本發(fā)明屬于印制電路板生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種通孔填孔方法，具體地說涉及一種通孔電鍍填孔方法。
背景技術(shù)：
標準的多層印制電路板結(jié)構(gòu)通常含有內(nèi)層線路和外層線路，然后利用鉆孔工藝以及孔內(nèi)金屬化的制程，實現(xiàn)各層線路的導(dǎo)通和內(nèi)部連接功能。在電子產(chǎn)品日趨復(fù)雜的前提下，積體電路元件的接點距離隨之減小，信號傳送的速度則相對提高，隨之而來的是接線數(shù)量的提高、點間配線的的長度局部性縮短，這些就需要應(yīng)用高密度線路配置及微孔技術(shù)達成目標。由于線路密度的增加，零件的封裝方式不斷更新，為了讓有限的印制電路板面積能放置更多更高性能的零件，除了使線路寬度越來越窄，孔徑也需進一步縮小。
近年來，電子產(chǎn)品不斷朝著輕薄短小的目標發(fā)展，上游IC芯片日趨微小化，在有限的表面裝載更多微器件使得傳統(tǒng)的過孔與導(dǎo)通孔互聯(lián)的多層印制電路板已逐漸無法滿足產(chǎn)品需求。同時半導(dǎo)體行業(yè)的元件垂直整合、直接連通，盡量減少透過電路板或封裝基板來做電訊互通，而且為了提高高頻信號的傳輸功能，從上游的半導(dǎo)體制程到中游的封裝載板制程，一直到下游的電路板制程，均需要對印制電路板上的孔進行填孔處理，這一方面可防止表面噴錫時錫滲入孔內(nèi)造成線路短路，同時可以維持孔表面平整度、滿足對阻抗的要求，還能避免線路信號受損。
目前常規(guī)填孔方法包括導(dǎo)電膏塞孔、樹脂塞孔和導(dǎo)電漿塞孔，其中，導(dǎo)電膏塞孔技術(shù)主要是用在積層技術(shù)中填充埋孔，利用導(dǎo)電膏制造平表面，隨后對其金屬化，然后進行增層，導(dǎo)電膏相對于絕緣性填充材料來說散熱性較好，但是導(dǎo)電膏塞孔工藝流程較為復(fù)雜，同時為了使基板表面平整，還需要將多余的導(dǎo)電膏研磨平整，這很容易引起基板的翹曲或變形。
樹脂塞孔技術(shù)又包括壓合填孔和樹脂油墨塞孔兩種方式，其中壓合填孔比較適合厚徑比低、孔數(shù)少的印制電路板，芯板通孔的樹脂塞孔工藝可以為高密度互連板增層制作提供一個平坦的表面，這種平坦的表面能夠確保受控阻抗在高頻應(yīng)用中的關(guān)鍵電路層之間的傳導(dǎo)。但是樹脂塞孔工藝中還存在如下問題：對于厚徑比較高的電路板，板厚較大、孔徑較小，一次塞孔難以將孔塞實，而且樹脂這種易收縮形變的材質(zhì)會因樹脂的收縮難以實現(xiàn)孔塞得飽滿，樹脂內(nèi)氣泡難以消除、板面樹脂殘膠難以消除。而在高頻通訊產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，上游客戶對印制電路板的塞孔凹凸度要求極嚴，通常塞孔位凹陷要求≤3μm，普通的導(dǎo)電膏塞孔、樹脂塞孔或是銅漿塞孔無法達到標準，而且樹脂塞孔和導(dǎo)電漿塞孔易形成塞孔氣泡，烘板固化時容易發(fā)生膨脹，造成孔內(nèi)空洞和冷卻后孔口凹陷等缺陷。