一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝，屬于線路板制作工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，其技術(shù)要點包括下述步驟：（1)開料；(2)鉆孔■’(3)水平沉銅；(4)電鍍銅；（5)線路制作；(6)貼包封;(7)壓合;⑶鉆孔;(9)等離子清洗;(10)水平沉銅；（11)預(yù)鍍銅，其中步驟（2)鉆孔孔徑彡0.12mm;還包括步驟（12)填孔電鍍：電鍍液的組成成分為：硫酸H2S04、硫酸銅CuS04、酸性光亮劑、抑制劑、整平劑、鹽酸HC1;本發(fā)明旨在提供一種制作工藝簡單、減少板子組裝尺寸、增加組裝靈活性的多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝；用于線路板制作中的電鍍填通孔。
【專利說明】一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電鍍填通孔工藝，更具體地說，尤其涉及一種多層軟硬結(jié)合板電 鍍填通孔制作工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著印制線路板"輕、薄、短、小"的發(fā)展趨勢，產(chǎn)品多元化、模塊化也越來越明顯， 對電子產(chǎn)品的線路設(shè)計和制作方法要求也越來越高，傳統(tǒng)的平面線路已經(jīng)無法滿足電子產(chǎn) 品的要求。為了減少板子組裝尺寸、重量、避免連線錯誤，增加組裝靈活性，提高可靠性，實 現(xiàn)不同裝配條件下的三維立體組裝，在剛撓結(jié)合板的電鍍制作中出現(xiàn)了電鍍填通孔。所謂 的電鍍填通孔意思是在經(jīng)過機械加工后的通孔經(jīng)過化學(xué)沉銅，然后預(yù)鍍銅，再進(jìn)行電鍍填 通孔制作。把通孔進(jìn)行填滿有利于剛撓結(jié)合板內(nèi)層互連，提高連接可靠性。
[0003] 現(xiàn)有的柔性電路板通孔填埋的制作方法，一般采用如下方式：
[0004] ①對柔性電路板基材內(nèi)需要連接的位置上進(jìn)行打線；將導(dǎo)電金屬線打入到柔性電 路板內(nèi)需要連接的位置上，剪斷多余的金屬線后，金屬線留在電路板中；
[0005] ②對柔性電路板表面凸起的金屬線端頭進(jìn)行機械拋光處理，使之整平；
[0006] ③或根據(jù)需要進(jìn)行柔性電路板板面電鍍銅；
[0007] ④最終形成填孔，也就是實心銅柱連接。
[0008] 該工藝用類似于縫紉機的方式對柔性電路板進(jìn)行穿線處理，雖然減去傳統(tǒng)工藝鉆 孔后還要處理鉆污的工序，不需要化學(xué)沉銅，縮短了電鍍時間，但是由于柔性電路板在制作 工藝中基材的漲縮，易造成銅線與絕緣孔壁接觸不良，甚至根本沒有接觸，使其電氣連接的 可靠性不能保證，導(dǎo)致板子報廢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制作工藝簡單、減少板子 組裝尺寸、重量、避免連線錯誤，增加組裝靈活性，提高電氣連接可靠性，可以實現(xiàn)不同裝配 條件下的三維立體組裝的多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝，包 括下述步驟：（1)開料；（2)鉆孔；（3)水平沉銅；（4)電鍍銅；（5)線路制作；(6)貼包封； (7)壓合；(8)鉆孔；(9)等離子清洗；（10)水平沉銅；（11)預(yù)鍍銅，其中步驟（2)鉆孔孔徑 彡0. 12mm ;還包括步驟（12)填孔電鍍：電鍍液的組成成分為：硫酸H2S04濃度為28ml/L? 50ml/L，硫酸銅CuS04濃度為200g/L?250g/L，光亮劑濃度10ml/L?35ml/L，抑制劑濃度 為lml/L?4ml/L，整平劑濃度為15ml/L?35ml/L，鹽酸HC1濃度25ml/L?45ml/L ;采用自 動添加系統(tǒng)自動添加藥，每消耗1920C的電量添加光亮劑5ml/L?10ml/L，抑制劑0. 5ml/ L?lml/L，整平劑lml/L?6ml/L，電鍍夾板方向為短邊方向，電鍍60?80min完成電鍍填 通孔加工制作。
