先采用弱碱性的除油液浸泡，并配合超声波清洗，温度64℃，时间6分钟；取出后用去离子水冲洗后吹干，再通过电解将基板上的油脂彻底除尽，时间2.5分钟；

步骤2，基板预处理：先将基板浸没在预浸液中，保持6分钟，取出后用去离子水冲洗掉多余的预浸液后吹干，接着将吹干后的基板在加速剂中浸泡6分钟，溶液温度维持在25℃，取出后用去离子水冲洗掉多余的加速剂，用温度为77.5℃的热风吹干；

步骤3，电镀液预处理：去除电镀液中的有机杂质，对电镀液中硫酸铜、硫酸、氯离子和光亮剂的浓度进行检测并调节；经过调节后的电镀液成份包括：硫酸铜225g/L、硫酸46g/L、盐酸65ppm、整平剂34ml/L、光亮剂0.9ml/L、润湿剂11ml/L；

步骤4，电镀：使电镀液正好淹没基板后通电，对基板进行电镀处理，电镀过程中的阴极电流密度为13ASF。

对比例一，一种PCB板镀铜工艺，包括以下步骤：

步骤1，基板除油：先采用弱碱性的除油液浸泡，并配合超声波清洗，温度52℃，时间5分钟；取出后用去离子水冲洗后吹干，再通过电解将基板上的油脂彻底除尽，时间2分钟；

步骤2，基板预处理：先将基板浸没在预浸液中，保持5分钟，取出后用去离子水冲洗掉多余的预浸液后吹干，接着将吹干后的基板在加速剂中浸泡5分钟，溶液温度维持在23℃，取出后用去离子水冲洗掉多余的加速剂，用温度为75℃的热风吹干；

步骤3，电镀：使电镀液正好淹没基板后通电，对基板进行电镀处理，电镀过程中的阴极电流密度为10ASF。

具体的，在步骤2中，所述预浸液的制作步骤包括：将金属钠和萘，于非水溶剂内反应，形成一种萘钠络合物。

具体的，所述非水溶剂为四氢呋喃或乙二醇二甲醚。

对比例二：一种PCB板镀铜工艺，包括以下步骤：

步骤1，基板除油：先采用弱碱性的除油液浸泡，并配合超声波清洗，温度76℃，时间7分钟；取出后用去离子水冲洗后吹干，再通过电解将基板上的油脂彻底除尽，时间3分钟；

步骤2，基板预处理：先将基板浸没在预浸液中，保持7分钟，取出后用去离子水冲洗掉多余的预浸液后吹干，接着将吹干后的基板在加速剂中浸泡7分钟，溶液温度维持在27℃，取出后用去离子水冲洗掉多余的加速剂，用温度为80℃的热风吹干；

步骤3，电镀：使电镀液正好淹没基板后通电，对基板进行电镀处理，电镀过程中的阴极电流密度为16ASF。

对比例三：一种PCB板镀铜工艺，包括以下步骤：

步骤1，基板除油：先采用弱碱性的除油液浸泡，并配合超声波清洗，温度64℃，时间6分钟；取出后用去离子水冲洗后吹干，再通过电解将基板上的油脂彻底除尽，时间2.5分钟；

步骤2，基板预处理：先将基板浸没在预浸液中，保持6分钟，取出后用去离子水冲洗掉多余的预浸液后吹干，接着将吹干后的基板在加速剂中浸泡6分钟，溶液温度维持在25℃，取出后用去离子水冲洗掉多余的加速剂，用温度为77.5℃的热风吹干；

步骤3，电镀：使电镀液正好淹没基板后通电，对基板进行电镀处理，电镀过程中的阴极电流密度为13ASF。

表1：电镀液中硫酸铜含量速查表

表2：电镀液中硫酸含量速查表

表3：电镀液中氯离子含量速查表

将实施例1-3与对比例1-3，按照七组内各成份的浓度纸杯1L的电镀液，并利用对应的镀铜工艺将同规格同尺寸的PCB板进行镀铜，待镀铜完毕后，对PCB板进行检测，并实时记录镀铜过程中的实验数据，如表4所示：

表4：电镀液的电镀性能对比

由表4可知，本发明中公开的电镀液能够对PCB板表面形成细致光滑光亮的镀层，并且镀层效率大大提高，抗拉伸效果好，满足于工业加工、PCB板高质量制备等领域。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。