與此同時，上述填孔方法流程長、需要先鍍滿孔銅，再塞孔、烘板、砂帶磨板、整板電鍍，造成生產(chǎn)資源浪費、生產(chǎn)成本高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于傳統(tǒng)填孔方法填孔不飽滿、易產(chǎn)生氣泡、導(dǎo)致孔內(nèi)空洞、孔口凹陷，且填孔工藝流程長、生產(chǎn)成本高，從而提出一種塞孔效果好、可達到較高孔口凹陷標準、流程簡單、生產(chǎn)成本低廉的通孔電鍍填孔方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
本發(fā)明提供一種通孔電鍍填孔方法，所述方法包括如下步驟：
S1、前工序；
S2、外層鉆孔，根據(jù)板厚，利用預(yù)設(shè)的鉆孔資料進行鉆孔加工；
S3、全板電鍍，采用周期脈沖電鍍在印制電路板表面以及孔內(nèi)電鍍銅，使通孔內(nèi)被銅封閉，在印制電路板兩面成型為盲孔；
S4、填孔電鍍，填平所屬盲孔；
S5、外層圖形制作，曝光顯影后形成外層圖形，然后進行圖形電鍍，增加線路和孔內(nèi)鍍層厚度。
作為優(yōu)選，所述步驟S3中，所述周期脈沖電鍍過程中，電流密度為0.5-1.5ASD，正向脈沖與反向脈沖的強度比為1:2-5，正向脈沖與反向脈沖的時間比為31-10:1。
作為優(yōu)選，所述步驟S4中，所述填孔電鍍包括第一電鍍階段和第二電鍍階段，其中，所述第一電鍍階段的電流密度為0.5-1ASD，電鍍時間為15-20min，所述第二電鍍階段的電流密度為1-2ASD，電鍍時間為60-75min。
作為優(yōu)選，所述前工序包括如下步驟：
S11、開料，按照設(shè)計要求將內(nèi)層芯板和外層銅箔材料裁切為所需尺寸；
S12、內(nèi)層線路圖形制作，將底片上的圖形轉(zhuǎn)移到內(nèi)層芯板表面；
S13、內(nèi)外層壓合，將內(nèi)層芯板與半固化片以及外層銅箔疊合在一起并按照工藝參數(shù)將其壓合為多層印制電路板。
作為優(yōu)選，所述步驟S12之前包括采用3％-5％的酸性溶液清洗板面和微蝕的步驟，所述步驟S12之后還包括內(nèi)層蝕刻的步驟，利用藥液蝕刻出線路圖形。
作為優(yōu)選，所述步驟S13之前包括棕化的步驟，以增大銅面的粗糙度和與所述半固化片的接觸面積。
作為優(yōu)選，所述步驟S5中曝光的能量為6級曝光尺或21級曝光尺。
作為優(yōu)選，所述步驟S5后還包括在板面制備阻焊層、表面處理、成型的工序。
作為優(yōu)選，所述表面處理為熱風(fēng)整平、電鍍鎳金、化學(xué)沉鎳金或沉銀工藝。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：
本發(fā)明所述的通孔電鍍填孔方法，所述方法包括如下步驟：S1、前工序；S2、外層鉆孔，根據(jù)板厚，利用預(yù)設(shè)的鉆孔資料進行鉆孔加工；S3、全板電鍍，采用周期脈沖電鍍在印制電路板表面以及孔內(nèi)電鍍銅，使孔內(nèi)被銅封閉，在印制電路板兩面成型為盲孔；S4、填孔電鍍，填平所屬盲孔；S5、外層圖形制作，曝光顯影后形成外層圖形，然后進行圖形電鍍，增加線路和孔內(nèi)鍍層厚度。首先對已形成的通孔的印制電路板進行周期脈沖電鍍，這種電鍍方式可使鍍層結(jié)晶細化、結(jié)合力高、無孔隙，電鍍后的通孔內(nèi)部被電鍍銅封閉，無氣泡無孔洞，電鍍后通孔兩端成型為厚徑比小于1的兩個盲孔，然后采用常規(guī)填孔電鍍的方法填平盲孔。所述填孔方法解決了常規(guī)填孔工藝中孔內(nèi)易形成空洞、最終導(dǎo)致孔口凹陷，無法滿足客戶的需求的問題，而且該工藝流程簡單，生產(chǎn)成本低，利于批量化工業(yè)生產(chǎn)。