[0011] 上述的一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝中，步驟（12)填孔電鍍還包括 下述參數(shù)設(shè)定：循環(huán)流量150L/H?250L/H，過濾機壓力lkg/cm2?3kg/cm2，整流機電流輸 出偏差< 7%，藥液溫度23°C?32°C，電流密度為1. 5?2. 2ASD。
[0012] 上述的一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝中，步驟（12)中電鍍液的組成 成分為：硫酸H 2S04濃度為33ml/L?45ml/L，硫酸銅CuS04濃度為210g/L?240g/L，光亮劑 濃度12ml/L?28ml/L，抑制劑濃度為1. 2ml/L?2. 8ml/L整平劑濃度為18ml/L?32ml/ L，鹽酸HC1濃度28ml/L?42ml/L ;采用自動添加系統(tǒng)自動添加藥水，每消耗1920C的電量 添加光亮劑6ml/L?8ml/L，抑制劑0. 6ml/L?0. 8ml/L，整平劑2ml/L?5ml/L，電鍍夾板 方向為短邊方向，電鍍65?75min完成電鍍填通孔加工制作。
[0013] 上述的一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝中，步驟（12)填孔電鍍還包括 下述參數(shù)設(shè)定：循環(huán)流量165L/H?230L/H，過濾機壓力1. 2kg/cm2?2. 2kg/cm2,整流機電 流輸出偏差< 6%，藥液溫度25°C?28°C，電流密度為1. 6?2. 0ASD。
[0014] 上述的一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝中，步驟（12)中所述光亮劑為 芐叉丙酮、蓖麻油、丙烯磺酸鈉、炔醇、炔二醇中的一種或幾種的組合；所述抑制劑為：胺的 四聚酸類陰離子化合物、聚醚類、聚乙二醇、聚丙二醇類、聚亞乙基亞胺的季銨鹽中的一種 或幾種的組合；所述整平劑為聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚（4 一苯 乙烯磺酸鈉及順丁烯二酸）共聚物中的一種或者幾種。
[0015] 上述的一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝中，步驟（11)所述預(yù)鍍銅電鍍 液的主要組成成分為：光亮劑20ml/L?60ml/L、H 2S04110ml/L?160ml/L、Cu2S04 90g/L? 110g/L、HC140PPM ?60PPM。
[0016] 上述的一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝中，步驟（2)所述鉆孔具體為： 按照設(shè)計制作要求進(jìn)行鉆孔加工，鉆咀轉(zhuǎn)速：90?120KRPM。
[0017] 本發(fā)明采用上述工藝后，通過機械鉆孔，孔金屬化，線路制作，壓合，鉆通孔，等離 子清洗，沉銅后，進(jìn)行電鍍填通孔，避免芯板薄鐳射鉆孔容易擊穿導(dǎo)致填孔空洞增強了多層 軟硬結(jié)合板的密度、精度、可靠性等性能，增強了信號傳輸能力，提高了產(chǎn)品品質(zhì)可靠性。

【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的任何 限制。
[0019] 本發(fā)明的一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝，包括下述步驟：
[0020] (1)開料：按照生產(chǎn)制作要求，將基板材料裁切成所需尺寸；
[0021] (2)鉆孔：按照設(shè)計制作要求進(jìn)行鉆孔加工，孔徑彡0.12mm，鉆咀轉(zhuǎn)速：90? 120KRPM ；
[0022] (3)水平沉銅：在PCB板孔內(nèi)沉積一層化學(xué)銅，經(jīng)化學(xué)銅沉積后PCB板背光級數(shù)大 于9級；
[0023] (4)電鍍銅：對PCB板進(jìn)行全板電鍍，在PCB板孔內(nèi)鍍上一層銅，使孔金屬化；
[0024] (5)線路制作：在內(nèi)層板上制作線路；具體為采用DES線，顯影速率為：2-3m/min 蝕刻速率為：2. 5-3m/min ;
[0025] (6)貼包封；
[0026] (7)壓合：通過加熱加壓方式將疊合板壓成多層板；
