專利名稱：一種印制電路板盲孔的金屬化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于印制電路板制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及高密度印制電路板盲孔的制備及金屬化方法。
背景技術(shù)：
以智能手機(jī)、超薄筆記本、平板電腦與數(shù)碼相機(jī)為代表的電子信息產(chǎn)品的高速發(fā)展要求配備高性能的印制電路板(Printed Circuit Board, PCB)，從而引發(fā)PCB走向線路的精細(xì)化、孔設(shè)計(jì)的微細(xì)化、導(dǎo)電層的超薄化與高密度化。盲孔作為連通各層電路的樞紐，其微細(xì)化程度與設(shè)計(jì)效果將直接影響印制電路板的高密度化與多功能化。應(yīng)用盲孔實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通功能的趨勢(shì)越加受重視，因此盲孔的制作方法與效果直接影響印制電路板的高密度化程度。常用的印制電路板孔加工方法有機(jī)械鉆孔法與激光鉆孔法。機(jī)械鉆孔方法受限于 鉆刀無法兼容微細(xì)化與高硬度的要求，只適合孔徑為O. 15mm以上的孔加工。激光鉆孔的方法包括UV激光鉆孔與CO2激光鉆孔，UV激光鉆孔具備小光束高能量的優(yōu)點(diǎn)，但是UV激光鉆孔采用單孔逐次加工方式，激光束的能量不易控制而容易產(chǎn)生控深難度大、加工過程復(fù)雜且效率慢、鉆孔孔壁效果不平整的問題(“紅外與激光工程，2010，vol. 39，No. I : 143-146”與“IEEE Transactions on Electronics Packaging Manufacturing,2004,Vol. 27,No.2 115-124”)。C02激光鉆孔采用單孔逐次加工方式，孔加工效果高，適用于高密度印制電路板微細(xì)孔的加工要求。傳統(tǒng)的盲孔金屬化過程是先在孔壁形成薄導(dǎo)電銅層或者吸附薄導(dǎo)電碳層，再通過電鍍銅過程完成盲孔的金屬化。薄導(dǎo)電銅層形成的方法是通過化學(xué)鍍銅法用膠體鈀充當(dāng)活化劑，然后銅離子還原成銅單質(zhì)吸附在盲孔孔壁。由于化學(xué)鍍銅應(yīng)用有毒的甲醛作為還原齊U，廢液殘留的甲醛處理困難，而且化學(xué)鍍液維護(hù)成本較高且膠體鈀成本昂貴，這使得化學(xué)鍍銅結(jié)合電鍍銅的盲孔金屬化方法總體成本高、過程復(fù)雜且不環(huán)保。吸附薄導(dǎo)電碳層的方法是通過超聲波使碳黑吸附在孔壁上，但是導(dǎo)電碳層的形成對(duì)碳黑溶液的消耗和穩(wěn)定性要求高，不利高密度印制電路板的低成本制造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種印制電路板盲孔的金屬化方法。該方法采用CO2激光燒蝕盲孔底部的銅箔，利用CO2激光直接誘發(fā)銅顆粒吸附在盲孔孔壁，然后電鍍實(shí)現(xiàn)盲孔孔金屬化，制作盲孔過程簡(jiǎn)單、效率高、成本低、無環(huán)境污染，所獲得的盲孔具有高可靠性的特點(diǎn)。本發(fā)明技術(shù)方案是—種印制電路板盲孔的金屬化方法，如圖I所示，包括以下步驟步驟I :對(duì)已經(jīng)加工好的印制電路板盲孔進(jìn)行金屬化前的預(yù)處理。預(yù)處理包括印制電路板表面磨板處理和盲孔孔壁清洗處理。印制電路板表面磨板處理的目的是清除盲孔孔環(huán)表面的毛刺；盲孔孔壁清洗處理的目的是清除殘留在盲孔孔壁的碳化物以及改性孔底銅層表面，以獲得清潔、平整的盲孔孔壁。步驟2 :盲孔孔壁吸附銅顆粒。將經(jīng)步驟I預(yù)處理后的印制電路板置于CO2激光鉆機(jī)機(jī)臺(tái)上，采用CO2激光束燒蝕盲孔底部的銅箔，誘發(fā)出盲孔底部銅箔的銅顆粒吸附在盲孔孔壁。步驟3 :電鍍銅。對(duì)經(jīng)步驟2處理后的印制電路板盲孔進(jìn)行電鍍銅，完成盲孔金屬化過程。需要進(jìn)一步說明的是I、步驟I中對(duì)印制電路板盲孔進(jìn)行表面磨板處理時(shí)，采用水平磨板機(jī)中進(jìn)行表面磨板處理，表面磨板處理后用去離子水洗后烘干。