具體實施方式
實施例1
本實施例提供一種通孔電鍍填孔方法，所述方法包括如下步驟：
S1、前工序，所述前工序又包括如下步驟：
S11、開料，按照設(shè)計要求將內(nèi)層芯板和外層銅箔材料裁切為所需尺寸，所述內(nèi)層芯板為覆銅板，其由銅箔和絕緣層壓合而成，依銅厚可分為H/Hoz,1/1oz，2/2o等種類，開料后為防止板材漲縮，還需進行烤板。
S12、內(nèi)層線路圖形制作，將底片上的圖形轉(zhuǎn)移到內(nèi)層芯板表面，首先，對銅面進行酸洗，采用3％的常規(guī)酸性溶液清洗板面，去除銅面氧化層以及原銅基材上為防止銅氧化的保護層，然后進行堿性微蝕，以得到充分粗化的銅表面，增加后續(xù)貼覆的干膜與銅面的附著性；在經(jīng)過微蝕的銅面通過熱壓的方式貼覆抗蝕干膜，通過曝光將菲林上的圖形轉(zhuǎn)移到板面，顯影后未與顯影液反應(yīng)的部分留在板面，形成內(nèi)層圖形，蝕刻去除非線路部分，留下線路圖形。
S13、內(nèi)外層壓合，將內(nèi)層芯板與半固化片以及外層銅箔疊合在一起并按照工藝參數(shù)將其壓合為多層印制電路板，首先棕化銅面，在銅面形成棕化層，增大銅面的粗糙度和與所述半固化片的接觸面積，同時使銅面鈍化以免發(fā)生不良反應(yīng)，將內(nèi)層芯板與半固化片和外層銅箔按照順序排列疊合并采用定位鉚釘固定，按照工藝參數(shù)在一定壓力、溫度和時間條件下壓合成為一塊完整的多層印制電路板，壓合后的電路板還可在冷壓倉進行冷壓，使板內(nèi)部溫度降低從而釋放板的內(nèi)應(yīng)力，防止板曲。
S2、外層鉆孔，根據(jù)板厚，利用預(yù)設(shè)的鉆孔資料和數(shù)控鉆機進行鉆孔加工，在印制電路板上形成通孔等導(dǎo)通、插件孔，用于元件焊接、裝配以及層與層之間導(dǎo)通；
S3、全板電鍍，采用與常規(guī)的直流電解方法進行全板電鍍不同，本實施例采用周期脈沖電鍍在印制電路板表面以及孔內(nèi)電鍍銅，使通孔內(nèi)被銅封閉，在印制電路板兩面成型為厚徑比小于1的盲孔，所述周期脈沖電鍍過程為周期換向脈沖(PPR)電鍍方法，即在電鍍過程中，提供方波脈沖電流，一個正向脈沖后接一個反向脈沖，本實施例中，電鍍的電流密度為1ASD，電鍍時間為30min，每個正向脈沖與反向脈沖的強度比為1:3.5，正向脈沖與反向脈沖的時間比為20:1，具體如表1所示，電鍍包括一個直流電鍍階段，這一階段填充孔的5％，然后進行脈沖雙向電鍍，以正脈沖電鍍200ms后負脈沖電鍍10ms，填充孔20％，以正脈沖電鍍100ms后負脈沖電鍍5ms，填孔30％，以正脈沖電鍍80ms后負脈沖電鍍4ms，又填孔30％，以正脈沖電鍍40ms后負脈沖電鍍2ms，填孔10％，最后以正脈沖電鍍20ms后負脈沖電鍍1ms，填孔5％，完成全板電鍍，孔內(nèi)部100％被鍍銅充填。
表1
