專利名稱：無化學(xué)鍍孔金屬化工藝——黑孔化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印制電路板孔金屬化工藝，一種無化學(xué)鍍孔金屬化工藝-黑孔化方法。
本發(fā)明屬于印制電路板制造技術(shù)領(lǐng)域。
在現(xiàn)有技術(shù)中，印制電路板孔金屬化工藝，一般是使用化學(xué)鍍的方法，即在印制板進(jìn)行全板電鍍工序前，經(jīng)予處理-敏化、活化處理，然后，用化學(xué)鍍孔金屬化方法，在非金屬基底上沉積上一層金屬后，再進(jìn)行電鍍銅工序，例如常規(guī)通孔電鍍(PTH)工藝，其工藝流程如下覆銅層壓板→清洗→敏化→活化→化學(xué)鍍銅→電鍍銅這種方法存在以下不足之處1.在化學(xué)鍍過程中，會產(chǎn)生氫氣，在鍍孔中由于氫氣的逸出會阻礙鍍液浸入孔的表面，以至造成孔內(nèi)金屬化不完全的現(xiàn)象;
2.在化學(xué)鍍過程中，一般采用甲醛作還原劑，這往往會引起歧化反應(yīng)，影響鍍銅質(zhì)量，甚至造成槽液分解，耗費(fèi)槽液，還存在嚴(yán)重污染問題;
3.化學(xué)鍍工藝復(fù)雜，鍍前要進(jìn)行予處理，例如敏化、活化等多道工序，活化需要使用貴重金屬，如Pd，處理過程要求自動控制設(shè)備，又因化學(xué)鍍銅的鍍液極不穩(wěn)定，易分解，化學(xué)鍍過程中要耗費(fèi)大量水，因此，該工藝?yán)速M(fèi)大，成本高。
本發(fā)明的目的在于克服以上不足，提供一種無化學(xué)鍍孔金屬化工藝-黑孔化方法。
本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)在于，利用一種具有一定導(dǎo)電性的黑孔化液，將其涂在覆銅板的通孔中，使之代替化學(xué)鍍工藝中，沉積在基底上的一層金屬，使用這種方法可簡化予處理程序，節(jié)約材料，減少污染，降低成本。
黑孔化方法的工藝流程覆銅層壓板→清洗→黑孔化→干燥→去膜→電鍍銅具體作法是1.清洗目的是清除印制板通孔中的油污和其它雜質(zhì)，有利于中和樹脂表面的電渮，以利于黑孔化液在孔壁上完全吸附;該工序分兩步進(jìn)行;
a.堿洗將機(jī)加工好的覆銅層壓板，浸入含有濃度為5～20%的NaOH堿溶液的堿洗槽中浸泡5～20分鐘，溫度保持在20～60℃范圍，取出后，用水沖洗，再用去離子水沖洗干凈;
b.酸洗將堿洗過的覆銅層壓板(印制板)，放入濃度為10%的稀硫酸溶液中，在室溫狀態(tài)下，浸漬1～3分鐘，取出后，用水沖洗，再用去離子水沖洗干凈;
2.黑孔化將印制板浸入黑孔化液中，溫度保持在15～40℃，浸漬1～10分鐘，使黑孔化液均勻地涂復(fù)在孔壁上，并于絕緣基底層接觸良好，制得黑孔化板;
3.干燥將黑孔板置于室溫下真空干燥或加熱干燥，加熱溫度在75～120℃范圍，保溫20～30分鐘，可使用遠(yuǎn)紅外烘干機(jī)或其它烘干設(shè)備進(jìn)行，經(jīng)此工序使孔內(nèi)形成均勻的黑色薄膜;
4.去膜經(jīng)上述工序的印制板，所有暴露部分均涂有一層黑色薄膜，此工序是要將銅層表面的黑色薄膜除去;用以下方法進(jìn)行a.機(jī)械法，利用擦板機(jī)或其它工具，擦去殘留在銅層表面的黑色薄膜;
b.弱腐蝕法用200g/l過硫酸鈉及濃度為0.4～1%的硫酸液，配制成弱腐蝕液，將黑孔板放入弱腐蝕液槽中，在室溫下浸泡約1分鐘，取出后立即用水沖洗;該過程應(yīng)在專用槽中進(jìn)行，利用循環(huán)泵過濾，弱腐蝕液可循環(huán)使用。
5.電鍍銅將黑孔化板浸入濃度為5%的硫酸溶液中浸漬，取出后，在常規(guī)酸性電鍍槽中進(jìn)行全板電鍍，電鍍時電流控制在1～1.5A/dm2，時間保持0.5小時，鍍層厚度達(dá)6μm即可。
