專利名稱：一種電路板通孔盲孔電鍍方法
技術領域：
本發(fā)明涉及印制電路板領域，主要是在高層高密度(HLC+HDI)互聯(lián)印制電路板制 作領域，尤其涉及一種印制電路板通孔盲孔電鍍的方法。
背景技術：
印制電路板(PCB)在制作過程中，會進行通孔和盲孔的制作，通孔是用機械鉆機 和鉆針鉆出來的，盲孔是用激光鉆機的激光燒蝕出來的，通孔用來實現(xiàn)多層板中任意層之 間的導通互連，而盲孔用來實現(xiàn)多層板中外層與次層之間的導通互連。
在印制電路板(PCB)后續(xù)的硫酸銅電鍍技術中，針對電路板上通孔和盲孔進行電 鍍時的要求不一樣，針對高板厚孔徑比通孔藥水組分通常采用高酸低銅，以提高深鍍能力 (though power)；針對激光微盲孔藥水組分通常采用高銅低酸，以提高盲孔電鍍能力。由此 可知通孔電鍍和盲孔電鍍的藥水組分是相反的。
當高板厚孔徑比通孔和激光微盲孔同時電鍍時，會存在以下問題
在保證高板厚孔徑比通孔品質時，需要采用高酸低銅進行電鍍，這時常出現(xiàn)盲孔 銅厚不足的問題，在熱應力和熱沖擊測試過程中盲孔容易產生銅斷，電阻變大而失效；
在保證激光微盲孔電鍍品質時，需要采用高銅低酸進行電鍍，常出現(xiàn)通孔“狗骨” 現(xiàn)象，也就是孔邊銅厚，孔中心銅通厚不足，在熱應力和熱沖擊測試過程中孔銅容易產生斷 裂，電阻變大甚至開路失效。
以上問題是行業(yè)普遍存在的技術難題，大多數(shù)業(yè)者采用低電流長時間的作業(yè)方法 (常見的參數(shù)設定電流密度5-7ASF，電鍍時間360分鐘)，但存在成本高、效率低的缺點， 而且長時間的浸泡，板間吸濕，在焊接過程中常出現(xiàn)爆板等可靠性問題。發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種通孔盲孔電鍍方法，解決 高層高密度互聯(lián)印制電路板高板厚孔徑比通孔和激光微盲孔同時電鍍產生的成本高、效率 低、爆板、電阻變大甚至失效的技術問題。
本發(fā)明的具體方法包括以下步驟
一種電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟
A 進行化學沉銅操作；
B 將電鍍藥水組分進行分解，調整為高銅低酸進行第一次電鍍；
C 將電鍍藥水組分進行分解，調整為高酸低銅進行第二次電鍍。
進一步，所述高銅低酸的配置為所述電鍍藥水中硫酸與銅離子的質量比小于 10 1。
進一步，通過添加硫酸銅加大銅離子的濃度，形成高銅低酸。
進一步，所述高酸低銅的配置為所述電鍍溶液中硫酸與銅離子的質量比大于 14 1。
進一步，添加濃硫酸提高硫酸濃度，形成高酸低銅。
進一步，所述電鍍藥水為硫酸銅電鍍藥水。
進一步，在第二次電鍍之后還包括干膜的操作。
進一步，所述第一次電鍍和第二次電鍍的時間與電路板板厚孔徑比成正比。
進一步，所述第一次電鍍和第二次電鍍的時間與電路板板銅厚成正比。
進一步，進行振動、搖擺和打氣操作，加速溶液在通孔中的流動，確保鍍液在通孔 孔壁有足夠的銅離子供應。
通過本發(fā)明提供的技術方案，與行業(yè)常見的做法相比，電鍍所需的時間短，生產效 率可提高2倍；另一方面，所用電流密度大小適中，更有利于電鍍銅的晶體排布，電鍍銅的 延伸率和延展性相對高，可有效地提高通孔和盲孔的電鍍可靠性。


圖1為本發(fā)明方法的流程圖2為本發(fā)明實施例中電路板示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明提供一種通孔盲孔電鍍方法，解決高層高密度互聯(lián)印制電路板高板厚孔徑 比通孔和激光微盲孔同時電鍍產生的成本高、效率低、爆板、電阻變大甚至失效的技術問 題。本發(fā)明的核心是采用兩次電鍍的技術來解決高比值(電路板板厚與孔徑的比值)電路 板的通孔與盲孔電鍍難題，主要是針對板厚孔徑比大于6 1的電路板。
下面結合具體實施方式
和附圖對本發(fā)明進行詳細描述。
首先在電路板上鉆出相應的通孔以及盲孔，由于這一技術是業(yè)界常用的技術，在 此不具體闡述。