S4、填孔電鍍，填平所屬盲孔，使孔口表面平整，無凸出或凹陷，滿足客戶需求，所述填孔電鍍包括第一電鍍階段和第二電鍍階段，其中，所述第一電鍍階段的電流密度為0.75ASD，電鍍時間為18min，所述第二電鍍階段的電流密度為1.5ASD，電鍍時間為70min。
S5、外層圖形制作，曝光顯影后形成外層圖形，然后進行圖形電鍍，增加線路和孔內(nèi)鍍層厚度，將印制電路板表面貼感光干膜，并用菲林圖形進行對位，然后經(jīng)過能量為6級曝光尺的曝光能量曝光，再通過顯影機將未被曝光反應(yīng)的感光干膜溶解掉，得到需要的外層圖形，在貼干膜之前也包括以3％的酸液洗滌板面的步驟。然后圖形電鍍，增加導(dǎo)線和孔內(nèi)銅層厚度，提高孔內(nèi)鍍層電性能和物理化學(xué)性能，之后在板面和孔內(nèi)鍍錫層，蝕刻去除干膜，此時錫層起到保護銅面的作用，蝕刻完成后清洗除錫。
S6、制備阻焊層，通過絲網(wǎng)將阻焊油墨印刷到板面，并在一定溫度、時間及通風(fēng)下使油墨中的溶劑初步揮發(fā)，再用菲林將所需焊盤和孔保護后進行曝光，顯影時將未反應(yīng)的油墨溶解掉，得到所需的焊盤和孔，阻焊層起到絕緣、保護、耐酸堿的作用，印刷字符標記后進行表面處理，防止表面的銅層被氧化和損壞，本實施例中，所述表面處理的工藝為熱風(fēng)整平，將印制電路板完全覆蓋焊料后，經(jīng)過高壓熱風(fēng)將表面和孔內(nèi)的多余焊料吹掉，并整平附著于焊盤與孔壁的焊料。最后成型，按照需求規(guī)格的尺寸裁切印制電路板，測試電路板的開短路情況及電性能，合格后包裝出貨。
實施例2
本實施例提供一種通孔電鍍填孔方法，所述方法包括如下步驟：
S1、前工序，所述前工序又包括如下步驟：
S11、開料，按照設(shè)計要求將內(nèi)層芯板和外層銅箔材料裁切為所需尺寸，所述內(nèi)層芯板為覆銅板，其由銅箔和絕緣層壓合而成，依銅厚可分為H/Hoz,1/1oz，2/2o等種類，開料后為防止板材漲縮，還需進行烤板。
S12、內(nèi)層線路圖形制作，將底片上的圖形轉(zhuǎn)移到內(nèi)層芯板表面，首先，對銅面進行酸洗，采用4％的常規(guī)酸性溶液清洗板面，去除銅面氧化層以及原銅基材上為防止銅氧化的保護層，然后進行堿性微蝕，以得到充分粗化的銅表面，增加后續(xù)貼覆的干膜與銅面的附著性；在經(jīng)過微蝕的銅面通過熱壓的方式貼覆抗蝕干膜，通過曝光將菲林上的圖形轉(zhuǎn)移到板面，顯影后未與顯影液反應(yīng)的部分留在板面，形成內(nèi)層圖形，蝕刻去除非線路部分，留下線路圖形。
S13、內(nèi)外層壓合，將內(nèi)層芯板與半固化片以及外層銅箔疊合在一起并按照工藝參數(shù)將其壓合為多層印制電路板，首先棕化銅面，在銅面形成棕化層，增大銅面的粗糙度和與所述半固化片的接觸面積，同時使銅面鈍化以免發(fā)生不良反應(yīng)，將內(nèi)層芯板與半固化片和外層銅箔按照順序排列疊合并采用定位鉚釘固定，按照工藝參數(shù)在一定壓力、溫度和時間條件下壓合成為一塊完整的多層印制電路板，壓合后的電路板還可在冷壓倉進行冷壓，使板內(nèi)部溫度降低從而釋放板的內(nèi)應(yīng)力，防止板曲。
S2、外層鉆孔，根據(jù)板厚，利用預(yù)設(shè)的鉆孔資料和數(shù)控鉆機進行鉆孔加工，在印制電路板上形成通孔等導(dǎo)通、插件孔，用于元件焊接、裝配以及層與層之間導(dǎo)通；