[0027] (8)鉆孔：按照生產(chǎn)制作要求，鉆出符合要求的通孔；
[0028] (9)等離子清洗：去除鉆孔時在銅箔上產(chǎn)生的沾污，避免鍍層與內(nèi)層間的連接不 良，同時還有粗化基材表面的作用，增加壓合粘結(jié)時的結(jié)合力；
[0029] (10)水平沉銅：在通孔壁上沉積一層化學(xué)銅；
[0030] (11)預(yù)鍍銅：在所述通孔內(nèi)化學(xué)銅層上預(yù)鍍一層銅；所述預(yù)鍍銅電鍍液的主要 組成成分為：光亮劑 20ml/L ?60ml/L、H2S04110ml/L ?160ml/L，Cu2S0490g/L ?110g/L、 HC140PPM ?60PPM。
[0031] (12)填孔電鍍：電鍍液的組成成分為：硫酸H2S04濃度為28ml/L?50ml/L，硫酸銅 CuS04濃度為200g/L?250g/L，酸性光亮劑濃度10ml/L?35ml/L，抑制劑濃度為lml/L? 4ml/L，整平劑濃度為15ml/L?35ml/L，鹽酸HC1濃度25ml/L?45ml/L，循環(huán)流量150L/ Η?250L/H，過濾機壓力lkg/cm2?3kg/cm2,整流機電流輸出偏差< 7%，藥液溫度23°C? 32°C，電流密度為1. 5?2. 2ASD ;采用自動添加系統(tǒng)自動添加藥，每消耗1920C的電量添加 光亮劑5ml/L?10ml/L，抑制劑0. 5ml/L?lml/L，整平劑lml/L?6ml/L，電鍍夾板方向 為短邊方向，電鍍60?80min完成電鍍填通孔加工制作。本實施例中所述光亮劑為酸性光 亮劑，例如芐叉丙酮、蓖麻油、丙烯磺酸鈉、炔醇、炔二醇中的一種或幾種的組合；所述抑制 劑為胺的四聚酸類陰離子化合物、聚醚類、聚乙二醇、聚丙二醇類、聚亞乙基亞胺的季銨鹽 中的一種或幾種的組合；所述整平劑為聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚 (4 一苯乙烯磺酸鈉及順丁烯二酸）共聚物中的一種或者幾種。
[0032] 優(yōu)選地，電鍍液的組成成分為：硫酸H2S04濃度為33ml/L?45ml/L，硫酸銅CuS0 4 濃度為210g/L?240g/L，光亮劑濃度12ml/L?28ml/L，抑制劑濃度為1. 2ml/L?2. 8ml/ L，整平劑濃度為18ml/L?32ml/L，鹽酸HC1濃度28ml/L?42ml/L，循環(huán)流量165L/H? 230L/H，過濾機壓力1. 2kg/cm2?2. 2kg/cm2,整流機電流輸出偏差< 6%，藥液溫度25°C? 28°C，電流密度為1. 6?2. 0ASD ;采用自動添加系統(tǒng)自動添加藥水，每消耗1920C的電量添 加光亮劑6ml/L?8ml/L、抑制劑0. 6ml/L?0. 8ml/L、整平劑2ml/L?5ml/L，電鍍夾板方 向為短邊方向，電鍍65?75min，完成電鍍填通孔加工制作。
[0033] 本發(fā)明步驟（1)至（11)均為常規(guī)工藝，因此在此不再贅述。但其中步驟（2)的參 數(shù)是必須限定的，本申請步驟（12)的改進(jìn)，僅針對孔徑0. 12_及其以下的鉆孔。
[0034] 實施例
[0035] 本實施例提供的一種焊盤上導(dǎo)通孔的電鍍填孔方法，包括下述步驟：
[0036] (1)開料：按照生產(chǎn)制作要求，將基板材料裁切成所需尺寸；
[0037] (2)鉆孔：按照生產(chǎn)制作要求，鉆出符合要求的孔；根據(jù)生產(chǎn)制作要求鉆孔的孔徑 來選擇合適的鉆咀，并根據(jù)PCB板疊數(shù)選擇合理的鉆孔速度；
[0038] (3)水平沉銅：在PCB板孔內(nèi)沉積一層化學(xué)銅；在沉銅步驟中，衡量化學(xué)銅沉積品 質(zhì)的重要指標(biāo)為背光級數(shù)，為避免使孔內(nèi)出現(xiàn)無銅的產(chǎn)品品質(zhì)問題，影響產(chǎn)品的可靠性，需 要控制背光級數(shù)，一般背光級數(shù)大于9級以上，即經(jīng)過化學(xué)銅沉積后，PCB板的背光級數(shù)大 于9級以上；