以14層1+12+1結構高層高密度互聯(lián)印制電路板通孔盲孔同時電鍍?yōu)槔f明本發(fā) 明的具體實施方式
。
以下是14層板的具體參數(shù)
內層 core:75um;
板厚2.Omm ；
最小通孔孔徑200um ；
板厚孔徑比10 1 ；
盲孔孔徑100um。
具體實現(xiàn)方法為
1)首先采用經過化學沉銅工序，通過化學反應在通孔孔壁沉積上一層薄銅，電鍍 時起導通作用。
化學鍍銅溶液為強堿性，甲醛的還原能力取決于溶液中的堿性強弱程度，即溶液 的PH值。在強堿條件下，要保證Cu2+離子不形成，Cu (OH) 2沉淀，必須加入足夠的Cu2+離 子絡合劑，在催化劑(Pd或Cu)存在的條件下反應沉積出金屬銅。
化學反應如下
Cu2++2HCH0+40H- — CuO 丨 +2HC00-+H2 丨 +2H20
反應產生的單質Cu沉積在通孔盲孔孔壁，在下一步電鍍時起到導通作用。
2)經過化學沉銅后，進行第一次電鍍流程，此步流程是本發(fā)明關鍵步驟之一，主要 操作為
將常規(guī)的硫酸銅電鍍藥水組分進行配對分解，先調整為高銅低酸，加大銅離子 (Cu2+)的濃度，此處加大銅離子濃度采用添加五水硫酸銅來調整。
高銅低酸的濃度與層數(shù)、通孔、盲孔的個數(shù)和面積無關，與板厚度和孔徑大小有 關，板厚度與孔徑的比值越大，電鍍的難度系數(shù)越大，電流密度將減小，電鍍時間也越長。
根據(jù)實驗結果，為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，第一次電鍍時電鍍藥水中硫酸與銅離子 的質量比應小于10 1。
對于電鍍時間，與電路板板厚孔徑比成正比，同時，也與電路板銅厚成正比。本實 施例中第一次電鍍的最優(yōu)電鍍時間為60分鐘。當然本發(fā)明的保護范圍不限60分鐘，可以 在60分鐘附近都可以。電鍍最優(yōu)電流為14安培/平方英尺。同樣，也是最優(yōu)電流，可以 在14安培/平方英尺附近。
經過上述的高銅低酸的配比，在添加劑的協(xié)助下，在激光盲孔內存在的大量銅離 子Cu2+得到兩個電子( -)后形成銅Cu單質沉積在激光盲孔孔壁，同時在通孔孔壁也可 沉積上一層薄銅。由于時間短(60min)，不會在通孔兩邊形成“狗骨”現(xiàn)象，有利于下一步的 通孔電鍍。銅離子Cu2+在激光盲孔孔壁形成銅單質沉積的反應式為
Cu2++2e- — CuO I
3)經過第一次電鍍后，再進行電鍍第二次電鍍流程，此步流程也是本發(fā)明關鍵的 步驟之一，通過本流程后，即完成高層高密度互聯(lián)印制電路板的通孔盲孔電鍍，此步驟將常 規(guī)的硫酸銅電鍍藥水組分進行配對分解，調整為高酸低銅。
根據(jù)實驗結果，為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，第二次電鍍時電鍍藥水中硫酸與銅離子 的質量比應大于14 1。
同樣，第二次電鍍時間，與電路板板厚孔徑比成正比，同時，也與電路板銅厚成正 比。本實施例中第二次電鍍的最優(yōu)時間為120分鐘，當然本發(fā)明的保護范圍不限120分鐘， 可以在120分鐘附近都可以。電鍍最優(yōu)電流為14安培/平方英尺。同樣，也是最優(yōu)電流， 可以在14安培/平方英尺附近。
第二次電鍍的具體操作為加大硫酸(H2S04)的濃度，鍍液中的硫酸濃度是通過 添加98%的濃硫酸來提高，以提高溶液的導電性，再通過振動、搖擺和打氣，加速溶液在通 孔中的流動，即減弱鍍液在通孔中的“層流”現(xiàn)象，確保鍍液在通孔孔壁有足夠的銅離子 Cu2+供應，當銅離子Cu2+到兩個電子( -)后形成銅Cu單質沉積在通孔孔壁，通過適當?shù)?時間(一般為120min)即可在通孔孔壁形成所需厚度的銅層，完成印制電路板的電鍍，實現(xiàn) 任意層間的互聯(lián)導通。
下面對震動、搖擺和打氣操作進行闡述
震動也是通過馬達帶動，按照一定的頻率進行震動，加速孔內鍍液循環(huán)，并消除 氣泡。
搖擺通過馬達帶動掛板架來回擺動，加速孔內鍍液流動。