2、步驟I中對(duì)印制電路板盲孔進(jìn)行孔壁清洗處理時(shí)，采用等離子體清洗機(jī)，等離子體采用CF4與O2的混合氣體產(chǎn)生。3、步驟2盲孔孔壁吸附銅顆粒時(shí)，應(yīng)控制CO2激光束能量不能過大，以防止CO2激光束燒穿盲孔底層銅箔(相較于UV激光，CO2激光比較容易控制能量);同時(shí)可采用脈沖小能量的CO2激光重復(fù)多次誘發(fā)盲孔底部銅箔的銅顆粒吸附在盲孔孔壁。4、對(duì)經(jīng)步驟2處理后的印制電路板盲孔進(jìn)行電鍍銅時(shí)，在電鍍前處理過程不能進(jìn)行盲孔微蝕處理，以防止孔壁上的吸附的銅顆粒被微蝕掉而失去導(dǎo)電作用。本發(fā)明的有益效果I.本發(fā)明提供了一種較簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的印制板盲孔金屬化的制作過程。2.本發(fā)明不需要使用黑孔化等過程處理，同時(shí)也不涉及含膠體鈀粒處理的化學(xué)鍍銅過程，節(jié)省了盲孔電鍍的前期預(yù)導(dǎo)電過程的制作成本。3.本發(fā)明避免了化學(xué)鍍銅等濕制程所帶來的廢液處理問題，不涉及甲醛等有毒物質(zhì)，是一種環(huán)保的同時(shí)能滿足盲孔金屬化目的的方法。


圖I為本發(fā)明提供的印制電路板盲孔金屬化流程示意圖。圖2本發(fā)明CO2激光誘發(fā)示意圖。I表示內(nèi)層覆銅板的銅面，2表示內(nèi)層覆銅板的介質(zhì)層，3表示壓合的環(huán)氧樹脂介質(zhì)層，4表示外層壓合銅面，CO2激光直接燒蝕時(shí)需要棕化處理，是一層薄棕化銅層，5表不CO2激光束。圖3盲孔孔壁晶種附著示意圖。I表示內(nèi)層覆銅板的銅面,2表示內(nèi)層覆銅板的介質(zhì)層，3表示壓合的環(huán)氧樹脂介質(zhì)層，4表示外層壓合銅面，6表示經(jīng)激光誘發(fā)后在盲孔孔壁吸附的銅顆粒。圖4實(shí)例一條件下孔金屬化后的盲孔切片圖。圖5實(shí)例二條件下孔金屬化后的盲孔切片圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具有實(shí)施案例以進(jìn)一步說明本發(fā)明的可操作性和發(fā)明效果。在不脫離本發(fā)明上述思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。實(shí)施例一
本實(shí)例實(shí)現(xiàn)O. 15mm孔徑的印制電路板盲孔金屬化。首先采用CO2激光鉆孔機(jī)制作出O. 15mm孔徑的印制電路板盲孔，盲孔經(jīng)表面磨板處理和盲孔孔壁清洗處理后，采用功率為5600kw、頻率為IOOHz、脈寬為4ms的CO2激光束打到盲孔底部銅面，誘發(fā)產(chǎn)生銅顆粒濺射并吸附到孔壁，最后采用垂直直流電鍍線的電鍍缸中進(jìn)行全板電鍍，電鍍前處理過程不能進(jìn)行微蝕處理，防止孔壁吸附的銅顆粒被微蝕掉。電鍍參數(shù)設(shè)置為電流密度12A/dm2，電鍍時(shí)間105min。電鍍過程完成后切片觀察孔內(nèi)鍍銅，如圖4所示。實(shí)施例二本實(shí)例實(shí)現(xiàn)O. 115mm孔徑的的印制電路板盲孔金屬化。首先采用CO2激光鉆孔機(jī)制作出O. 115mm孔徑的印制電路板盲孔，盲孔經(jīng)表面磨 板處理和盲孔孔壁清洗處理后，采用功率為5600kw、頻率為IOOHz、脈寬為4ms的CO2激光束打到盲孔底部銅面，誘發(fā)產(chǎn)生銅顆粒濺射并吸附到孔壁，最后采用垂直直流電鍍線的電鍍缸中進(jìn)行全板電鍍，電鍍前處理過程不能進(jìn)行微蝕處理，防止孔壁吸附的銅顆粒被微蝕掉。電鍍參數(shù)設(shè)置為電流密度12A/dm2，電鍍時(shí)間105min。電鍍過程完成后切片觀察孔內(nèi)鍍銅，如圖5所示。