S3、全板電鍍，采用與常規(guī)的直流電解方法進行全板電鍍不同，本實施例采用周期脈沖電鍍在印制電路板表面以及孔內(nèi)電鍍銅，使通孔內(nèi)被銅封閉，在印制電路板兩面成型為厚徑比小于1的盲孔，所述周期脈沖電鍍過程為周期換向脈沖(PPR)電鍍方法，即在電鍍過程中，提供方波脈沖電流，一個正向脈沖后接一個反向脈沖，本實施例中，電鍍的電流密度為1.5ASD，電鍍時間為40min，每個正向脈沖與反向脈沖的強度比為1:5，正向脈沖與反向脈沖的時間比為10:1，具體如表2所示。
表2
S4、填孔電鍍，填平所屬盲孔，使孔口表面平整，無凸出或凹陷，滿足客戶需求，所述填孔電鍍包括第一電鍍階段和第二電鍍階段，其中，所述第一電鍍階段的電流密度為1ASD，電鍍時間為20min，所述第二電鍍階段的電流密度為2ASD，電鍍時間為75min。
S5、外層圖形制作，曝光顯影后形成外層圖形，然后進行圖形電鍍，增加線路和孔內(nèi)鍍層厚度，將印制電路板表面貼感光干膜，并用菲林圖形進行對位，然后經(jīng)過能量為6級曝光尺的曝光能量曝光，再通過顯影機將未被曝光反應(yīng)的感光干膜溶解掉，得到需要的外層圖形，在貼干膜之前也包括以3％的酸液洗滌板面的步驟。然后圖形電鍍，增加導(dǎo)線和孔內(nèi)銅層厚度，提高孔內(nèi)鍍層電性能和物理化學(xué)性能，之后在板面和孔內(nèi)鍍錫層，蝕刻去除干膜，此時錫層起到保護銅面的作用，蝕刻完成后清洗除錫。
S6、制備阻焊層，通過絲網(wǎng)將阻焊油墨印刷到板面，并在一定溫度、時間及通風(fēng)下使油墨中的溶劑初步揮發(fā)，再用菲林將所需焊盤和孔保護后進行曝光，顯影時將未反應(yīng)的油墨溶解掉，得到所需的焊盤和孔，阻焊層起到絕緣、保護、耐酸堿的作用，印刷字符標記后進行表面處理，防止表面的銅層被氧化和損壞，本實施例中，所述表面處理的工藝為電鍍鎳金，其中所鍍的鎳層厚度為4-5μm，鎳層作為金層的襯底，可以起到顯著提高耐磨性的作用，同時作為阻擋層可以有效防止銅與其它金屬的擴散。最后成型，按照需求規(guī)格的尺寸裁切印制電路板，測試電路板的開短路情況及電性能，合格后包裝出貨。
實施例3
本實施例提供一種通孔電鍍填孔方法，所述方法包括如下步驟：
S1、前工序，所述前工序又包括如下步驟：
S11、開料，按照設(shè)計要求將內(nèi)層芯板和外層銅箔材料裁切為所需尺寸，所述內(nèi)層芯板為覆銅板，其由銅箔和絕緣層壓合而成，依銅厚可分為H/Hoz,1/1oz，2/2o等種類，開料后為防止板材漲縮，還需進行烤板。
S12、內(nèi)層線路圖形制作，將底片上的圖形轉(zhuǎn)移到內(nèi)層芯板表面，首先，對銅面進行酸洗，采用5％的常規(guī)酸性溶液清洗板面，去除銅面氧化層以及原銅基材上為防止銅氧化的保護層，然后進行堿性微蝕，以得到充分粗化的銅表面，增加后續(xù)貼覆的干膜與銅面的附著性；在經(jīng)過微蝕的銅面通過熱壓的方式貼覆抗蝕干膜，通過曝光將菲林上的圖形轉(zhuǎn)移到板面，顯影后未與顯影液反應(yīng)的部分留在板面，形成內(nèi)層圖形，蝕刻去除非線路部分，留下線路圖形。