[0039] (4)電鍍銅：對PCB板進(jìn)行全板電鍍，在PCB板孔內(nèi)鍍上一層銅，使孔金屬化；電 鍍銅步驟是將孔內(nèi)的銅層加厚，一般加厚量為5-8um，控制面銅厚度在25-40 μ m，要達(dá)到此 要求，需控制好板電鍍步驟中電鍍液的濃度成分，硫酸H2S04濃度為：150-190g/L，硫酸銅 CuS04濃度為：65g/L-85g/L，光亮劑濃度為：4-6ml/L，鹽酸HC1濃度為：20ml/L-50ml/L。循 環(huán)流量160L/H-180L/H，過濾機壓力1. 5kg/cm2-2. Okg/cm2,整流機電流輸出偏差< 5%，藥 液溫度控制在25°C -28°C電流密度為1. 5ASD電鍍時間為35min，
[0040] (5)線路制作：在內(nèi)層板上制作線路；線路制作根據(jù)是制作線寬與線距均在制作 要求范圍內(nèi)符合制作要求的線路。要達(dá)到此要求，需控制好曝光顯影蝕刻退膜各工藝參數(shù)。 干膜的壓膜溫度為l〇5°C _125°C，壓力為0. 3Mpa-0. 5Mpa，入板溫度為90°C ±5°C，出板溫度 為55°C ±5°C，貼膜速度為1.0m/min-1.3m/min，干膜的厚度控制在38以111-45 4 111;采用0)1 曝光機曝光，曝光能量控制在10mJ-12mJ ;曝光后靜置15min，對曝光后的基板進(jìn)行顯影，控 制顯影點：45%，顯影壓力為：2. 0-3. Okg/cm2,顯影液的濃度為：Na2C03 0. 7-1. 1%。控制蝕 刻速率為：2. 3m/min-2. 7m/min，蝕刻壓力為：2. 0kg/cm2±0. 5kg/cm2,溫度 49°C _53°C，蝕刻 液濃度為：HC1 30-35%，Cu2+160-180g/L，退膜液濃度為 NaOH 1.0-4. 0%。
[0041] (6)貼包封：根據(jù)生產(chǎn)制作要求來貼包封。
[0042] (7)壓合：通過加熱加壓方式將疊合板壓成多層板；根據(jù)生產(chǎn)制作要求，控制壓合 溫度為：180±10°C，預(yù)壓時間為：10±5s，成型時間為：100±10s，壓力為：80±5kg/cm 2。
[0043] (8)鉆通孔：按照生產(chǎn)制作要求，鉆出符合要求的通孔；根據(jù)生產(chǎn)制作要求鉆孔的 孔徑來選擇合適的鉆咀，并根據(jù)PCB板疊數(shù)選擇合理的鉆孔速度；
[0044] (9)等離子清洗：去除鉆孔時在銅箔上產(chǎn)生的沾污，避免鍍層與內(nèi)層間的連接不 良，同時還有粗化基材表面的作用，增加壓合粘結(jié)時的結(jié)合力。根據(jù)生產(chǎn)制作要求，保證孔 壁的平整性，控制〇? 4和02的比例為：1:2射頻功率為：2000-3000W，蝕刻時間為：45min。
[0045] (10)水平沉銅：在通孔壁上沉積一層化學(xué)銅；在沉銅步驟中，衡量化學(xué)銅沉積品 質(zhì)的重要指標(biāo)為背光級數(shù)，為避免使孔內(nèi)出現(xiàn)無銅的產(chǎn)品品質(zhì)問題，影響產(chǎn)品的可靠性，需 要控制背光級數(shù)，一般背光級數(shù)大于9級以上，即經(jīng)過化學(xué)銅沉積后，PCB板的背光級數(shù)大 于9級以上；要達(dá)到此要求，控制甲醛HCH0濃度為：4. 5ml/L、Cu2+濃度為：2. 2g/L。
[0046] (11)預(yù)鍍銅：在所述通孔內(nèi)化學(xué)銅層上預(yù)鍍一層銅；預(yù)電鍍步驟是將孔內(nèi)的銅 層加厚，一般加厚量為5-8 μ m ;所述預(yù)鍍銅電鍍液的主要組成成分為：光亮劑20ml/L? 60ml/L、H2S04110ml/L ?160ml/L，Cu2S04 90g/L ?110g/L、HC140PPM ?60PPM。
[0047] (12)填孔電鍍：在所述通孔的預(yù)鍍銅層上電鍍填通孔。電鍍液的濃度成分其中硫 酸H 2S04濃度為35ml/L-43ml/L，硫酸銅CuS04濃度為220g/L-230g/L，光亮劑濃度為15ml/ L-25ml/L，抑制劑濃度為1. 5ml/L-2. 5ml/L，整平劑濃度為20ml/L-30ml/L，鹽酸HC1濃度 30ml/L-40ml/L，循環(huán)流量 180L/H-210L/H，過濾機壓力 1.5kg/cm2-2.0kg/cm2，整流機電流 輸出偏差< 5%，藥液溫度控制在25°C -28°C電流密度為1. 7ASD電鍍時間為70min，采用自 動添加系統(tǒng)自動添加藥水設(shè)定參數(shù)為800A/h，電鍍夾板方向為短邊方向，電鍍65?75min， 完成電鍍填通孔加工制作。