經(jīng)過以上工序后，即可按常規(guī)的圖形電鍍工藝完成印制電路板的制作。
黑孔化液配方如下，配方1化合物名稱 規(guī)格 配比(WT%)石墨及碳黑 小于3μm 0.1～5堿性金屬氫氧化物 CP 0.1～1.5表面活性劑 離子型 0.01～2硅膠 PH8～10 小于0.5水溶性聚合物 分子量1000～3000 0.01～0.2去離子水 PH7 平衡配方2化合物名稱 規(guī)格 配比(WT%)膠體石墨 固體含量10～25% 20～50表面活性劑 離子型 0.01～0.1氫氧化物 CP 0.01～0.05硅膠 PH8～10 小于0.3去離子水 PH7 平衡按以上比例將黑孔化液配好以后，放入容器中，用高速攪拌器(大于2000轉(zhuǎn)/分)攪拌，直至制成均勻的懸浮液，PH值控制在8～10之間。
本發(fā)明的實(shí)施例如下將進(jìn)行孔加工后的覆銅層壓板，除去孔內(nèi)毛刺后，放進(jìn)堿洗槽中浸泡5分鐘，槽的溫度為40℃，取出后用水沖洗，再放入去離子水槽中浸泡，并立即取出放入酸洗槽中，浸漬2分鐘，槽中溫度為室溫;取出后用大水沖洗，再放入去離子水槽中浸泡，并立即取出，放進(jìn)黑孔化液槽中，該槽中的溫度為22℃，浸漬4分鐘后取出，放進(jìn)裝有循環(huán)鼓風(fēng)裝置的烘箱中烘干，溫度控制在105℃，放置25分鐘后取出，冷卻至室溫后，再將其放入弱腐蝕液槽中浸泡30～60秒鐘后，印制板表面的黑色簿膜成片脫落，取出并用大水沖洗，即可進(jìn)行全板電鍍。將去膜后的印制板浸泡在濃度為5%(VOL)的硫酸溶液槽中，然后，取出并放入電鍍銅槽中鍍銅，電流控制在1A/dm2，時間為30分鐘。
此實(shí)施例中，黑孔化液的配方為化合物名稱 規(guī)格 配比(WT%)膠體石墨 固體含量為12% 40表面活性劑 離子型 0.01氫氧化物 CP 0.02硅膠 PH8～10 0.1去離子水 PH7 平衡電鍍銅液的配方為硫酸銅 100 g/l硫酸 184 g/lCl-1(氯離子) 60m g/l153添加劑 8～10mg/l
全板電鍍工序完成后，即可按常規(guī)圖形電鍍工藝完成印制電路板的制作。
本發(fā)明與化學(xué)鍍孔金屬化工藝相比具有下述效果1.用本發(fā)明的無化學(xué)鍍孔金屬化工藝-黑孔化方法處理的印制板的金屬化孔可靠性高，各項(xiàng)指標(biāo)均符合印制電路板的國家標(biāo)準(zhǔn)(GB4588.2-84)要求;
2.本方法的工藝流程簡單，易于操作;
3.本方法不使用有毒的甲醛溶液，黑孔化溶液穩(wěn)定，無毒，無味，無腐蝕，減少污染;又因清洗液中含銅量小于1PPM，所以清洗水可以反復(fù)使用，大大減少用水量;
4.節(jié)省銅及貴金屬，所以使用本方法生產(chǎn)的印制電路板成本低，每平方米約10～15元，而用一般化學(xué)鍍孔金屬化工藝生產(chǎn)則需20～30元。
本發(fā)明的方法安全可靠，便于生產(chǎn)中大量使用;本發(fā)明的方法特別適用于小孔、高密度的印制電路板制造工藝。
權(quán)利要求
1.一種用于制造印制電路板的無化學(xué)鍍孔金屬化工藝-黑孔化方法，其工藝流程將覆銅層壓板經(jīng)清洗、孔金屬化后再鍍銅，其特征在于將電鍍前的覆銅層壓板(印制板)進(jìn)行黑孔化處理，使其孔壁上涂覆上一層黑孔化薄膜，然后經(jīng)干燥、去膜處理，再進(jìn)行電鍍銅工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無化學(xué)鍍孔金屬化工藝-黑孔化方法，其特征在于黑孔化處理將印制板浸入黑孔化液中，溫度保持在15～40℃，浸漬1～10分鐘，使黑孔化液均勻地涂復(fù)在孔壁上，并于絕緣基底層接觸良好，制得黑孔化板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無化學(xué)鍍孔金屬化工藝-黑孔化方法，其特征在于清洗工序按如下步序進(jìn)行a.