權(quán)利要求
1.一種印制電路板盲孔的金屬化方法，包括以下步驟 步驟I :對(duì)已經(jīng)加工好的印制電路板盲孔進(jìn)行金屬化前的預(yù)處理； 預(yù)處理包括印制電路板表面磨板處理和盲孔孔壁清洗處理；印制電路板表面磨板處理的目的是清除盲孔孔環(huán)表面的毛刺；盲孔孔壁清洗處理的目的是清除殘留在盲孔孔壁的碳化物以及改性孔底銅層表面，以獲得清潔、平整的盲孔孔壁； 步驟2:盲孔孔壁吸附銅顆粒； 將經(jīng)步驟I預(yù)處理后的印制電路板置于CO2激光鉆機(jī)機(jī)臺(tái)上，采用CO2激光束燒蝕盲孔底部的銅箔，誘發(fā)出盲孔底部銅箔的銅顆粒吸附在盲孔孔壁； 步驟3:電鍍銅； 對(duì)經(jīng)步驟2處理后的印制電路板盲孔進(jìn)行電鍍銅，完成盲孔金屬化過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的印制電路板盲孔的金屬化方法，其特征在于，步驟I中對(duì)印制電路板盲孔進(jìn)行表面磨板處理時(shí)，米用水平磨板機(jī)中進(jìn)行表面磨板處理，表面磨板處理后用去尚子水洗后烘干。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的印制電路板盲孔的金屬化方法，其特征在于，步驟I中對(duì)印制電路板盲孔進(jìn)行孔壁清洗處理時(shí)，采用等離子體清洗機(jī)，等離子體采用CF4與O2的混合氣體產(chǎn)生。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的印制電路板盲孔的金屬化方法，其特征在于，步驟2盲孔孔壁吸附銅顆粒時(shí)，應(yīng)控制0)2激光束能量不能過大，以防止CO2激光束燒穿盲孔底層銅箔；同時(shí)采用脈沖小能量的CO2激光重復(fù)多次誘發(fā)盲孔底部銅箔的銅顆粒吸附在盲孔孔壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的印制電路板盲孔的金屬化方法，其特征在于，對(duì)經(jīng)步驟2處理后的印制電路板盲孔進(jìn)行電鍍銅時(shí)，在電鍍前處理過程不能進(jìn)行盲孔微蝕處理，以防止孔壁上的吸附的銅顆粒被微蝕掉而失去導(dǎo)電作用。
全文摘要
一種印制電路板盲孔的金屬化方法，屬于印制電路板制造技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用CO2激光燒蝕盲孔底部的銅箔，利用CO2激光直接誘發(fā)銅顆粒吸附在盲孔孔壁，然后電鍍實(shí)現(xiàn)盲孔孔金屬化，制作盲孔過程簡(jiǎn)單、效率高、成本低、無環(huán)境污染，所獲得的盲孔具有高可靠性的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05K3/42GK102821558SQ20121030380
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者何為, 黃雨新, 胡友作, 陳苑明, 徐緩, 羅旭, 周華, 王科成 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué), 博敏電子股份有限公司