S13、內(nèi)外層壓合，將內(nèi)層芯板與半固化片以及外層銅箔疊合在一起并按照工藝參數(shù)將其壓合為多層印制電路板，首先棕化銅面，在銅面形成棕化層，增大銅面的粗糙度和與所述半固化片的接觸面積，同時使銅面鈍化以免發(fā)生不良反應(yīng)，將內(nèi)層芯板與半固化片和外層銅箔按照順序排列疊合并采用定位鉚釘固定，按照工藝參數(shù)在一定壓力、溫度和時間條件下壓合成為一塊完整的多層印制電路板，壓合后的電路板還可在冷壓倉進行冷壓，使板內(nèi)部溫度降低從而釋放板的內(nèi)應(yīng)力，防止板曲。
S2、外層鉆孔，根據(jù)板厚，利用預(yù)設(shè)的鉆孔資料和數(shù)控鉆機進行鉆孔加工，在印制電路板上形成通孔等導(dǎo)通、插件孔，用于元件焊接、裝配以及層與層之間導(dǎo)通；
S3、全板電鍍，采用與常規(guī)的直流電解方法進行全板電鍍不同，本實施例采用周期脈沖電鍍在印制電路板表面以及孔內(nèi)電鍍銅，使通孔內(nèi)被銅封閉，在印制電路板兩面成型為厚徑比小于1的盲孔，所述周期脈沖電鍍過程為周期換向脈沖(PPR)電鍍方法，即在電鍍過程中，提供方波脈沖電流，一個正向脈沖后接一個反向脈沖，本實施例中，電鍍的電流密度為0.5ASD，電鍍時間為50min，每個正向脈沖與反向脈沖的強度比為1:2，正向脈沖與反向脈沖的時間比為30:1，具體如表3所示。
表3
S4、填孔電鍍，填平所屬盲孔，使孔口表面平整，無凸出或凹陷，滿足客戶需求，所述填孔電鍍包括第一電鍍階段和第二電鍍階段，其中，所述第一電鍍階段的電流密度為0.5ASD，電鍍時間為15min，所述第二電鍍階段的電流密度為1ASD，電鍍時間為60min。
S5、外層圖形制作，曝光顯影后形成外層圖形，然后進行圖形電鍍，增加線路和孔內(nèi)鍍層厚度，將印制電路板表面貼感光干膜，并用菲林圖形進行對位，然后經(jīng)過能量為21級曝光尺的曝光能量曝光，再通過顯影機將未被曝光反應(yīng)的感光干膜溶解掉，得到需要的外層圖形，在貼干膜之前也包括以3％的酸液洗滌板面的步驟。然后圖形電鍍，增加導(dǎo)線和孔內(nèi)銅層厚度，提高孔內(nèi)鍍層電性能和物理化學(xué)性能，之后在板面和孔內(nèi)鍍錫層，蝕刻去除干膜，此時錫層起到保護銅面的作用，蝕刻完成后清洗除錫。
S6、制備阻焊層，通過絲網(wǎng)將阻焊油墨印刷到板面，并在一定溫度、時間及通風(fēng)下使油墨中的溶劑初步揮發(fā)，再用菲林將所需焊盤和孔保護后進行曝光，顯影時將未反應(yīng)的油墨溶解掉，得到所需的焊盤和孔，阻焊層起到絕緣、保護、耐酸堿的作用，印刷字符標記后進行表面處理，防止表面的銅層被氧化和損壞，本實施例中，所述表面處理的工藝為化學(xué)沉鎳金，即利用常規(guī)化學(xué)方法在電路板表面鍍Ni/Au，其中鎳層的厚度為3-6μm，金層厚度為0.05-0.1μm，鎳在焊錫與銅之間形成阻隔層，焊接時，金融化在焊錫中，焊錫與鎳形成Ni/Sn金屬間化合物，鍍金層可以防止電路板在存儲期間Ni氧化或鈍化。作為可變換的實施方式，所述表面處理還可以為沉銀工藝，在電路板表面沉一層厚度為0.1-0.4μm的銀層，所述銀層作為保護膜，使銅面被密封于銀層之下，延長了電路板的使用壽命，同時銀層表面平整，可焊性良好。最后成型，按照需求規(guī)格的尺寸裁切印制電路板，測試電路板的開短路情況及電性能，合格后包裝出貨。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。