堿洗將機(jī)加工好的覆銅層壓板，浸入含有濃度為5～20%的NaOH堿溶液的堿洗槽中浸泡5～20分鐘，溫度保持在20～60℃范圍，取出后，用水沖洗，再用去離子水沖洗干凈;b.酸洗將堿洗過的覆銅層壓板(印制板)，放入濃度為10%的稀硫酸溶液中，在室溫狀態(tài)下，浸漬1～3分鐘，取出后，用水沖洗，再用去離子水沖洗干凈。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無化學(xué)鍍孔金屬化工藝-黑孔化方法，其特征在于黑孔化液的配方為化合物名稱 規(guī)格 配比(WT%)石墨及碳黑 小于3μm 0.1～5堿性金屬氫氧化物 CP 0.1～1.5表面活性劑 離子型 0.01～2硅膠 PH8～10 小于0.5水溶性聚合物 分子量1000～3000 0.01～0.2去離子水 PH7 平衡
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無化學(xué)鍍孔金屬化工藝-黑孔化方法，其特征在于黑孔化液的配方為化合物名稱 規(guī)格 配比(WT%)膠體石墨 固體含量10～25% 20～50表面活性劑 離子型 0.01～0.1氫氧化物 CP 0.01～0.05硅膠 PH8～10 小于0.3去離子水 PH7 平衡
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無化學(xué)鍍孔金屬化工藝-黑孔化方法，其特征在于干燥將黑孔化板置于室溫下真空干燥或加熱干燥，加熱溫度在75～120℃范圍，保溫20～30分鐘，使孔內(nèi)形成均勻的黑色薄膜;去膜經(jīng)上述工序的印制板，所有暴露部分均涂有一層黑色薄膜，此工序是要將銅層表面的黑色薄膜除去;用以下方法進(jìn)行a.機(jī)械法，利用擦板機(jī)或其它工具，擦去殘留在銅層表面的黑色薄膜;b.弱腐蝕法用200g/l過硫酸鈉及濃度為0.4～1%的硫酸溶液，配制成弱腐蝕液，將黑孔板放入弱腐蝕液槽中，在室溫下浸泡約1分鐘，取出后立即用水沖洗。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無化學(xué)鍍孔金屬化工藝-黑孔化方法，其特征在于電鍍銅將黑孔化板浸入濃度為5%的硫酸溶液中浸漬，取出后，再在常規(guī)酸性電鍍槽中進(jìn)行全板電鍍，電鍍時電流控制在1～1.5A/dm2，時間保持0.5小時，鍍層厚度達(dá)6μm即可。
全文摘要
本發(fā)明涉及印制電路板孔金屬化工藝，一種無化學(xué)鍍孔金屬化工藝——黑孔化方法。本發(fā)明屬于印制電路板制造工藝領(lǐng)域。其工藝流程是在印制板電鍍前進(jìn)行黑孔化處理，使其孔壁上涂覆上一層黑孔化膜，然后經(jīng)干燥、去膜處理，再進(jìn)行電鍍銅工序。本方法與化學(xué)鍍孔金屬化工藝相比具有可靠性高，工藝流程簡單，黑孔化液無毒、無味、無腐蝕、減少污染，用水量少，節(jié)省銅及貴金屬，成本低的效果；本方法安全可靠，便于生產(chǎn)中大量使用；本方法特別適用于小孔、高密度的印制電路板制造工藝。
文檔編號H05K3/42GK1063395SQ91100028
公開日1992年8月5日 申請日期1991年1月10日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月10日
發(fā)明者王啟明, 王桂香, 吳鴻琴, 張煥印 申請人:機(jī)械電子工業(yè)部第十五研究所