打氣在電鍍缸的底部安裝打氣管，打氣管與鼓風機相連，通過打氣是鍍液涌動而 變的均勻，加速鍍液在孔內的流動。
在第二次電鍍之后進行干膜操作，其與現(xiàn)有技術的操作過程是一樣的。在此不再 詳細闡述。
采用本發(fā)明技術進行高層高密度互聯(lián)印制電路板通孔盲孔電鍍，時間短效率高， 與行業(yè)常見的做法相比，電鍍所需的時間短，通常效率可提高2倍以上。而且可完全解決行 業(yè)長期存在的盲孔銅厚不足和通孔“狗骨”等技術難題，大幅提高產品的可靠性。
另一方面，所用電流密度大小適中，更有利于電鍍銅的晶體排布，電鍍銅的延伸率 和延展性相對高，可有效地提高通孔和盲孔的電鍍可靠性。
顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍 之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟A 進行化學沉銅操作；B 將電鍍藥水組分進行分解，調整為高銅低酸進行第一次電鍍；C 將電鍍藥水組分進行分解，調整為高酸低銅進行第二次電鍍。
2.如權利要求1所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于所述高銅低酸的配置 為所述電鍍藥水中硫酸與銅離子的質量比小于10 1。
3.如權利要求2所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于步驟B的具體操作為 通過添加硫酸銅加大銅離子的濃度，形成高銅低酸。
4.如權利要求1所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于所述高酸低銅的配置 為所述電鍍溶液中硫酸與銅離子的質量比大于14 1。
5.如權利要求4所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于步驟C的具體操作為 添加濃硫酸提高硫酸濃度，形成高酸低銅。
6.如權利要求1所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于所述電鍍藥水為硫酸 銅電鍍藥水。
7.如權利要求1-6所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于，在第二次電鍍之后 還包括干膜的操作。
8.如權利要求7所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于，所述第一次電鍍和第 二次電鍍的時間與電路板板厚孔徑比成正比。
9.如權利要求7所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于，所述第一次電鍍和第 二次電鍍的時間與電路板板銅厚成正比。
10.如權利要求1所述的電路板通孔盲孔電鍍方法，其特征在于步驟C進一步包括以 下操作進行振動、搖擺和打氣操作，加速溶液在通孔中的流動，確保鍍液在通孔孔壁有足夠的 銅離子供應。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電路板通孔盲孔電鍍的方法，解決高層高密度互聯(lián)印制電路板高板厚孔徑比通孔和激光微盲孔同時電鍍產生的成本高、效率低、爆板、電阻變大甚至失效的技術問題。本發(fā)明的主要方法為進行化學沉銅操作；將電鍍藥水組分進行分解，調整為高銅低酸進行第一次電鍍；將電鍍藥水組分進行分解，調整為高酸低銅進行第二次電鍍。本發(fā)明的效果是電鍍所需的時間短，生產效率可提高2倍；另一方面，所用電流密度大小適中，更有利于電鍍銅的晶體排布，電鍍銅的延伸率和延展性相對高，有效地提高通孔和盲孔的電鍍可靠性。
文檔編號C25D7/00GK102036509SQ20091009318
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權日2009年9月25日
發(fā)明者朱興華 申請人:北大方正集團有限公司, 珠海方正科技多層電路板有限公司