【權(quán)利要求】
1. 一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝，包括下述步驟：（1)開料；（2)鉆孔；（3) 水平沉銅；(4)電鍍銅；（5)線路制作；(6)貼包封；（7)壓合；(8)鉆孔；(9)等離子清洗； (10)水平沉銅；（11)預(yù)鍍銅，其特征在于，步驟（2)鉆孔孔徑彡0. 12mm;還包括步驟（12) 填孔電鍍：電鍍液的組成成分為：硫酸H2S04濃度為28ml/L?50ml/L，硫酸銅CuS0 4濃度為 200g/L?250g/L，光亮劑濃度10ml/L?35ml/L，抑制劑濃度為lml/L?4ml/L，整平劑濃 度為15ml/L?35ml/L，鹽酸HC1濃度25ml/L?45ml/L ;采用自動添加系統(tǒng)自動添加藥，每 消耗1920C的電量添加光亮劑5ml/L?10ml/L，抑制劑0. 5ml/L?lml/L，整平劑lml/L? 6ml/L，電鍍夾板方向為短邊方向，電鍍60?80min完成電鍍填通孔加工制作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝，其特征在于，步 驟（12)填孔電鍍還包括下述參數(shù)設(shè)定：循環(huán)流量150L/H?250L/H，過濾機壓力lkg/cm 2? 3kg/cm2,整流機電流輸出偏差< 7%，藥液溫度23°C?32°C，電流密度為1. 5?2. 2ASD。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝，其特征在于，步 驟（12)中電鍍液的組成成分為：硫酸H2S0 4濃度為33ml/L?45ml/L，硫酸銅CuS04濃度為 210g/L?240g/L，光亮劑濃度12ml/L?28ml/L，抑制劑濃度為1. 2ml/L?2. 8ml/L，整平 劑濃度為18ml/L?32ml/L，鹽酸HC1濃度28ml/L?42ml/L ;采用自動添加系統(tǒng)自動添加 藥水，每消耗1920C的電量添加光亮劑6ml/L?8ml/L，抑制劑0. 6ml/L?0. 8ml/L整平劑 2ml/L?5ml/L，電鍍夾板方向為短邊方向，電鍍65?75min，完成電鍍填通孔加工制作。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝，其特征在于，步 驟（12)填孔電鍍還包括下述參數(shù)設(shè)定：循環(huán)流量165L/H?230L/H，過濾機壓力1.2kg/ cm2?2. 2kg/cm2,整流機電流輸出偏差< 6%，藥液溫度25°C?28°C，電流密度為1. 6? 2. 0ASD。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝，其特征在于， 步驟（12)中所述光亮劑為芐叉丙酮、蓖麻油、丙烯磺酸鈉、炔醇、炔二醇中的一種或幾種的 組合；所述抑制劑為：胺的四聚酸類陰離子化合物、聚醚類、聚乙二醇、聚丙二醇類、聚亞乙 基亞胺的季銨鹽中的一種或幾種的組合；所述整平劑為聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚 乙烯吡咯烷酮、聚（4 一苯乙烯磺酸鈉及順丁烯二酸）共聚物中的一種或者幾種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝，其特征在于，步 驟（11)所述預(yù)鍍銅電鍍液的主要組成成分為：光亮劑20ml/L?60ml/L、H 2S04110ml/L? 160ml/L、Cu2S0490g/L ?110g/L、HC140PPM ?60PPM。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多層軟硬結(jié)合板電鍍填通孔制作工藝，其特征在于，步 驟（2)所述鉆孔具體為：按照設(shè)計制作要求進(jìn)行鉆孔加工，鉆咀轉(zhuǎn)速：90?120KRPM。
【文檔編號】H05K3/40GK104219898SQ201410529651
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】李志丹, 陳世金, 李云萍, 鄧宏喜, 李松松, 劉佳 申請人:博敏電子股份有限公司